Тампонажная смесь

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5026668/03 (22) 10.02.92 (46) 30.10.93 Бюл. Ne 39-40 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Мооеичева Н.Т„Жжонов В,Г„. Катеева Р.и. (73) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промыцвенности (в) RU - (и) 2002040 С1 (51) 5 Е21В ЗЗ 138 (54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ (57) Сущность изобретения: тампднажная смесь ТС содержит, масч 100 портландцемента ПЦ тампонажного; 0,2 — 10 Реагента 126 — 399 — 25—

35%-ный водно-спиртовой раствор органосиликоната натрия. В воду для затворения ПЦ вводят

Реагент 126 — 399. На полученном растворе затворяют ПЦ. Качество ТС: прочность цементного камня на изгибе через 48 ч 5 — 7 МПА Конец схватывания камня 8,0 — 1825 ч.. 1 табл.

2002040

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к цементированию скважин, и направлено на повышение прочности цементного камня, Известна тампонажная смесь, содержащая в качестве добавки для упрочнения цементного камня хлористый кальций CaC(z, При малых концентрациях хлористого кальция (0,5 —,1,0, ) прочность цементного камня, получаемого из такой смеси, не высокая и составляет 4,5 против 4,0 МПа без него.

Даже при концентрации CaCIz 2-3% после хранения образцов-балочек в течение 90 сут происходит снижение прочности камня (9,9

МПа с CaCiz против 11,0 МПа без добавления), а при концентрации 3-5% и более наблюдается его усадка, трещинообразование и снижение долговечности. Кроме того, имеет место коррозия металла, Известна также тампонажная смесь, включающая портландцемент тампонажный, воду и добавку кремнийорганической жидкости — ГКЖ вЂ” 94.

Недостатком данной тампонажной смеси является то, что при добавлении ГКЖ вЂ” 94 в количестве 0,2 — 0,3 мас. ч, прочность камня на изгиб и сжатие не меняется, а при увеличении ее более 0,3 мас. ч. снижается по сравнению с прочностью камня, полученного из раствора на основе цемента и воды, т,е. без добавки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тампонажная смесь, содержащая цемент, воду и добавку кремнийорганической жидкости типа ГКЖ вЂ” 11 в количестве 0,075 — 0,1 мас, % к весу цемента при водоцементном факторе 0,5.

Недостатком данной смеси является то, что прочность цементного камня с указанной добавкой повышается незначительно (3,5 против 3,0 МПа без добавки).

Целью изобретения является повышение прочности цементного камня в начальный период твердения и снижение стоимости цементирования скважины.

Это достигается описываемой тампонажной смесью, включающей портландцемент тампонажный, воду и кремнийорганическую добавку, Новым является то, что в качестве добавки она содержит кремнийорганический

Реагент 126 — 399 на основе водно-спиртового раствора органосиликоната натрия при следующем соотношении компонентов, мас, ч,:

Портландцемент тампонажный 100

Реа гент 126-399—

25 — 35% водно-спир10

15 товый раствор органосиликоната натрия (КОР) 0,2 — 1,0

Как показывает сопоставительный анализ, предлагаемая тампонажная смесь отличается от прототипа содержанием в ней добавки кремнийорганического реагента, Известно использование кремнийорганического Реагента 126 — 399 в качестве модифицирующей, т.е. как стабилизирующей добавки для буровых растворов при бурении скважин.

В отличие от известного в предлагаемом техническом решении кремнийорганический Реагент 126 — 399 на основе водно-спиртового раствора органосиликоната натрия выполняет функцию упрочняющей добавки, Лабораторными исследованиями установлено, что при добавлении KOP именно в

20 рекомендуемых пределах (0,2 — 1,0 мас, ч. на

100 мас. ч, портландцемента тампонажного) достигается значительное повышение прочности цементного камня, При модифицировании цементного раствора КОРом в начальный периодзагустевания раствора и формирования цементного камня образуется однородная (бездефектная) структура, которая характеризуется

- большей равномерностью фазового состава

30 системы и плотностью упаковки дисперсных частиц, а не их агрегатов,.как это характерно для немодифицированных структур

Таким образом, микроструктура цементного камня, обработанного КОРом, обеспечивает его высокую прочность, при этом камень испытывает меньший сброс прочности вследствие внутренних напряжений при последующей эксплуатации скважины, Раствор на основе предлагаемой тампо40 нажной смеси приготавливают следующим образом, В воду для затворения цемента добавляют заданное количество Реагента 126399, представляющего собой 25 — 35%-ный водно-спиртовой раствор органосиликоната натрия с плотностью 1000-1300 кг/м и растворимостью без ограничения, К0Р, содержащий в своем составе органосиликонат натрия 25-30%. кремнийорганическую

50 часть 15-18; NaOH 10 — 14%; С2НьОН .— 15% выпускается по ТУ 6-02 — 1 — 734 — 91. Затем на этом растворе производят затворение цемента, в качестве которого взят портландцемент тампонажный марки ПЦТ вЂ” Д20 — 50, 55 ГОСТ 1581 — 85, В лабораторных условиях было испытано восемь рецептур предлагаемой смеси. в которых водоцементное отношение составляло 0,5, и одна известная. Свойства раствора и получаемого из него цементного камня

2002040 определяли по ГОСТ 267.98.0 — ГОСТ

26792.2 — 85 Цементы тампонажн ые. Методы испытаний. Механическую прочность камня на изгиб определяли на приборе модели

2035П вЂ” 05 для испытания образцов-балочек.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как показывают данные, приведенные в таблице, оптимальным количеством ввода

КОР на 100 мас. ч. цемента является 0,2 — 1,0 .мас. ч;, так как при содержании его менее

0,2 мас. ч. цель не достигается, а при увеличении более 1,0 мас. ч. резко замедляются сроки схватывания и снижается прочность цементного камня.

Самая высокая прочность цементного камня на изгиб наблюдается при содержании КОРа в количестве 0 5 мас. ч, и составляет 7,0 против 3,5 МПа, что на 50 (выше по сравнению с прототипом.

Кроме того, К0Р, являясь сильным замедлителем, предупреждает преждевреПрочность камня на изгиб через 48 ч, МПа

Количественное соотношение компонентов, мас.ч. конец начало

Базовый

Цемент

3,0

6-00

100

Предлагаемый

3,9

7-30

6-17

5,0

6-45

8-00

9-20

8-05

5,4

1-20

6,0

9-00

12-35

7,0

11-25

15-30

6,2

14-10

5,5

° 17-15,18-25

24-30

4,8

23-00

8-20

99,5

0,1

3,5

7-05

Известный

Цемент

ГКЖ-11

Состав тампожной смеси

Цемент

КОР

Цемент

KOP

Цемент

KOP

Цемент

КОР

Цемент

К0Р

Цемент

KOP

Цемент

К0Р

Цемент

К0Р

0,05

0,1

0,2

0,3

0,5

0,75

1,0

1.5 менное схватывание цемента, что очень важно при цементировании глубоких и сверхглубоких скважин.

Технико-экономическое преимущество

5 предлагаемой тампонажной смеси заключается в том, что фильтрационный экран, выполненный из модифицированного КОРом тампонажной смеси, обеспечивает большую долговечность службы нефтяной сква10 жины, а именно улучшает качество крепления и надежное разобщение пластов, продлевает безводный период эксплуатации за счет значительного увеличения прочности цементного камня.

15 (56) Шадрина Л.Н. Технология и организация крепления скважин. М., 1975, с, 127, 142.

Алишанян P. Р„Булатов А. И, и др. Полимеры для крепления скважин. Серия "Бу20 рение". М.: ВНИИОЭНГ, 1975, с. 30 — 31, Авторское свидетельство СССР . М 1661367, кл. E 21 В 33/138, 1991.

С оки схватывания, ч-мин

2002040

Ф о р мул а изобретения

0,2- 1,0

Составитель H. Москвичева

Редактор Л. Народная Техред М,Моргентал Корректор М. Куль

Заказ 3161

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ, включающая тампонажный портландцемент и силиконсодержащую добавку, отличающаяся тем; что в качестве силиконсодержащей добавки она содержит Реагент 126 - 399 - 2535$-ный водно-спиртовой раствор органо- силиконата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Тампонажный портландцемент

Реагент 126-399 - 25-351ьный водно-спиртовой раствор органосиликоната натрия