Тампонажный материал
Союз Советекнк
Соцналнетнческнк
Респубпнк
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t i) 981585 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву
{22) Заявлено 08,12.80 (2l ) 3236783/22-03 с присоединением заявки И (23) Приоритет (51) М. Кл.
E 21 B 33/138 Ьеудерсткнньй кеннтет
СССР яо делен нзебретеннй н открытей
Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46 (53 ) УД К 622. 245..42 (088.8.) Дата опубликования описания 15,12.82
Д. Ф, Новохатский, А. И. Булатов, B. С. Данюшевркий,"
В. А. Антонов, В. Т. Филиппов, М. А. Егоров, С. В, Логвиненко, И. С, Катеев и А. Н. Закхеев (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (71 ) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей и может быть использовано для цементирования скважин, предназначенных для термического воздействия на пласт, содержащий нефть или другие полезные ископаемые.
Для добычи высоковязких нефтей и повышения нефтеотдачи пластов применяются методы термогазохимического воздействия, одним из которых является закачивание в пласт водяного пара. Тампонажный материал для крепления скважин в этих условиях должен схватываться и набирать требуемую прочность при геостатической температуре в интервале цементирования скважины, тампонажный камень не должен разрушаться при последующих термических воздействиях на пласт.
Паронагнетательные скважины имеют 0 сравнительно небольшую глубину и геостатическая температура в,них изменяется в интервале от 10 до 80 С. В этих условиях твердения тампс .ажные растворы на основе портландцемента, глиноземистого и гипсоглиноземистого цементов образуют высокопрочный камень.
Известно, что в процессе термического воздействия, в частности нагнетания в пласт водяного пара, температура в скважине возрастает до 200-275 С (1 ).
Однако это приводит к,снижению прочности и разрушению камня, так как образовавшиеся первоначально продукты твердения метастабильны и подвержены фазовым переходам при последующем нагреве.
Известна тампонажная смесь, содержашая глиноземистый цемент 50-70% и молотый кварцевый песок 30-50% затвердевающая при невысоких температурах(23.
Однако прочность цементного камня при последующем повышении температуры сохраняется лишь в отсутствии влаги.
Известны специальные тампонажные цементы для высокотемпературных услоВий применения на основе шлакопесчаных вяжущих с добавкой 10% портландцемента 53l.
981585
Недостаток - снижение прочности и долговечностй камня при гидротермальном его нагреве, вследствие перекристаллизации метастабильной фазы гидроалюмината кальция в шестиводный трехкальциевый гидроалюми нат, Uemь изобретения — обеспечение прочности и долговечности тампонажного камня, твердеющего при 10-80ОС с по- следуюшим гидротермальным прогревом 10 его до 160-250 С.
Поставленная цель достигается тем, что тампонажный материал содержит шлакопесчаный цемент и портланпцемент, взя- 5 тые в следующих соотношениях, мас.%:
Шлакопесчаный цемент 30-70
Портландцемент 30-70
Кроме того, шлакопесчаный цемент имеет следующий состав, мас.%:
Шлак 50-60
Песок кварцевый 40-50, В качестве портландцемента может быть введен тампонажный портландцемент >5 для холодных или горячих скважин.
Начальная прочность камня обеспечивается добавками портландцемента, шлакопесчаный цемент при этом служит ЭО инертной добавкой и в повышении прочности камня на ранней стадии твердения практически не участвует. Увеличение температуры до 160-250 С ведет к перекристаллизации гидросиликатов и гид- 35 роал™силикатов, появляется тенденция к потере прочности камня, но в результате гидралитической деструкции шлака и песка и последующей кристаллизации новообразований в камне появляются высокопрочные низкоосновные гидроалюминаты кальция типа тоберморита и ксонотлита, поэтому снижения прочности не происходит.
П р и-м е р. Зля получения тампонажного материала были приготовлены смеси шлакопесчаного цемента и портландцемента с соотношениями в пределах данного состава. После двухсуточного твердения полученных иэ них при эатворении водой тампонажных растворов при атмосферном давлении и 25 С, образцы тампонажного о камня подвергали двукратному термическому воздействию в водной среде при
250 С и давлении 25 МПа с выдержкой на указанном режиме по 12 сут. с интервалом 2 сут.
Результаты испытаний. приведены в табл. 1, из которых следует, что прочность камня иэ предлагаемого тампонажнОго материала, сформированного при
25ОС, возрастает при -,ермической обработке, а прочность камня из состава по прототипу снизилась в десятки раз. .Ианные долговечности тампонажного камня подтверждаются табл. 2, Применение предполагаемого тампонаж ного материала для крепления паронагнетательных скважин увеличит межремонтный срок их службы. о
fQ о с4 сч о
С4
<О
Й о а
Ч о
t Ф о
Ч о о о а
1-1
1 1-(ы
5 сО
Ч
РФ
t о о»
Я t
Ч с9
Ф о
Й а сО о
-«» . o о а сч
981585 сО о ч
O m (О о л с
И м ч о д со
03
Р л (О о о
Р ф
° °
М О)
Ц щ
3 о а сО о о о
О) а о
С4 Ю с4
Р
03 (О - (.. (О
0)
ы
Ф
М о (a) сО
3t
Ф о си
И о
1-1
° ° р " » -. щ Щ pr)
l0
° ° о» о а о
c4 tQ
t
Л
11
Ф
I сГ сч о
° Ф
М
Ф о ц о о.
1 и о
Щ щ о
981585
Таблица 2
Тампонажный материал (40:60 ) портландцемент-III I1UC200
0,47 . 20 1820 120 30 20 29
31 33
Известное
Шла -60%
Песок-30%
К U-80 %
0 45 21 1780 120 30 15 20
22 21
Шлак
Кварцевый песок
50-60
40-50
Составитель М, Николаева
Редактор Н. Воловик Техред М. Надь Корректор В. Бутяга
Заказ 9663/48 Тираж 623 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r. Ужгород> ул. Проектная, 4
Ф ормула изобретения
1. Тампонажный материал, содержа ший шлакопесчаный цемент и портландцемент, о т л и ч. и ю шийся тем, что, с целью обеспечения прочности и долговечности тампонажного камня, твердеющего при 10-80 С с последующим гидротермальным прогревом до 160250 С, он включает укаэанные компоненты при следующем их соотношении, 35 мас.%:
Шлакопесчаный цемент 30-70
Пор тландцеме нт 30-70
2. Тампонажный материап по и. 1, отличающийся тем, что шла- 40 копесчаный цемент имеет следующий состав, мас.%:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Байбаков H. К.,Гарушев А. P. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. М., "Недра", 1977, с. 238.
2. Агаева С. И. и др. Тампонажная термостойкая смесь для цементирования скважин, подлежащих последующей термообработке. М., сб. Бурение", N 12, 1976, с. 26-30.
3. Булатов А. И., Новохатский Д. Ф.
Тампонажные шлаковые цементы и растворы для цементирования глубоких скважин.
М., "Heapa", 1975, с. 69-76 (прототип).
