Обращенный нефтеэмульсионный тампонажный раствор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ц 991026 (51) Дополнительное к авт. саид.-ву (22) Заявлено 21.04.81 (21) 3267898!22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано-- 23 01.83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.01.83 (Я)м. Кл.

Е 21 В 33/138

Гвсуаарствехых квмхтет

СССР йе бекаа кзааретеккк к вткрнтий (5З) ЯК б22.245. .42 (088.8) Н. А. Мариампольский, Ремир Каримов, Мирзаахмед Хйшимов, С. А. Алехин, Ю. П. Тихонов, Т. Т. Кудактина и П. Н. Мариампольскйй (22) Авторы изобретения

Среднеазиатский научно — исследовательский институт природного газа (2! ) Заявитель (54) ОБРАЩЕННЫЙ НЕФТЕЭМУЛЬС ИОННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ

РАСТВОР

Изобретение относится к бурению, а именно к тампонажным растворам на углеводородной основе, которые используются дпя цементирования скважин.

Известен тампонажный раствор, включающий . цемент, воду, дизельное топливо, поверхностноактивное вещество и регулятор сроков загус- тевания и схватывания, в качестве которого он содержит окисленный петролатум 111

Известен также обращенный нефтеэмульсионный тампонажный раствор, включающий ,дизельное топливо, цемент, эмультал и воду затворейия 12).

Недостатком известных тампонажных растворов является большой расход дорогостоящих реагентов. При приготовлении обращенного нефтеэмульсионного тампонажного pacraopa по указанной рецептуре расход эмультала составляет до 10 кг на 1 м (1 вес.%) раствора. Как показали исследования, прочность и проницаемость цементного камня, образованного из таких растворов, находится в прямой зависимости от количества эмультала, входящего в состав растворов. С повышением содержания эмультала в тампонажном нефтеэмульси. онном растворе соответственно снижается проЕ ность и повышается газопроницаемость цементного камня.

Целью изобретения является снижение расхода реагентов и повышение качества цементного камня за счет повышения прочности и снижения проницаемости.

Указанная цель достигается тем, что обращенный нефтеэмульсионный тампонажный раствор, включающий дизельное топливо, цемент, эмультал и воду затворения, в качестве последней содержит воду, активировайную в зоне отрицательного электрода унитюляриого электроактиватора при следующем соотношении

35 компонентов, мас.%:

Цемент 50,Ь- 70,0

Дизельное топливо 10,3-20,3

Эмультал 0,1 — 0,3

Активированная вода Остальное

Активирование воды затворення достигается путем электрохимического воздействия в поле постоянного электрического тока в зоне основного отрицательного электрода унинолярио3 991026 го электроактнватора с удельной электрической энергией активации от 3000 до 25000 Дж/л.

Предварительно смешивают дизтопливо с эмульталом, затем готовят водоцементную суспензию и вводят ее при интенсивном переМешивании в углеводородную смесь, причем воду перед затворением водоцементной суспензии подвергают электрохимической активации в зоне основного отрицательного электрода униполярного злектроактиватора с 16 удельной электрической энергией активации от 3000 до 25000 Дж/л. Униполярная электрообработка воды затворения приводит к резкому нзмененшо ее свойств и состояния, что отмечается изменением величин таких пока- 15 зателей, как концентрация ионов водорода, окислительно — восстановительного потенциала, / злектропроводности Изменение свойств и состояния воды затворения, подвергнутой элект роактивации, происходит как за счет злектрохимических реакций у поверхности электродов, ионообмеиных процессов между объемами воды, разделенными проницаемой nepего» родкой, так и за счет электролиза, который сопутствует процессу электрохимической активвацин воды. (3D

40

Как показали исследования, оптимальные значения величин удельного расхода электрической энергии при злектрохимической активации составляют от 3000 до 25000 Дж/л и зависимос1и от степени минерализацни воды затворения. При удельном расходе электро-энергии менее 3000 Дж/л степень активации воды затворенн» недостаточно высока, что отрицательно сказывается на показателях прочности и проницаемости цементного камня.

Расход удельной электроэнергии более

25000 Дж/л нецелесообразен, так как приводит к бссполезному перерасходу электроэнергии, не увеличивая при этом степень активации воды.

Исследование влияния добавок эмульгаторов в обращенный нефтеэмульсионный тампонажнь|й раствор показало, что прочность цементного камня, полученного иэ такого раствора, непосредственно зависит от количества введенного эмульгатора. Увеличение содержани» в растворе эмульгатора приводит к снижению прочности цементного камня. Использование для приготовления обращенного нефтеэмульсионного тампонажного раствора активированной воды позволяет значительно сократить расход специальных реагентов — эмульгаторов для. приготовления единицы обьема раствора, что приводит к соответствующему росту прочности цементного камня. Кроме того, активированная вода затворения, энергично взаимодействуя с минералами клинкера, образует вокруг них прочно удерживаемые адсорбционные слои.

Возбужденные ионы дисперсионной среды, сочетаясь с активными центрами на поверхности цементных частиц, интенсифицируют процессы гидролиза и пщратации, кристаллизации, новообразований и роста .кристаллов, что приводит в конечном счете к повышению прочности цементного камня и снижению его проницаемости. При этом такие показатели, как растекамость, сроки схватывания и время загустевания практически не изменяются.

Пример. Составные компоненты раствора: техническая вода с общей минерализацией 1,5 г/л, дизтопливо марки Л, эмульгатор— эмультал, тампонажный портландцемент для холодных скважин Кувасайского цементного завода

Растворы с известной и предлагаемой рецептурой и технологией приготовления готовили в идентичных условиях.

Во всех случаях определялась прочность образцов на изгиб и сжатие через 28 сут.

Проницаемость определялась через 2 сут на приборе ГК-5.

Результаты испытаний приведены в таблице.

М

3/Э

00 С

00

СМ

МЪ О

Vl

Ф"1

Д. 3

5ю ф п

o p

Я Ф и сУ

М

Ф 991026

С ),ц сГ а

° ф е\

10 4„

МЧ) С4

«I

° 6 Ю ф и .Ч ев

Ф1

Щ . ЮФ фь о © е о м в р .„Зф «р о И

Я И

ЯЯ. .й . М

И о о

Фф Я

Ид Е

gйу

Й

p,мf

991026

50,0-70,0

10,3 — 20, 3

0,1-0,3

Остальное

Составитель В. Никулин

Техред А.Бабинец

Редактор О. Юрковецкая

Корректор Л Бокшан

Подписное

Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 85/47

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретени я

Обращенный нефтеэмульсионный тампонам . ный раствор, включающий дизельное топливо, цемент, эмультал и воду затворення, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и повышения качества. цементного камня за счет повышения прочности и снижения. проницаемости, он в качестве воды. затворения содержит воду, актнви рованную в зоне отрицательного электрода униполярного злектроактиватора, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Цемент

Дизельное топливо

Эмультал

Активированная вода

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 684128, 1в кл. Е 21 В 33/138, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР М 529134, кл. С 04 В 13/00, 1975.