Облегченный тампонажный раствор для крепления скважин

 

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАШОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН, включающий тампонажный портландцемент ,, углеводородную жидкость, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, о тличающийся тем, что, с целью снижения водоотдачи и времени загустевания, он дополнительно содержит алюминиевую пудру и хлорид ват рия при следующем соотношении компонентов , мас.%: Тампонажный портланд33-61 цемент Углеводородная жидU-24 кость § Сульфитно-дрожжевая 0,015-0,034 бражка W Алюминиевая 0,001-0,100 пудра 0,5-2,0 Хлорцд натрия Остальное Вода

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

14-24

0,015-0,034

О, 001-0, 100

0,5-2,0

Остальное

Ю \

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3412229/22-03 (22) 24.03.82 (46) 07.05.84 Бюл. М 17 (72) В.Г.Мосиенко, Г.Д.Дибров, А.С.Беликов, П.С.Демьянов, Ю.И.Петраков, Л.В.Перцева, В.И.Зубков и А.А.Перейма (71) Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов и Днепропетровский инженерностроительный институт (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке К 2946934/03, кл. Е 21 В 33/138, 1980.

2. Петраков Ю.И, и др. Облегченные тампонажные растворы на основе прямых эмульсий — "Азербайджанское нефтяное хозяйство", 1981, h» 5, с . 38-4 1 (прототип) .

„„SU„„1090849 A

3(51) E 21 В 33/138 (54) (57) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ

РАСТВОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН, включающий тампонажный портландцемент, углеводородную жидкость, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения водоотдачи и времени загустевания, он дополнительно содержит алюминиевую пудру и хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный портландцемент 33.-61

Углеводородная жидкость

Сульфитно-дрожжевая бражка

Алюминиевая пудра

Хлорид натрия

Вода

1 10

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности, к бурению скважин, в частности к составам тампонажных облегченных растворов с пониженной плотностью, и может быть использовано для разобщения продуктивных пластов и для цементирования обсадных колонн скважин с аномально низкими пластовыми давлениями с целью предотвращения гидроразрыва слабых пластов и предотвращения поглощений,, Известен тампонажный раствор, содержащий цемент, дизельное топливо, фосфогипс, поверхностно-активное вещество — эмультал, регулятор прокачиваемости — полиизобутилен и воду (1 ).

Недостатками указанного состава тампонажного раствора яьляются высокая водоотдача и увеличение времени загустевания.

33,0

67„0 ;,015-0,034

О, 001-0, 10С

0,5-2, 0

Остальное

Известен также облегченный тампонажный раствор (2 1 для крепления скважин состава, мас.Е:

Тампонажный портландцемент 33-61

Угл ев од ор однан жидкост -. 14-24

Сульфитно-спиртовая барда 0,015-0,034

В ода Остальное

Неру ."татками данного состава облегченного тампонажного раствора являются повышенная водоотдача и увеличенное время загустевания.

Ц лью изобретения является снижение водоотдачи и времени загустеванин раствора.

Указанная цель достигается тем, что облегченный тампонажный раствор для крепления скважин, содержащий тампонажный портландцемент, углеводородную жидкость, сульфитно-дрожжевую бражку и воду, дополнительно содержит алюминиевую пудру и хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Тампокажный портландцемент 33-61

Углеводородная жидкость 14-24

Сульфитно-дрожжевая бражка

Алюминиевая пудра

Хлорид натрия

Вода

90849 2

В качестве углеводородной жидкости используют дизельное топливо или гаэоконденсат.

Смесь алюминиевой пудры и хлорида натрия снижает вязкость раствора, создает сопротивление водоотделению, а также ускоряет процесс гидратации вяжущего, что приводит к снижению времени загустевания и водоот10 дачи.

Й р и м е р 1. В открытой емкости готовят эмульсию дизельного топлива или газоконденсата в воде, для чего берут исходные компоненты в следующих соотношениях, 7 от массы тампонажного раствора:

Углеводородная жидкость 24,0

Сульфитно-дрожжевая

2р бражка 0,034

Алюминиевая пудра 0,100

Вода Остальное

Воду, сульфитно-дрожжевую бражку и алюминиевую пудру перемешивают сов—

25 местно, а затем через общий штуцер диаметром б-12 мм этот раствор и углеводородную жидкость подают в смесительную емкость со скоростью истечения 80-100 м/с. Получают эмульсию белого цвета, нераспадающуюся в течение 3 мес хранения.

Облегченный тампонажный раствор ro"roíëT непосредственно перед началом цементирования скважины.

В эмульсию вводят хлсрид натрия

35 в количестве 2,0% от массы тампо— нажного раствора.

Далее цементосмесительным агрегатом перемешивают тампонажный портланд4О цемент H эмульсию в следующем соотношении, мас . %:

Тампонажный портландцемент

Эмульсия

Расход компонентов контролируют по плотности тампонажного раствора, непрерывно отбирая пробы.

Плотность полученного тампонажного раствора составляет,2э г,см

r «/ водоотдача 0,21 см 5/мин, время загустевания 2 ч 45 мин. Величина свободного расширения при 22 С через

6 ч твердения составляет 0,887., через 24 ч — 2,12%, через 48 ч

2,21%. Известный тампонажный раствор с такой же плотностью имеет водоотдачу С1„37 см /мин, время эагусте3 вания 4 ч 18 мин и дает усадку.

1090849

1О

Пример 2. Готовят эмульсию дизельного топлива или газоконденсата в воде при следующих соотношениях компонентов, % от массы тампонажного раствора: 5

Углеводородная жидкость 19,0

Сульфитно-дрожжевая бражка 0,024

Апюминиевая пудра 0,010

Вода 0с тал ьн ое и проводят все операции аналогично примеру 1.

В эмульсию вводят хлорид натрия в количестве 1,20%. от массы тампонажного раствора. Смешивают эмульсию с портландцементом в следующих соотношениях, мас.7.:

Тампонажный портландцемент 47,0 20

Эмульсия 53,0

Плотность полученного тампонажного раствора составляет 1,41 г/см, 3 водоотдача 0,28 см /мин, время загустевания 2 ч 34 мин. Величина сво" 25 ,о бодного расширения при 22 С через

6 ч твердения составляет 0,347. через 24 ч — 1,04%, через 48 ч—

1, 177. Известный тампонажный раствор с такой же плотностью имеет водоотдачу 0,46 смЗ/мин, время загустевания 4 ч 25 мин и дает усадку.

Пример 3. Готовят эмульсию дизельного топлива или газоконденсата в воде при следующих соотно35 ше ниях. комп он е нт ов, 7 от массы таи-! понажного раствора:

Углеводородная жидкость 14

Сульфитно-дрожжевая бражка 0,015

13

Апюминиевая пудра 0 001

Вода Остальное и проводят все операции аналогично примеру 1.

В эмульсию вводят хлорид натрия в количестве 0,5% от массы тампонажного раствора. Смешивают эмульсию с портландцементом в следующих соотношениях, мас.7.:

5О

Тампонажный портландцемент 61,С

Эмульсия 39,0

Плотность полученного тампонажного раствора составляет 1,66 г/см водоотдача 0,37 смЗ/мин, время загустевания 2 ч IV мин. Величина свободного расширения при 22 С через

6 ч твердения со-.тавляет О, 137, через 24 ч — 0,32Х через 48 ч

0,387.

Известный тампонажный раствор с такой же плотностью имеет водоотдачу 0,96 см3/мин, время затустевания 3 ч 42 мин и дает усадку.

В таблице представлены свойства тампонажных растворов.

Состав и соотношение компонентов предлагаемого тампонажного раствора позволяет получить эмульсию дизельного топлива или газоконденсата в воде прямого типа, вследствие чего твердение тампонажного раствора идет беспрепятственно.

Содержание тампонажного портландцемента в количествах менее 33 мас.Х не обеспечивает требуемую прочность, а более 6 1 мас.% — необходимые пределы плотности;

Содержание углеводородной жидкости в количествах менее 14 мас .Х не обеспечивает необходимые пределы ,плотности, а более 24 мас.7 сильно загущает раствор.

Содержание сульфитно-дрожжевой бражки в количествах менее 0,015 мас.% не обеспечивает стабильность эмульсии, боле",. 0,034 мас,Х экономически нецелесообразно.

Содержание алюминиевой пудры в количествах менее 0,001 мас.% не обеспечивает поставленной цели, а более О, 1 мас .% сильно загущают раствор.

Содержание хлорида натрия в количествах менее 0,5 мас.7 не обеспечивает достижение положительного эффекта, более 2,0 мас.% обусловлено допустимым пределом по корроэионной стойкости обсадных труб.

Тампонажный раствор обеспечивает снижение водоотдачи облегченного тампонажного раствора íà 40-60%, времени загустевания на 1 ч 30 мин

1 ч 40 мин. Состав раствора обеспечивает расширение цементного камня на ранней стадии твердения до

2,21% при высокой седиментационной устойчивости, водоотстой его в

5-7 раэ ниже, а растекаемость ниже на 2,7-12% по сравнению с известным, что очень важно при большом эмульсионно-цементном отношении и ма.— лой плотности тампонажного раствора, когда при малой вязкости последний может поглощаться горныла породами.

1090849

1

СЧ м

Ю

Ю м

A ь м

C) C) 1

СЧ

Ф м

СЧ

СЧ (OО

Ф

) Ж о

О 63

О Э"Ъ

IO CS U л м л

СО

СЧ л

C) л м

Ю ь

СЧ л ь

Е

Q ю оа ц ом

О (»

ttO О

Ю

СЧ

5 с: и 4 л

Э

v o

О й

1 AW (» (Й

О О ( с с

МЗ

Э

v o

О Э в

sO

5» Э и о

«"» ф

1

I

Q ОС

М и

ОЯ (»

Д 6 Ж л

О

О ь о

Ю

° I

1 ) 4I! с Г ) Ю

СЧ

О л

Ю л

Рь

2.ь

ВФ" Р, 33

Э о о. ь

I ЖФ

5 «4 ои3

Д 1 С ж и 2 t Й сО

5А Ф

° Ь

» О

Л . О

О Ю Ю