Тампонажный состав

 

Тампонажный состав содержит мас.%: 14,6-42,1 вяжущего, 25,1-58,6 барита модифицированного полифосфатом, 1,5-8,9 щелочного реагента и воду затворения - остальное . Соотношение вяжущего к бариту составляет 1:(1-2,5) рН жидкой фазы 12- 13,5. В качестве вяжущего состав содержит портландцемент тампонажный, или ШПЦС, илиУЩЦ, или ЦТУК, или УЦГ. или ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос. В качестве щелочного реагента используют едкий натр, или карбонат натрия, или щелочной плав, или содосульфатный плав. В качестве воды затворения - пресную, морскую или пластовую воду. В воду затворения вводят щелочной реагент, перемешивают. Барит и вяжущее вводят в полученный раствор. Характеристики состава: равномерно распределяются частицы вяжущего и утяжелителя в растворе, в камне образуются сростки барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего. 2 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 В 33/13;.

ГОСУДАPСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ ЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5008999/03. (22) 23,08,91 (46) 23.08.93, Бюл, ¹ 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Н. Б. Савенок, Н. А. Мариампольский, Г.

Н. Лышко, П. Н, Мариампольский, Д. Е, Заволокин, В.Ф. Негоднов и А. Курбанов (73) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 730953, кл. Е 21 В 33/138, 1977, Г, H. Гирилович и др. Использование строительного шлакопортландцемента для цементирования нефтяных и газовых скважин ТНТО, М., ВНИИОЭН, 1975, с, 60 — 62, {54) ТАМПОНАЖН ЫЙ СОСТАВ (57) Тампонажный состав содержит мас.,:

14,6 — 42,1 вяжущего, 25,1 — 58,6 барита модиИзобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для ликвидации появлений и поглощений, при установке цементных мостов в скважинах, осложненных проявлениями и поглощениями, а также при ликвидации негерметичности обсадных колонн, Цель изобретения — равномерное распределение частиц вяжущего и утяжелителя в растворе и образование в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего

В качестве утяжелителя используется барит, модифицированный полифосфатом, по ОСТ 39-128-87.

„„. ЖÄÄ 1836543 АЗ фицированного полифосфатом, 1,5 — 8,9 щелочного реагента и воду затворения — остальное. Соотношение вяжущего к бариту составляет 1:(1 — 2,5) рН жидкой фазы 1213,5. В качестве вяжущего состав содержит портландцемент тампонажный, или LLIHUC, или УЩЦ, или ЦТУК, или УЦГ. или ЦТПН, или

ТТМ, или эолу-унос. В качестве щелочного реагента используют едкий натр, или карбонат натрия, или щелочной плав, или содосульфатный плав, B качестве воды затворения — пресную, морскую или пластовую воду. В воду затворения вводят щелочной реагент, перемешивают. Барит и вяжущее вводят в полученный раствор, Характеристики состава: равномерно распределяются частицы вяжущего и утяжелителя в растворе, в камне образуются сростки барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего. 2 табл, B качестве вяжущего можно использовать портландцемент тампонажный, или

ШПЦС, или УЩЦ, или ЦТУК, или УГЦ, или

ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос.

Зола-унос теплозлектростанций (ТЭС) содержит, мас,%: SI02 56,7; AlzOg 24,0;

Ре20з 11,4; СаО 2,7; М90 1,3; К20 2,3; йа20

0,4; ЯОэ — 0,5; п.п.п. — 7,0, Удельная поверхность золы-унос соскввляет 2000-2500 см /г, плотность 2,45 г/см .

В качестве щелочного реаген1а может быть использован едкий натр, или карбонат натрия, или щелочной плав, или содосульфатный плав.

Щелочной плав — отход содовою производства, содержащий 99 g гидроксида натрия, 1836543

30

Содосульфатный плав (ССП) — продукт

Обжига Отхода кап poflaKTaмa, состоит иэ карбонатов, сульфатов и хлоридов натрия, Состав компонентов ССП, мас.%: Ма2СОз

54 — 57; Ма250з 22 — 27; WaCt 10-14; NaOH

1,7 — 1,9; прочее — 6,4 — 7,0, Введение в тампона>кный состав, согласно предлагаемому изобретению, вяжущего и барита в соотношении 1:1-1:2,5 обеспечивает высокую скорость седиментации твердых частиц, f(av, показали исследования, частицы вяжущего и утяжелителя за счет электростатического взаимодействия обеспечивают адгезию друг другу и равномерное распределение их в потоке и камне.

Показателем, характеризующим силу сцепления частиц барита и новообразований, является величина прочности на изгиб, а показателем, характеризующим равномерность распределения частиц, является отношение прочности образующейся пробки в ее верхней и нижней частях. Регулятором такого равномерного распределения является определенное соотношение компонентов твердой фазы и рН среды, обусловленное количеством вводимой щелочи.

Щелочной реагент, с одной стороны, снижает жесткость воды затворения, способствуя ускорению седиментации частиц барита и формированию пробки, и с другой стороны, ускоряет гидролиз вяжущего, что обеспечивает в конечном итоге усиление адгеэии частиц друг к другу и, как следствие, равномерность их распределения в камне, Применение в качестве жидкости затворения не только пресной, но и пластовой и морской воды тaêæå способствует из-за наличия в их составе солей-электролитов ускорению гидролиэа вяжущего. компонента тампонажного состава.

Тампонажный состав готовят путем введения при нормальных условиях барита и вяжущего в воду эатворения, содер>кащую щелочной реагент, Скорость осаждения твердых частиц оценивали по объему образующихся иэ тампонажного состава пробок через 1 ч седиментации на модели, имитирующей скважину.

Внутренний диаметр трубки, в которой, устанавливают пробки, равен 25 мм. Приготавлива)от тампонажный состав и заливают

его через внутреннк>ю трубку диаметром

12,5 мм. После заливки состава внутренн ою трубку извлекают и по градуированной шкале основной трубки через 1 ч определяют объем образующейся иэ тампона>кного состава пробки.

Прочность и проницаемость состава определяют согласно ГОСТ 26798.0-85 на тампонажные растворы. Свойства разработанного тампонажного состава приведены в табл, 1, В качестве воды затворения используют пресную, каспийскую морскую и пластовую воды месторождения Ташкум ПО "Мангышлакнефть", химический состав которых приведен в табл. 2, Пример 1 (см, табл. 1, и. 1). В 500 мл (40,9 мас.%) морской воды растворяют 98 г (8,9 мас.%) едкого натра (каустическая. сода), Затем в раствор вводят смесь, состоящую из

307 r (25,1 мас.%) барита и 307 г(25,1 мас.%) эолы-унос, и полученный состав перемешивают, Температура формирования пробки

300"С, давление 60 МПа. Через 1 ч сегментации обьема раствора. Прочность камня на изгиб, характеризующая величину адгезии твердых частиц друг к другу, через 48 ч твердения составляет 1,4 МПа. Равномерность распределения твердых частиц в камне равна 91% (отношение прочности на сжатие верхней части пробки к прочности на сжатие ее нижней части). Проницаемость пробки составляет 5,3 мД, Пример 2 (см. табл, 1, и.). В 16,0 мас.% пластовой воды растворяют 2,4 мас.% карбоната натрия (кальцинированная сода). Затем в раствор вводят смесь, состоящую из

58,3 мас.% барита и 23,3 мас.% портландцемента тампонажного, и полученный состав перемешиваем, Температура формирования пробки 20 С, давление 0,1 MRa. Через

1 ч седиментации объем осевшей из тампонажного раствора пробки составляет 94% обьема раствора. Прочность камня на изгиб, характеризующая величину адгезии частиц барита к новообраэованиям вяжущего, через 48 ч твердения составляет 0,7 МПа. Равномерность распределения твердых частиц в камне равна 92%. Проницаемость пробки составляет 6,6 мД.

Применение приготовленного на пресной, пластовой или минерализованной воде тампона>кного состава способствующего равномерному распределению частиц вяжущего и утяжелителя и образованию в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего, позволяет ликвидировать в скважине осложнения, связанные с поглощениями или газопроявлениями. Технология применения тампонажного состава не нарушает общего плана работ по скважине и не требует дополнительной техники.

Формула изобретения

1. Тампонажный состав, включающий вяжущее, барит модифицированный пол1836543

Таблица !

Содержание в составе, мас.ь

Приме

Барнт, модиФицнрованный полийосфатом! келочнсй р

Вода затворения еагент ее карбонат на то ил

ЗолаПресная! Пласто- морская вая

Пцт ипцс ной плав едкий натр учцГ ссЬдосульФатный плае унос

8,9

25, 1

36,2

58,6

58,3

42,!

40,9

25,1

1,5

14,6 47 7

2,4 23,4

15,6

23,3

16,0 °

13,3

2,4

Продолжение табл. !

Отношение

1998х} низ!

Прочность Прсчность пробки прогибки на сжатие чеоез на изгибе 48 ч, !illa через 48 ч !!Па верхняя !нижняя часть часть

Режим испыта" рН жидкой ния Фазы

Плотность танпонажного состава, /«

Пример Отношение вяжуцего к бариту

Объем пробы от обьена тампонаьного раствора через 1 ч, ППа

Проницаемость пробки, мД

Т, С Р, Кйа

5.3

7,4

7 ° 0

6,6 !

1 1:1

2 1,2,5

3 1:2,5

4 1:2,5

5 I:1

300 60 13,5 56 1.4

200 50 12, О 54 1 1

l00 30 l2,3 94 1,1

20 0,1 !2 6 94 0,7

200 50 12,9 95

1.65

1,63

2,64

2,66

2.64

2.3 91

1,5 87

1,7 88

1,2 92

2,7 93

2. I I 3

1 5

1в!

2,5

Та бл и ца2

Составитель Н.Савенок

Редактор А.Полионова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С,Патрушева

Заказ 3014 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ифосфатом, щелочной реагент и воду затворения, о т л и ч а ю. шийся тем, что он содержит компоненты при следующем их соотношении, мас. :

Вяжущее 14,6 — 42,1;

Барит, модифицированный пол ифосфатом 25,1 — 58,6, Щелочной реагент . 1,5-8,9, Вода затворения Остальное, причем соотношение вяжущего к бариту составляет 1:1 — 2,5, рН жидкой фазы 12 — 13,5.

2. Состав по и, 1, отличающийся тем, что он содержит в качестве вяжущего портландцемент тампонажный или ШПЦС, или УШЦ, или ЦТУК или УЦГ, или ЦТПН, или

5 ТТМ, или золу-унос.

3. Состав по и, 1, отличающийся . тем, что он содержит в качестве щелочного реагента едкий натр, или карбонат натрия, 10 или щелочной плав, или содосульфатный плав.