Тампонажный раствор

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для крепления обсадных колонн нефтяных, газовых и гидротермальных скважин. Цель - повышение прочности и деформируемости цементного камня и увеличение сроков затвердевания раствора при т-ре до 320°С. Раствор содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: шлакопесчаное вяжущее 71,1618-71,1640

полиакриловое соединение 0,3558-0,3560

4-окси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил-0,0140-0,0177

вода - остальное. В качестве полиакриловых соединений могут быть использованы, например, шпан или метас. Раствор готовят путем растворения в воде входящих в него компонентов. Использование данного раствора позволяет увеличить межремонтный период скважин. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 В 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. .нКИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1)239837/23-03 (22) 29.04.(7 (1t6) 23.1:!.Ъ. Бюл. ) 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) А.И.Булатов, Н.А.Мариампольский, !

1.И.Рябова, Э.Г.Розанцев, О.A.Сурикова, Е.С.Безрукова и В.В.лейкин (53) 622. 245. 42 (()"", ) ) (56) Авторское свидетельство CCCP

М 5371."4, кл. E 21 B 33/138, 1973.

Булатов А.И., Данюшевский В.С.

Тампонажные материалы: - М.: Недра, 1907, с. 195. (54) TA) 11011 )t:Ht té (57) Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для крепления

Изобретение относится к бурению скважин, к креплению обсадных колонн нефтяных, газовых и гидротермальных скважин с высокими температурами.

Цель изобретения — повышение прочности и деформируемости цементного камня и увеличение сроков затвердевания раствора при температуре до

3200С.

Тампонажный раствор содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас. :

Шлакопесчаное вяжущее 71,161871,1640

Полиакриловое соединение 0,35580,3560

2 обсадных колонн нефтяных, газовых и гидротермальных скважин. Цель - по- вышение прочности и деформируемости цементного камня и увеличениие сроков затвердевания раствора при т-ре до

320 С. Раствор содержит следующие компонент при их соотношении, мас. : шлакопесчаное вяжущее 71,1618-71,1640; полиакриловое сое;,инение 0,35580,3560; 4-окси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил 0,0140-0,0177; вода остальное. В качестве полиакрило-, вых соединений могут быть использованы, например, шпан или метас..Раствор готовят путем растворения в воде входящих в него компонентов. Использование данного раствора позволяет увеличить межремонтный период скважин.

2 табл.

4-0кси-2,2,6,6,-тетраметилпиперидин-1-оксил 0,01400,0177

Вода Остальное

8 качестве полиакриловых соединений могут быть использованы, например, гипан или метас.

Механизм действия свободного радикала 4--окси-2,2,6,6-тетраметилпиперидина-1-оксила заключается в присоединении к полиакрилояому соединению, обрыве цепей термического окисления полимеров, захвата свободных радикалов, образующихся при распаде полимера.. Получение при взаимодействии радикала и полимера соединения имеют вид з 15 он

Ну.С " qHg.

Н Н Н,:„

1 / % . - c Н С / ! н с — о-

П и

0

И С H, CHS г 1 7 С

НЭС Сне сна

,/

Ом

Новая моле кула содержи т в с ebe бетаиновый протон. Попадая с водой затворения в клинкер, реагент присоединяется к кислородосоставляющей минерала. Среда тампонажного раствора постепенно переходит из нейтральной в щелочную с рН 10-11 ° В щелочной же среде бетаиновый протон, который был прочно связан с азотом, диссоциирует и легче внедряется в решетку минералов (получается гелекристаллическая Форма кристалла), тем самым повышаются деформационно-прочностные с войст ва.

Гидроксильные группы в новых молекулах располагаются таким образом, что оказываются способными к образованию с кальциевыми ионами клинкера хелатных и мостиковых связей и созданию сшитой пространственной решетки в объеме тампонажного раствора.

Пример. Для приготовления тампонажного раствора берут 711,6 r (71,161 мас.4) вяжущего ИПЦ6-200, затворяют вяжущее водой в количестве

284,65 мл (28,465 мас.Ф), в которой предварительно растворяют 35,59 мл (0,3559 мас.3) гипана и 0,177 г (0,01771) свободного радикала. Проч30754

Формула изобретения

Тампонажный раствор, включающий

25 нлакопесчаное вяжущее, полиакриловое .соединение и воду, о т л и и а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и деФормируемости цементного камня и увеличения сроков . эатвердевания раствора при температуре до 320 С, он дополнительно содержит -4-окси-2 ?,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил при следующем соотношении компонентов, мас. йлакопесчаное вяжущее 71,161335

/1, 1640

Полиа криловое соеди нение

0,35580,3560

4-0кси-2,2,6,6,-тетраметилпиперидин-1-оксил

0,01400,0177

Остальное

Вода ность на изгиб образцов, твердеющих при 320 С, составляет 5,2 МПа.

В табл. 1 приведены составы и

5 свойства тампонажного раствора и кам- ня (сроки схватывания, прочность на изгиб), приготовленного иэ 0ПЦС-200 при 320 С. В табл. 2 приведены составы тампонажного раствора и прочностные свойства камня при различных температурах.

При большем или меньшем содержании

4-окси-2,2,6,6-тетраметилпиперидина-1оксила уменьшаются сроки схватывания и ухудшаются деФормационно-прочностные свойства цементного камня (табл.1).

Использование тампонанного раствора позволяет увеличить межремонтный период скважин.

Ф

?

1U о

j о

QJ о

L

Л

К а z

10ъ и

П» !4 о

Ф а ОЗ

- 1 с1 а CA

° — Ю

С» г4 О

ГЗ

С4» м с

1 о

Z о

Х

Q! а

Q) е

1Я

1О

С»

S % ас с Е

?I

S

Ю

Q) 1

Q.: — 1

К, ?

QI !

Х а

Q!

1)Х

Б

Z у

L о с о

Х х

О

101 3

Ф м !л л

»! л со л !л

М, 1Л м

С 4

CL о и

>Х

QI сМ.

CC

Z

Щ

П) () ло

1- о

Гб Г4

ГО м х и !!

I—

Y о s

c e (Э C о ю т

I 1

OLAn

t 5 r4 сз

I 1 1

D C»

С» Ш

1.Г\ С 4

1 I

СЗ

1 и» о ю

r o

1 I О О

С»

С» м

С 4

Ю

1 м

<11

r» I г

Cl о

И

1и е

I о с

I e s

1 3

I Щ 1 г

Ю Ю м

1 I и»

Ю LAa ! 3

1 1 1.

O D СЭ

С»

LA

СЗ

I (М

o o о =т

1 1

СЗ

СЗ

С»

LA

LA м\

1! 4

:т -т о с» л м с» м

СЗ

СЗ

-1

СЗ

С»

o o -З оос

Ю

С» м

=г

СЗ с-з л

iA in

В

CO С..

С4 С4

<4

Lr м О иО -T

Ю

ОЗ е4 сЧ л иЗ

С»4 и. О

< »1

С»4 О и» с»

С4

C 1

С л

-1

ОЗ с4

О 1 и»

Ф

С

< 4

С1

СЗ .О

СС

Ю

f»» СО

С4 (4

LA

О

-1»

f»З

СЧ

С»

1 О

»

CC

C 4 л

О о»

СЧ м\

ОЗ (4

Х о а х

СЗ

LA Z а е м с а

Q) с с с

S а

Y с о сл

Ю о м е

SCD Х

= ° I

СО

? iA

e LA см в

1 O

С»

4 Z N

СЧ 1 LA м C м

O! O с» иi ?

LA м с

О!

LA Х

Л lfU м в

Т.

? in z

eLA e см с

S " S

ОЗ

Z л е л с м

1: о

Q>

Z

0)

Х

СХ

Q) о и

Z с1 е м C

СЗ I

1 е

О.

S I

1Q)

I— !

О и

S о

1 Х а л

LA м

Ю

СЗ с»! л з л

Ю Ю

Ю о о л л

С»

Ю! л

D C» о о м

С»4

Ю о л

СЗ

СЗ

LA

CD

CD

С»

1 Q! с с

Ю о

S S с и

Q) к з- о

С 4 с4

,О сч с! л ф иЗ

СЗ

Ю о л ъО

СЗ ео л л

СЗ

СЗ

СЧ

1 (Э

::Г з

СЗ м

1 л л

Щ 1

:Т !

С !

I е 1

I — 1

1

1

1

I

1

I

1 !

1 !

1

1

-1

I

1

1

1, 1

1

1

I

1

1

I !

I

I

1

1

1

1 и е

Ш о

Х

Э

? о с

X о

Э

?

fQ

k а

Э

С о ! Э

I

1

I !

1

I Щ

1 S

1 1 ! о а с:

1

1 М ! 1и о

1 Х

З о а

1 C:

1 1

I 1

1 I ! 1

1 ГД 1 с 1 о 1

1 ЗЗ I со

?сии

eLAIQ LA см1-,m

S -6 о Е.о

1

QI 1

S l

Л 1

S I

Е I

a X

c X 1

Ф 1

LO 1

S 1

1 1

Ф 1

S 1

5 Ш 1 а!:

Г:Е 1

С4

«О м г4

Г

14 \

1

1

:1

Ш

Z о !

1»

1 Ъ

° Д с>

Г \

СЧ

Ю

Ю

1 м

Ю

14 \

С:)

О

О

С

<0

i Ш

«:! ш

Г4

C) I

«4

ГЛ

LA

S

1

I

1

1

I — 1

I

1

1

1 !

I С2

=1

Ю

О!

CQ

О .=4

CO

С О .т со с 4

ГЧ

"О О

С 3

«Ч

Ю

Г О

«4

Г

«,1

О

« 4 м

Ю

CLI с 4

1

I

1

1 — Ф

1

1

1 fO с с

1 Ж

Q) с

Ш о о с

Z а QI т.

СР с с в о о о

1

1

I !

1

1

1

1 — — 1 оэ

«л о

«4 Ш

111а Ql

СО

СГ О

Ш Ш м Iв ф

Ю

LC! м

Ю м

LC! V !

4 Ш м 1Г!4 с 4 V

«Ч Ш

М1 I(D

Ю о

1Q!

О Ш м 1а ГГ!

Ю

Ю Е

IU 1 а s

I- О Z

QJ Y Е о т

1 I S

Π— O.

1 ф

О С С сч 1- с

- Q) с 4 м

С4

Г

Ю

C) «с\

Ю

-!

Ю

Ю

С:!

Ю

Ю

1 QI

2 х

l0 о

I Z

v о х а с

1 1 Ш

О Qi а

QI о а

:ю щ

1 Ш Ш

1 Е 1Q V о is

43 О

1 Qi Ш

I «X U

I

1 Е

1 Cg

I ГП Г>

1 ло

1- O

1 ГС CV

1 ГО М1

1 Х

1 U II

1 ! !—

1 о к

I 0. Га о с

1

l

l

1 д.О

1 ГС

1 Е

) Ф о

1 I1 Z

О с

1 X о! Y

1 Ф

1 Х

1 Щ

X а

1 Q! сХ

О о

1

I !

1 !

I

1

1 о а

I

1 сс .0

S 1 1Z i O с! о

«Е 1 х а

QI О

m i а

I- 1 C:

Ю

Ю

Qj с4

=3

>, о с сс с с3

1

1 !

Z 1

X

1 1 г

I

1

1

1 !

1 с

1 и х о

1 !

1

1

I

I

1530754

Табли ца 2

Содержание компонентов, мас.4

Сцепление™ тампонвжного камня с металлом

МПа, через

2 сут

Деформа ционно-прочностные свойства через

1 сут. твердения

Т, С

Вода

Вяжущее

Радикал Полимер (гипан) Прочность при иэмолоте, МПа

Прогиб при изгибе, мм

0,3558 28,4802 120

0,84

0 93

2 9

3,1

0,014

28 822 120

1,02

0,92

0,014 0,3558 28 ° 4662 120

4,16

1,18

1,25

0,3558 28,4832 200

1,36

4,2

0,95

0,014

28,825 200

4,5

1,51

1,05

0,014 0,3558 28,4662 200

0, 01 77 О, 3559 28,4654 320

1,45

1,90

5,8

1,45

1,83

*Сила сцепления тампонажного камня с металлом измеряется методом на отрыв.

Редактор Н.Яцола

Заказ 7й76/33 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ 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

ЫПЦС-120

71, 164

ШПЦС-120

71,164

ШПЦС-120

71, 164

ШПЦС-200

71, 161

ШПЦС-200

71,161

ШПЦС-200

71,161

ШПЦС-200

71, 161

Составитель Л. Бестужева

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска