Способ приготовления быстросхватывающейся тампонажной смеси

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 987077 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.07.81 (21) 3329453/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.83 (51) М К з

E 21 В 33/138

Гееуддрстееинмй кемитет

CCCP (53) УДК 622.245..42 (088.8) Ilo делам изобретеиий и аткрмтий

Г. М. Толкачев,А. М. Шилов, В. Г. Санников, М. Г..Жилкин » и В. Е. Пожитной. (Пермский политехнический инстит т ( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЫСТРОСХВАТЫВАЮЩЕЙСЯ

ТАМПОНАЖНОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при проведении работ по изоляции зон поглощения бурового раствора и ликвидации водопритоков в скважинах. 5 . Известен способ приготовления быстросхватываюгцейся тампонажной смеси путем затворения водой сухой смеси портландцемента и гипса в соотношении 1:1. Приготовленная таким образом тампонажная смесь затвердевает через 6 — 8 мин после ее затворения (1).

Недостатком этого способа является низкая эффективность его использования в присутствии высекоминерализованных вод, так как при этом сроки схватывания гипсоцементной смеси увеличиваются до нескольких часов, а образующийся цементный камень в условиях магнезиальной агрессии быстро разру шается.

Известен также способ приготовления быстросхватывающейся тампонажной смеси, включающий затворение каустического магнезита водным раствором магниевых солей, например хлористого магния. Для приготовления жидкости затворения используют содержашие воду (бишофит, природный карналлит, искусственный карналлит) или безводные (технический хлористый магний безводный, обезвоженный карналлит) соли хлористого магния. При температурах жидкости затворения 60 С и выию сроки схватывания магнезиального вяжущего вешества малы (не более 5 мин) и оно используется в качестве быстросхватываюгцейся тампонажной смеси (БСТС), образующей стойкий к магнезиальной агрессии цементный камень (2) .

Однако данный способ характеризуется удлинением сроков схватывания магнезиаlbного вяжущего вещества при использовании жидкостей затворения с температурой ниже

60 С. Так, при температуре жидкости затворения 20 +- 1 С сроки схватывания магнезиального вяжущего 2 — 3 ч. Это существенно ограничивает область возможного применения магнезиального вяжущего вещества в качестве БСТС.

Целью изобретения является сокращение сроков схватывания за счет повышения температуры в момент затворения темпонажной смеси.

987077

Формула изобретения

Указанная цель достигается тем, что согласно способу приготовления быстросхватывающейся тампонажной смеси, включающему затворение каустического магнезита водным раствором магниевых солей, каустический магнезит перемешивают с безводной солью хлористого магния в соотношении от 1:1 до 2:1, и затем полученную сухую смесь затворяют водой или водным раствором солей с минерализацией по хлористому магнию от 0,1 до 360 г/л. (В качестве солей хлористого магния могут быть использованы технический хлористый магний безводный или обезноженный карналлит) .

Экзотермическая реакция растворения содержащейся в сухой смеси безводной соли хлористого магния в указанных жидкостях затворепия с образованием водного раствора хлористого магния сопровождается интенсивным выделением тепла. В результате образу1ощаяся при затворении тампонажная смесь разогревается до высоких температур, а сроки схватывания ее сокращаются до нескольки.< минут.

Пример 1. Берут 100 г каустического магнсзпта, смешивают с 50 г технического хлористого магния безводного, что соответствует соотношению 2:1. После тщательного перемешивания сухих компонентов в образуюгцуюся смесь HQJIHBBIoT Водопроводную Воду с температурой 20 + 1 С в количестве 100 см и продолжают перемешивание образующейся тампонажной смеси. Начало загустения смеси фиксируют через 35 с после затворения, температура смеси в этот момент дости гает 100 С. H а ч ало сх ваты в а н и я отмечается через 70 с, конец — чсрез 105 с после затворения.

Пример 2. Берут IOO г каустического магнезита, 80 r технического хлористого магния (соотношение 5:4), 100 см воды. Последовательность операций приготовления БСТС аналогична примеру l. Время загустевания

25, с, температура смеси при этом 110 С.

Начало схватывания — через 40 с, конец схватывания отмечается через 70 с после затворения.

Пример 3. Берут 100 г каустического магнезита, 60 r обезвоженного карналлита (соотношение 5:3), 100 см воды. Последовательность операций приготовления БСТС аналогична примеру 1. Время загустевания — 75 с, температура смеси при этом 72 С. Начало схватывания фиксируется через 115 с, конец — через 180 с после затворения.

Пример 4. Берут 100 г каустического магнезита, 100 г обезвоженного карналлита (соотношение 1:1), 100 смз воды. Последовательность операций приготовления БСТС аналогична примеру 1. Время загустевания—

35 с, температура смеси при этом 86 С. Начало схватывания отмечается через 80 с, конец — через 110 с после затворения.

Пример 5. Берут 100 г каустического магнезита, 50 г технического хлористого магния

35 безводного (соотношение 2:1), 100 см водного раствора хлористого магния с температурой 20+ 1 С и минерализацией 320 г/л.

Последовательность операций приготовления БСТС аналогична примеру 1. Время загустевания — 110 с, температура смеси при этом 70 С. Начало схватывания отмечается через 230 с, конец — через 300 с после затворения.

Пример б. Берут 100 r каустического магнезита, 100 г обезвоженного карналлита (соотношение 1: I ) . 00 см водного раствора хлористого магния с температурой 20+-1 С и минерализацией 320 г/л. Последовательность приготовления операций БСТС аналогична примеру I. Время загустевания — 80 с, температура смеси при этом 70 С. Начало схватывания фиксируется через 15 с, конец — через 210 с после затворения.

Таки м образом, с повы шением степени минерализации жидкости затворения температура разогрева смеси уменьшается и сро ки схватывания БСТС увеличиваются. При использовании жидкости затворения с минерализацией по хлористому магнию выше

360 г/л температура разогрева смеси становится ниже 60 С и оказывается недостаточной для твердения смеси в короткие сроки (менее 5 мин).

При соотношении компонентов больше

2:1 количество безводной соли хлористого магния оказывается недостаточным для разогрева смеси до необходимых температур, а поэтому приемлемые сроки схватывания

БСТС не будут получены.

При соотношении компонентов меньше, чем 1:1, цементный камень, образующийся в результате затвердевания смеси, имеет низкуй прочность из-за недостаточного количества в нем вяжущего компонента (каустического магнезита).

Использование предлагаемого способа и риготовления быстросхватывающейся тампонажной смеси на основе каустического магнезита позволяет существенно сократить сроки схватывания, расход тампонажных материалов, повысить эффективность и сократить стоимость работ по изоляции зон поглощения бурового раствора и ликвидации водопритоков в скважинах в условиях магнезиальной агрессии и относительно низких забойных температур (5 — 40 С). Такие условия характерны для многих месторождений полезных ископаемых, и, в первую очередь, для месторождений минеральных солей СССР.

Способ приготовления быстросхватывающейся тампонажной смеси, включающий затворение каустического магнезита водным раствором магниевых солей, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков схва987077

Составитель М. Николаева

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ !0238/ГО Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тывания за счет повышения температуры в момент затворения тампонажной смеси, каустический магнезит перемешивают с безводной солью хлористого магния в соотношении от 1:1 до 2:1, и затем полученную сухую смесь завторяют водой или водным раствором солей с минерализацией по хлористому магнию от 0,1 до 360 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руденко А. П. Тампонирование и крепление скважин при алмазном бурении. М., «Недр а», 1978, с. 139 — 140.

2. Справочник по химии цемента. Под ред. Б. В. Волконского, Л. Г. Судакаса, Стройиздат, с. 100 (прототип).