Тампонажный состав

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для цементирования обсадных колонн скважин. Цель - повышение подвижности тампонажного раствора и сохранение ее в процессе прокачивания при одновременном повышении ранней прочности цементного камня. Для этого состав в качестве добавки содержит глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 97,9-99,4

мочевина 0,4-0,6

глицерин 0,2-1,5. Состав готовят смешиванием компонентов с последующим затворением водой при водосмесевом соотношении 0,5. Наличие в составе глицерина и мочевины приводит к сокращению количества гидрата окиси кальция в растворе. В результате взаимодействия добавок образуются сложные эфиры. При этом растет прочность цементного камня, ускоряется процесс схватывания и твердения цементного камня и увеличивается подвижность тампонажного раствора. 1 табл.

1 А1

СОЮЗ СХжТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1) 4 Е 2! В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЭОБР1:ТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM

1% И ГКНТ COCP

1 (21) 4375164/23-03 (22) 30.12.87 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Казахский государственный научно. исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.С. Ларцева и С.Ю. Гордиенко (53) 622.245.42(088 .8) (56) Данюшевский В.С. н дР.Справочное руководство по тампонажным материа--. лам.-М.: Недра, 1973, с. 134.

Авторское свидетельство СССР

1273506, кл. Е 21 В 33/138, 1985. (54) ТАМПОНАЖНЫИ СОСТАВ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для цементирования обсадных колонн скважин. Цель — повышение подвижности тампонажного раствора и

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, конкретно к цементированию обсадных колонн скважины.

Цель изобретения — повышение подвижности тампонажного раствора и сохранение ее в процессе прокачивания при одновременном повышении ранней прочности цементного камня.

Тампонажный состав содержит компоненты в спедующем соотношении, мас.Х:

Портландцемент 97,9-99,4

Мочевина 0,4-0,6

Глицерин 0,2-1,5

Состав готовят смешением компонентов, затем затворяют смесь водой, 2 сохранение ее в процессе прокачивания при одновременном повышении ранней прочности цементного камня. Для этого состав в качестве добавки содержит глицерин при следующем соотно-. шении компонентов, мас.Z: портландцемент 97,9-99,4; мочевина 0,4-0,6; глицерин 0,2-1,5. Состав готовят смешиванием компонентов с последующим эатворением водой прн водосмесевом соотношении 0,5. Наличие в составе глицерина и мочевины приводит к со,.кРащению количества гидрата окиси кальция в растворе. В результате взаимодействия добавок образуются сложные эфиры. При этом растет, прочность цементного камня, ускоряется процесс схватывания и твердения цементного камня и увеличивается подвижность тампонажного раствора. 1 табл . при водосмесевом соотношении 0 5 и получают тампонажный раствор.

Наличие в тампонажном растворе гли" церина и мочевины приводит к сокращению количества гидрата окиси кальция в растворе, а также к образованию сложных эфиров в результате взаимодействия добавок, Поэтому растет прочность цементного камня, ускоряется

-процесс схватывания и твердения цементного камня и увеличивается подвижность тампонажного раствора.

Составы и физико-механические свойства тампонажного раствора и образующегося цементного камня приведены в таблице.

1506081

П р и и е р 1. Состав с максимальной прочностью через 24 ч твердения, включающий мас. .:

Портландцемент 98,1 (1275,3 r)

Мочевина 04 (52 г)

Глицерин 1,5 (19,5 г)

Вода (650,0 г)

Этот раствор имеет удовлетворительные реологические свойства. Начало схватывания через 2 ч 10 мин.

Прочность цементного камня на изгиб через 24 ч твердения — 5,15 МПа, через 10 ч твердения — 2,68 МПа. Увели10 чение содержания глицерина более 1,5

15 не приводит к увеличению прочности цементного камня через 24 ч твердения, одновременно снижая прочность через

10 ч, что нецелесообразно.

Пример 2. Состав, включающий,20 мас. :

Портландцемент

Мочевина

Глицерин

Вода

99,2 (1289,6 г)

0,6 (7,8 r)

0,2 (2,6 г) (650,0 г) 25

Этот раствор имеет начало схватывания через 2 ч 22 мин;прочность цементного камня на изгиб через 10 ч твердения

2,16 МПа, через 24 ч — 4,80 MIIa.

Увеличение содержания мочевины более О,б ., незначительно увеличивая прочность цементного камня через 10 ч твердения, существенно снижает суточную его прочность, что нецелесообразно.

Пример 3. Оптимальный состав, включающий, мас. :

Портландцемент 98,6 (1281,8 г)

Мочевина 0,4 (5,2 г)

Глицерин 1,0 (13,0 r)

Вода (650,0 г)

Раствор такого состава имеет удовлетворительные реологические свойст40 тывания через 2 ч 17 мин. Прочность цементного камня на изгиб через 10 ч твердения — 3,74 МПа, через 24 ч—

5,10 MIIa.

Пример щий, мас. :

Портландцемент 97,9

Мочевина 0,6

Глицерин 1,5

Вода

4. Состав, включаю50 (1272,7 г) (7,8 г) (19,5 r) (650 г) 55 ва (растекаемость 24 см), начало схва 45

Этот раствор вмажет начало схватывания 2 ч 10 мин, предел прочности цементцог» камня на изгиб через 10 ч твердения — 2,62 МПа, через 24 ч

5,62 МПа.

П р и и е р 5. Граничный состав, включающий, мас. :

Портландцемент 99,4 (1292,2 r)

Мочевина 0,4 (5,2 r)

Глицерин 0,2 (2,6 г)

Вода (650 r).

Тампонажный раствор имеет начало схватывания через 2 ч 17 мин, предел прочности на изгиб через 10 ч твердения цементного камня — 2,92 МПа, через 24 ч — 4,28 МПа.

Снижение содержания мочевиныи глицерина соответственно менее 0,2 и

0,4 не приводит к увеличению прочности.

Тампонажный раствор, включающий, помимо портландцемента, мочевину и глицерин, имеет начало схватывания, отличающееся от начала схватывания раствора, содержащего только портландцемент, не более чем на 13 мин, что находится в пределах погрешности метода. В связи с этим нет необ-. ходимости в принятии дополнительных мер по предотвращению преждевременного схватывания тампонажного раствора, требующихся при наложении ограничений на длительность процесса цементирования.В то же время достигаемая интенсификация процесса твердения цементного камня позволит сократить продолжительность цикла строительства скважин эа счет сокращения на 50-60 времени ожидания эатвердевания цемента. формула.изобретения

Тампонажный состав, включающий портландцемент, мочевину и добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения подвижности тампонажного раствора и сохранения ее в процессе прокачивания при одновре.менном повышении ранней прочности цементного камня, он содержит в качестве добавки глицерин при следующем соотношении компонентов,мас.:

Портландцемент 97,9-99,4

Мочевина 0,4-0,6

Глицерин 0,2-1,5

I 506081!

Предел прочности на изгиб, МПа

Добавка, мас.Х

Растекаемость, R,ñì

Глицерин До консисто- После консистоМоченина

Через

24 ч

Через

10 ч метрии метрии

4Кр Rt 4 Rt

0,4

0,6

0,4

0,4

0,6

0,6

0,6

0,5

0,5Х

2Х

5Х (NaOH) П р и м е ч а н и е. Режим консистометрии: 30 мин выход на режим

О (45 С, 25 МПа), стабилизация режима 30 мин, выход иэ режима 30 мин.

ДК вЂ” разность растекаемости чистого тампонамного раствора и обработанного химическими реагентами.

Составитель Л. Бестужева

Техред М.Дидык . Корректор С. Черни

Редактор Г. Волкова

Заказ 5401/32

Тираж 514

Подписное

8HHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

0,2

l,5

l,5

1,0

0,2

0,4

I,5

0,85

l 7 5 -2,5 13,0

21,0 +1,0 8,5

21,0 +1,0 11,5

2!,О +1,0 10,0

20,5 +0,5 16,0

22,5 +2,5 12,0

22,0 +2,0 14,0

22,0 +2,0 12,0

24,0 +4,0 18,0

20,0 О 13,5

20,0 — 9,0

17,0 -3,0 8,0

4,5

12,5

9,5

11,0

4,5

I0 5

8,0

10,0

6,0

6,5

l l,0

9,0

2,34 3,90

l,8О 4,06

2,10 3 12

2,09 3,01

2,68 5,15

3,74 5,10

2, 16 4,80

2,40 4,90

2,62 5,62

2,68 3,61

1,56 4,33

1,29 2,89