Тампонажный раствор для крепления скважин в соленосных отложениях

 

Сущность изобретения: раствор содержит в мае. %: тампонажный цемент 63,796- 65,460, хлорид натрия 8,295-8,759, хлорид кальция 1,959-3,836, препарат Бактерицид - продукт взаимодействия гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и Сз 0,66- 0,256, вода - остальное. В воду вводят расчетное количество хлорида кальция, хлорида натрия и препарата Бактерицид и механически перемешивают. Характеристика: повышается прочность в ранние сроки твердения: прочность на изгиб 1,0-1,2 МПа и 4,2-4,6 МПа за 10 и 24 час соответственно. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 33/138

rOCVPAPCTBEHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ggVg 4 <юу л - Идгыр "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь"= -,,,",".,"," ;, " ,/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

Ф O.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор. включающий тампонажный цемент, хлорид натрия, хлорид кальция и воду, дополнительно содержит

1 (21) 4900796/03 . (22) 09.01.91 (46) 23.03.93. Бюл, ЬЬ 11 (71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов. (72) П.Ф.Цыцымушкин, С.P.Õàéðóëëèí, А,П.Тарнавский, З.Н.Кудряшова, П.B.Êîâàленко, В.Н.Левшин и В,В.Михайлов (56) А.И.Булатов и др. "Регулирование технологических показателей тампонажных растворов.". М,, Недра, 1988, с. 58-59.

А.И.Булатов и др. "Регулирование технологических показателей тампонажных растворов." М„Недра, 1988, с. 59 — 60, (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН В СОЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Изобретение относится к области креп, ления нефтяных и газовых скважин, пробуренных в сложных горно-геологических условиях в соленосных отложениях, а именно к тампонажным растворам для цементирования обсадных колонн, перекрывающих интервалы с возможными перетоками пластовых флюидов.

Целью изобретения является повышение прочности формируемого цементного камня в ранние сроки твердения.

„„SLY „„1803531 А1 (57) Сущность изобретения: раствор содержит в мас. $: тампонажный цемент 63,79665,460, хлорид натрия 8,295-8,759, хлорид кальция 1,959-3,836, препарат "Бактерицид" — продукт взаимодействия гексаметилентетраминэ с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и С4 0,660,256, вода — остальное, В воду вводят расчетное количество хлорида кальция, хлорида натрия и препарата "Бактерицид" и механически перемешивают, Характеристика; повышается прочность в ранние сроки твердения: прочность на изгиб 1,0-1,2 МПа и 4,2-4,6 МПа за 10 и 24 час соответственно;

1 табл, ° юь

/ продукт взаимодействия гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов с содержанием (л) углеводородных атомов Сз и С4 (препарат (Я

"Бактерицид") и ри следующем содержании (А) компонентов, мас. :

° ве °

Тампон ажный цемент 63,796-63,460

Хлорид натрия 8,295-8,759

Хлорид кальция 1,959-3,836

Продукт взаимодействия гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и С4 (препарат "Бактерицид") 0,066 — 0,256

Вода Остальное Новым является то, что раствор дополнительно содержит препарат "Бактерицид", 1803531 а также новое количественное соотношение компонентов.

Препарат "Бактерицид" выпускается

Стерлитамакским ПО "Каустик" по ТУ 6-011012949-08-89 и представляет собой жидкость от желтовато-оранжевого до бордового цвета, температура застывания не менее минус 15 градусов по шкале Цельсия. Препарат "Бактерицид" не горюч и невэрывоопасен, по степени взаимодействия на организм относится к 3-му классу опасности — веществам умеренно опасным. Препарат "Бактерицид" применяется для защиты от деструкции и адсорбции химических реагентов, используемых для повышения нефтеотдачи, а также предотвращения биообразования и биокоррозии в нефтедобыче, Установлено, что введение в предлагаемый тампонажный раствор препарата "Бактерицид" в заявляемых пределах в условиях нормальных температур позволяет образовать безусадочный (или с небольшой степенью расширения) цементный камень, имеющий повышенную прочность в ранние сроки твердения. При этом цементный камень за 10 и 24 часа твердения имеет прочность на изгиб, равную 1,0-1,2 МПа и

4,2-4,6 Mila соответственно, в то время как известный раствор через 10 часов после приготовления практически не образует каменного материала, а по истечении 24 часов прочность камня незначительна и лишь после 2 суток твердения цементный камень набирает прочность 2,6 — 3,3 МПа, удовлетворяющую ГОСТ 1581-85.

Тампонажный раствор приготовляют простым смещением компонентов, Предварительно в расчетное количество воды вводят расчетное количество хлорида кальция, хлорида натрия и препарата "Бактерицид", тщательно перемешивают и на полученном растворе производится затворение тампо. . нажного цемента.

Технология цементирования обсадных колонн с использованием данного тампонажного раствора не отмечается. от общепринятой.

Для исследования были приготовлены тампонажные растворы с различным содержанием компонентов, определены их граничные и средние значения.

В таблице представлены физико-механические свойства известного. предлагаемого и контрольных тампонажных растворов.

Пример. Для приготовления 1 л заявляемого тампонажного раствора при соотношении компонентов, мас. %;

Тампонажный цемент 65,316

8,622

1,959

0,066

24,037 компонентов

Хлорид натрия

Хлорид кальция

Препарат "Бактерицид"

Вода

Необходимое количество определяют по формуле: а ° 1000

100

1000 1980 63 316 1293 2568

100 цемента

1000 1,980 8,622 170 7156 юz 100 170,7156 r хло рида натрия

1000 1,980 1,959 — 38 7882

100 рида кальция

1000.1,980 0,066 1 3068 т4 100 1,3068 г препарата

"Бактерицид"

1000 1,980.24,037

100 475,9326 г воды.

Жидкость затворения готовят путем растворения в 475,9326 r воды 170,7156 г хлорида натрия и 38,7882 r хлорида кальция и 1,3068 r препарата "Бактерицид".

Тампонажный цемент (1293,2568 r) затворяют на приготовленной жидкости. Последовательность приготовления предлагаемых составов, указанных в таблице, аналогична вышеописанной и отличается лишь количеством компонентов, Физико-механические свойства заявляемого тампонажного раствора определяют согласно ГОСТ 26796,2-85 и ГОСТ 158.1-85.

При этом прочность цементного камня определяют путем испытания балок-близнецов через 10, 24 и 48 часов твердения, Объемные изменения тампонажного раствора при твердении определяют по ме, тодике с использованием прибора ЖигачаЯрова, 10 где m — масса компонента в 1 л тампонажного раствора, г; у- плотность тампонажного раствора, г/см.куб, Ч вЂ” объем тампонажного раствора, л; а — массовое содержание компонента, 1803531

Результаты исследований, описанные в примере, в опыте 6 таблицы.

Из таблицы видно, что известный раствор (опыты 1-5) при твердении в ранние сроки не образуют каменный материал или сформированный эа это время цементный камень имеет незначительную прочность (0,5-0,6 МПа).

Данный тампонажный раствор (опыты

6-13) формирует в ранние сроки твердения (10 часов) цементный камень с более высокой прочностью 1,0 — 1,3 МПа в сравнении с прототипом.

Введение в тампонажный раствор препарата "Бактерицид" в заявляемых пределах и оптимальном содержании других компонентов позволяет: — повысить прочность цементного камня в ранние сроки твердения; — иметь технологически оптимальные сроки схватывания, твердения, растекаемости.

При содержании. препарата "Бактерицид" более 0,256 мас и менее 0,066 мас.

, при средних значениях содержания других компонентов удлиняются сроки схватывания и через 10 часов твердения практически не получается каменный мате. риал в одном случае (опыт 19), в другом случае камень имеет низкую прочность (опыт 18), Содержание хлорида кальция оптимально в пределах 1,959-3,836 мас,, ибо

его содержание ниже нижнего предела (опыт 16) удлиняет сроки схватывания раствора и прочность камня незначительна, а при содержании более 3,836 мас. (опыт

17) резко сокращаются сроки схватывания, вследствие чего применение такого раствора для цементирования обсадных колонн становится невозможным.

Оптимальное содержание хлорида натрия определено в пределах 8,295-8,759 мас., так как при содержании менее 8.295 мас. (опыт 14) тампонажный раствор имеет растекаемость 16 см, делающую его нетехнологичным, а при содержании более

8,759 мас, (опыт 15) удлиняются сроки схватывания и камень в ранние сроки твер5 дения имеет незначительную прочность, равную 0,6 МПа, Оптимальное содержание тампонажного цемента обуславливается тем, что при его содержании более 65,466 мас, ухудшает10 ся подвижность раствора (опыт 14)," при содержании менее 63,796 мас. (опыт 15) увеличиваются сроки схватывания, а ранняя прочность камня незначительна.

Таким образом, тампонажный раствор

15 обладает улучшенными физико-механическими свойствами по сравнению с известным раствором. в том числе по такой важной характеристике цементного камня как прочность в ранние сроки твердения.

20 Применение заявленного тампонажного раствора для цементирования обсадных колонн позволяет повысить качество крепления скважин, пробуренных в соленосных отложениях в сложных горно;геологических

25 условиях.

Формула изобретения

Тампонажный раствор для крепления скважин в соленосных отложениях, включающий тампонажный цемент, хлорид натрия, 30 хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности цементного камня в ранние сроки твердения, он дополнительно содержит препарат "Бактерицид" — продукт взаимодействия гекса35 метилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и. С4, при следующем соотношении компонентов раствора. мас. ;

Тампонажный цемент 63,796 — 65,460

Хлорид натрия 8,295 — 8,759

Хлорид кальция 1,959-3,836

Препарат "Бактерицид" — продукт взаимодействия гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углево45 дородов Сз и С4 0,066 — 0,256

Вода Остальное

1803531 о о х

В

ID В С"Ъ CO сч сч с ъ с ъ сч

Ф

S т х

X

Ф

М о с

1" о х

X о о

X т ч м» ° с

I» о о

Z о и о

3 о

LA Л ф ооо о о и

Ф

Ф

З

X и

Y о и

Ф X

X З

o„z ф сч о о

1о о о

1Я

X

И

Я о

Ф

S

Х (0 и

X о

X (» о

X о

g 9 Сч CO л т» а- ф С Ъ СЧ о

Ф v т у I0

gy

Ф с

Ф й*

Ф о g а й

Щ о

v о и

>Я ф ф 00 ф

° а» ° а» LA

CL х

5 о Õ

oI-v и о

X о оооо

0О В - ЧР ф ввооо

° - -счсчсч

° - С"Ъ N В O

Л LA CI С Ъ C)

С Ъ О I e О

° Ф" 3 С Ъ С Ъ Сб

СЧ СЧ СЧ N N щ Ф»

v !

0I о (» х

С а

Z S

О а5

O o

«L к

CO - CO В ССЪ ф CO СЧ LA СЧ (О В СЧ W осъ е©

WСОфО сч ьв

t CD lA O N

CQ ф ф ф ф

IA ОЪ CD Cl ст счв -во

СЧ С ) LA CD IA

CD LA $ Ch СЧ д) 2 щ о - сч с т o IA о

В

1и

Ф а о

l о

X тс

Щ

X о с

Щ

IIg

Iи

)Я о о

Ф

S х и

Ф

X

С0 х

Ф и о х

»о ф вооосчооо

НЪ" LA Ъ LA LA iСЪ rr LA Ъ С"Ъ LA n

LA-ф Ct LO IA Ю СЧ W СЧ N Л LA Ф Ф Ф N N Ct Ф CP Cl - - - N n N N n N 0O t- СЧ Л оо о о цъ о о о о о о о ь о о соч я

7 с" F 999С" g с ъЯ о в о о в î î î î о о о о о

С Ъ 9 9 ЪЪ С Ъ Р 9 С" 7 С ф 9 С" Р

4 цъ 0 с ъ co rr 4 съ LD л - co в

ЬВфВВВОфсо ОВВО

СЧт е»а» СЧ» ° СЧСЧ»»»о о о о о о о о в о о о о о со 3 в о в в в сч с ъ со о о о о в 3 в о в в в о о в о о о о СЧi-СЧ -«-СЧСЧi — NNСЧN в в IA ct с ъ л LA в "Ф ch M т цъ ф

СЧСЧО0 ÎLA NВСЧСОСООЦЪ

ЦЪВОиЪСОЛ rr ЛЛ ОWCOЛ с ъ co ct с ъ с т с ъ W ("ъ N Ф w съ с ъ с"ъ

СЧ N СЧ N СЧ СЧ N N N N N N N N

cD Ф CD сч ссъ 00 в 0 LA От CD co ф 3

CD LA От ОЪ ф LA О Ю CD LA в Сч LA (ст осч осч - осч о о о о о о о о о о о о о о

ВЮЛВ -Ф "ФМЪСЪ(Оф LA

ОСЪВСЪ ОЛ WLDLAСЪW O в со в ф От ch сО О) в 00 cD - в в »С Ъ С ЪNСЧNСЧСЧСЧ -9NСЧ

СЧ О О Л CO N В НЪ CO aO В W Ch

СЧ Еee)NLAChlCDVN N

Юrt CD CI LALAI СЧ -COЖс3 LALO ф CO ф CO 00 00 СО CO СО СО CO СО СО Со

СО В СЧ Î СЪ ф В В ф Л CD Л W

С"Ъ С"Ъ 00 CO LA ОЪ CD В Ch rt - СО IA

С Ъ О) СЧ В CD LA t Ф CO (Ъ Ф Со (О LA

lA С 3 IA С Ъ ct Ф С9 ИЪ lA С"Ъ LA M 0 N

cD cD <О cD ф ю.cD ж (D CD LD (ст (D cD

„,, осчгь асстг-сост о

Ф

Е

Щ

X з

ИЪ

S cO пт

Т С»

Ф

Ф X с mmo m а. с

IХ Ф

I» X

Ф т с о

Cg Т о ех х

Y Q

Фо ф 5 С Ъ д +

a.SN

1- Хсч

X C0 0)

Ф Q.

М

Xeca о ет о. хОФ

ССЪ И С, z c

Ф

X o I- «

Ф S S оаа

СЕОСФ и

О Ф о х од

-х сии .. Ф Ъ

e DL

ZI OФ щоаФс

С0 о.

Ф о|

z л

S Z

О а

Е mNm