Тампонажный пеноцементный раствор

 

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для крепления приаабойной зоны слабо .сцементированных коллекторов. Цель - повышение газоудерживающей способности раствора и увеличение сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной. Раствор-содержит компоненты в соотношении, мас.%: тампонажный портландцемент 16-20; жидкость затворения 37-39; бентонитовый глинопорошок 13,5-18,0; барханный песок фракционного состава от 0,05 до 1,6 мм 24-30; поверхностно-активное вещество 0,7-1,1; воздух 0,02-0,68. Компоненты перемешивают и аэрируют раствор при перемешивании в течение 30 мин. Затем его обрабатывают магнитным полем с напряженностью от 800 до 1100 Э. Пеноцементный раствор имеет повышенную сульфатостойкость. 2 табл. с 55 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1633092 А 1 (51) 5 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Тампонажный цемснт

Жидкость зат16-20

37-39 ворения

Бентонитоьый

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ fHHT СССР (21) 4443089/03 (22) 22.04,88 (46) 07.03.91. Бюл. 11 9 (71) Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) P,А.Аллахвердиев и Н.В.Резников (53) 622,245 042 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

927973, кл. Е 21 В 33/138, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М - 1559112, кл. E 21 В 33/138, 1988. (54) ТАИПОНАИНБ1Й ПЕНОЦН!Н! ТШЙ

РАСТВОР (57) Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для крепления призабойной зоны слабоИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к капитальному ремонту скважин, 1. может быть использовано как для крепления призабойной эоны слабосцементированных коллекторов, так и для ограничения водопритоков в скважину, Цель изобретения — повышение газоудерживающей способности раствора и увеличение сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной °

Тампонажный пеноцементный раствор включает портландцемент, жидкость затворения, бентонитовый глинопорошок, поверхностно-активное вещество, воздух и барханный песок фракционногn состава от 0,05 до 1,6 мм в следующем соотношеaaH мас,%.

2 сцементированных коллекторов. Цель повышение газоудерживающей способносг ти раствора и увеличение сцепления камня с породой и эксплуатационной колонно" ° Раствор содержит компоненты в соотношении, мас,%: тампонажный портландцемент 16-20; жидкость затворения 37-39; бентонитовый глинопорошок 13,5-18,0; барханный песок фракционного состава от 0,05 до 1,6 мм

24-30; поверхностно-активное вещества 0,7-1,1; воздух 0,02-0,68. Компоненты перемешивают и аэрируют раствор при перемешивании в течение 30 мин.

Затем em обрабатывают магнитным полем с напряженностью от 800 до

1100 Э. Пеноцементный раствор имеет повышенную сульфатостойкость. 2 табл . глинопорошок 13,5-18,0

Барханный песок 24-30

ПАВ 0,7-1, 1

Воздух 0,02-0,68

Барханный песок является природным веществом и находится в неограниченном количестве рядом со скважиной в условиях Средней Азии. Барханный песок имеет следующий фракционный (мм) состав, мас.%:

1,6-1,0 — 3,4

1,0-0,63 — 6,5

0,63-0,40 — 3,9

1633092

0,40-0,315 — 15,48

0,315-0,20 — 54,72

0,2-0,16 — 7,3

0,16-0,1 — 6,3

0,10-0,063 — 1,94

0,063-0,05 — 0,86

Пример, 180 г портландцемента,,160 r бентонитового порошка, 380,4 г жидкости затворения (воды), 10

270 г барханного песка, 9 г ПАВ (НП-3) тщательно перемешивают стеклянной палочкой в мерном стакане, после чего содержимое переливают в стальной стакан и с помощью мешалки NR-25 при 15 числе оборотов п = 700 об/мин вращают в течение 30 мин. При этом происходит аэрация цементного раствора.

Получают пеноцементный раствор, кратность которого равна 1,8. После обра- 20 зования пеноцементного раствора его подают в контейнер и помещают в водяную баню (t = 65ОС) для твердения на

7 сут. После окончательного твердения контейнер открывают, извлекают керны 25 и исследуют на прочность, проницаемость и т,д, Составы и свойства тампонажного раствора и камня приведены в табл.1.

Приготовление и исспедование других вариантов составов проводят в той же последовательности.

Для придания пеноцементному камню необходимой прочности и сцепления с эксплуатационной колонной и породой пласта пеноцементный раствор с указанным соотношением компонентов обрабатывают магнитным полем напряженностью 800-1100 Э.

При наложении магнитного поля ука- 40 занной напряженности и оисходит усиленная гидратация цемента с бентонитом и песком, образуется кристаллизационная структура, что ведет к значительному повышению прочности пено- 45 цементного камня, его сцепления с эксплуатационной колоннои и породой пласта.

Результаты обработки некоторых вариантов состава пеноцементного раст50 вора (по табл. 1) магнитным полем приведены в табл ° 2.

Лнализ экспериментальных данных показывает, что керн, изготовленный из оптимального состава, где использован песок с диаметром фракций

1,6 мм, имеет низкую прочность (0,50,7 ИПа), а при фракции песка, содержащей пылевидные и глинистые частицы, 0,05 мм прочность пеноцементного камня невелика (2,0-2,2 МПа) и после получения пеноцементного камня, который постепенно твердеет за счет адгезии и когезии глинистых и цементных частиц, становится цементным камнем.

Таким образом, целесообразно использовать барханный песок фракции

1,6-0,05 мм.

Проведенные исследования оптимальных составов без песка и с песком показывают, что введение песка в требуемом соотношении значительно повышает прочность пеноцементного камня на сжатие и изгиб.

Применение пеноцементного камня позволит снизить удельный вес цементного раствора; уменьшить расход цемента; снизить стоимость работ по цементированию обсадных колонн; снизить водоотдачу пеноцементных-растворов; повысить сульфатостойкость пеноцементного раствора; увеличить объем затвердевшего камня за счет роста кристаллов состава; значительно увеличить сцепление состава с эксплуатационной колонной и породой пласта °

Введение в раствор глинопорошка и барханного песка обеспечивает увеличение прочности и снижение проницаемости камня, причем средняя прочность пеноцементного камня, обработанного в магнитном поле напряженностью 800-1100 Э, примерно в 2 раза выше, чем необработанного.

При напряженности поля (800 Э прочность снижается, структура пеноцементного камня становится рыхлой °

При напряженности поля )1100 Э вследствие усиления поля возбуждаются связующие ионы, структура твердеющего камня становится рыхлой и непрочной. формула изобретения

Тампонажный пеноцементный раствор, включающий тампонажный портландцемент, твердый эмульгатор, поверхносно-активное вещество, жидкость затворения и воздух, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения газоудерживающей способности раствора и увеличения сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной, он дополнительно содержит барханный пеМ(идкость эатво37-39 рения

Бентонитовый

13,5-18,0

24-30

0,7-1,1

0,02-0,68

Тампонажный портландцемент

16-20

Таблица 1

Прочность на снатне, НПа

Проницаемос ть к 1о-7, вонпонектв! раствора, мас.2

Храткост пеноцемектного

ПА8 (101-3) 8оэдух вентонитов4а!! бархан ный пе

Це раствора полученного на баэе пре лоненног оронок состава

Опмт

II

111

IV

0,3

0,60

0,68

0,67

0,55

1,4

1,6

1,8

1,7

1,5

0,6

0,7

0,9

1,1

l,0

16>02

17,00

16, 00

15, 00

13,36

30,0

27,4 гг,и

26,0

29,0

36,35

Э8,00

37,42

37,23

35,09

15,0

16,0

20,0

2 1i0

t6,6 40,0

18,7 39,0

20,3 37 0

16,4 39,0

17,0 39,0

0,29

0,29

0,29

0,29

О,ог

1,3

1,3

1,3

1, l,03

23,0

24,0

2&,3

30,0 г&,о

19,0

17,0

13,0

l3,3

15,0

1,11

1,01

1,11

1,О1

0,96

VI

VII

9111

IX х

0,1Э

Непроницаем на установке прн Р

О ° 1 НПа

39,0

31,0

ХI 17,0

19 0!

5,0

16,2

28 ° О

26,0

0,99 0,01 1,02

0,96 0,84 2,2

0,6

Раэруэ!ился т а Е л ll Ц а 2 наеноста, I !О н!, после оераоотвн лево° -I4 тного раствора нагннтяъа! пален, Э стъ на сватне, И!!а ° после о енентного раствора нагннтн4м (00 800 1 1000 I 3 6ОО им н

II 1,8 2,3 2,5 3,!

111 2,! 2,9 3,8 4 ° 5

IV!8522243 ° 0

VII 5 2,! 24 i,6

IX 1,Ь 2,3 2 45 2,7

2,7 2,4 О,!! 0,09 0,085

3 7 2 7 О 14 О ° 1 О !2

2,Ü5 2,35 О,!2 О,11 0,095

2,45 2,30 О,!27 О,!2 О,!!

2,38 2,30 О,!35 О,!31 О,!27 о,ов

О,!3

0,09

О, 092

0,1!5

0,075 о,!о

0,085 о,085

О,!!

О,О7

О,09 о,ов

О,oe

0,09

Составитель Л.Бестужева

Редактор А.Шандор Техред M.Äèäûê Корректор С.ШевкУн

Заказ 602 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 10 1

1ь33092 сок, имеющий фракционный состав 0,051,60 мм, а в качестве твердого эмульгатора содержит бентон!!товый глинопорошок при следующем соотношении

5 компонентов, мас.7: глинопорошок

Барханный песок

Поверхностноактивное вещество

Воздух

Раэрунипся

1 ° 8 0,10

2,1 0,11

1,85 О, 14

Потеря текучести пеноцементного раствора

Раэрунился

1,5 0,О&

Раэру!вился

1,6

1,О