Тампонажный состав
Авторы патента:
Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: тампонажный состав содержит, мас. %: тампонажное минеральное вяжущее 60 - 90 и отход сухого тушения кокса 10 - 40. Состав затворяют водой. 1 табл.
Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности, а именно к цементированию глубоких скважин.
Известен расширяющийся тампонажный состав, содержащий в качестве расширяющегося компонента окись кальция (а.с. N 1134701, кл.Е 21 В 33/138, опубл. 16.01.85). Однако, несмотря на большую величину расширения отвержденного камня, качество крепления и надежности изоляции пластов не может быть достигнуто вследствие возникновения значительных внутренних напряжений с дальнейшим растрескиванием камня за счет содержания окиси кальция (до 45% ). Известен также тампонажный раствор для цементирования скважин на основе минерального вяжущего и углеродсодержащей добавки [1]. Недостатком данного раствора является то, что применение его возможно при температурах 125-200оС, а при более низких температурах физико-механические характеристики образующегося камня не соответствуют требованиям ГОСТ. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому раствору является тампонажный материал, содержащий минеральное вяжущее 80-90; сажу или отходы сажевого производства 10-20 вес. ч. [2]. Недостатком известного раствора является то, что углеродсодержащая добавка - сажа - является аморфным веществом с линейным расположением частиц, что определяет снижение прочностных характеристик тампонажного состава. Сажа не вступает в химическое взаимодействие с вяжущим в процессе гидратирования. Пористость сажи составляет всего 5-10% и содержит посторонних включений не более 5%, что не может влиять на объемные изменения тампонажного состава. Целью изобретения является повышение прочности и положительные объемные изменения образующего камня, следовательно, и повышение долговечности крепи во всем рабочем диапазоне температур в скважине. Для достижения этой цели в известном тампонажном растворе для цементирования скважин, содержащем вяжущее, углеродсодержащую добавку и воду, согласно изобретению, в качестве углеродсодержащей добавки использованы отходы сухого тушения кокса при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Минеральное вяжущее 60-90 Отходы сухого тушения кокса 10-40 Отходы сухого тушения кокса представляют собой трехмерную молекулярную структуру графита, элементы структурных единиц которых представляют собой шестигранную углеродную сетку, соединенную мостиковыми связями в трехмерные блоки. Частицы сухого тушения кокса имеют влажность не более 2%, пористость 45-50%, а содержание посторонних включений - 20-30%. Химический состав включений отходов сухого тушения кокса следующий: SiO2 9-57 Al2O3 1-40 Fe2O3 3-78 CaO 2-22 MgO, SO3 Следы Наличие окислов кальция, алюминия, железа предопределяет расширение тампонажного состава в процессе твердения. Результаты подтверждены исследованиями и представлены в таблице. В связи с тем, что отходы сухого тушения кокса имеют трехмерную структуру с высокой пористостью, они положительно влияют на прочностные характеристики тампонажного камня. Совокупность положительных объемных изменений с высокими прочностными характеристиками позволяет получить герметичную систему - тампонажный камень - вмещающая среда. Технология приготовления тампонажного раствора не отличается от общепринятых способов получения смесей тампонажного раствора. Раствор отверждается при заданном режиме. В таблице приведены результаты лабораторных исследований. Анализ полученных результатов показывает, что повышение адгезионных свойств и расширение твердеющего камня позволяет качественно герметизировать заколонное пространство скважины, улучшая долговечность крепи. Процесс формирования тампонажного камня при температурах 50-75оС и давлении 30 МПа осуществлялся в консистометре. Прочностные характеристики тампонажного камня, объемные изменения, адгезия измерялись известными лабораторными методами. П р и м е р 1. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%: Портландцемент 90,0 Отходы сухого тушения кокса 10,0 Из полученного тампонажного материала изготавливают образцы согласно ГОСТ 26798.0-85 - ГОСТ 26798.2-85 "Цементы тампонажные". Методы испытаний при температурах 50-75оС. Плотность тампонажного раствора 1800 кг/м3, предел прочности на изгиб образовавшегося камня, отвержденного при 50оС 4,0 МПа; 75оС 4,8 МПа. Предел прочности на сжатие камня твердеющего при 50оС 10,2 МПа; 75оС 12,3 МПа. Адгезия тампонажного состава с металлической обоймой затвердевшего при температуре 50оС 5,0 МПа, 75оС 6,01 МПа Расширение тампонажного состава, твердевшего при температуре 50оС 0,2%; 75оС 0,5%. П р и м е р 2. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%: Портландцемент 50,0 Отходы сухого тушения кокса 50,0. Технология приготовления аналогична примеру 1. Плотность тампонажного состава 1530 кг/м3, предел прочности на изгиб камня, отвержденного при температуре 50оС 2,0 МПа; 75оС 2,5 МПа. Предел прочности на сжатие камня, твердевшего при температуре 50оС 5,3 МПа; 75оС 6,0 МПа. Адгезия тампонажного камня с металлической обоймой, затвердевшего при 50оС 4,0 МПа; 75оС 5,0 МПа. Расширение тампонажного раствора, твердеющего при температуре 50оС 0,85%; 75оС 1,022%. П р и м е р 3. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%: Портландцемент 70,0 Отходы сухого тушения кокса 30,0 Технология приготовления аналогична предыдущим примерам. Плотность тампонажного раствора 1660 кг/м3. Предел прочности на изгиб камня, твердеющего при температуре 50оС 3,0 МПа; 75оС 3,8 МПа. Предел прочности на сжатие при 50оС 8,0 МПа; 75оС 10,4 МПа. Адгезия тампонажного камня с металлом при 50оС 4,5 МПа; 75оС 6,8 МПа. Расширение тампонажного состава соответственно при 50оС 0,6%; 75оС 1,00%. Этот состав взят оптимальным. Оптимальный состав обладает высокими прочностными характеристиками при температурах 50-75оС, значительными положительными объемными изменениями, а следовательно, и высокими адгезионными характеристиками, что гарантирует герметичность системы тампонажный камень - вмещающая среда.Формула изобретения
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ, включающий тампонажное минеральное вяжущее и углеродсодержащую добавку, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащей добавки он содержит отход сухого тушения кокса при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Тампонажное минеральное вяжущее - 50 - 90Отход сухого тушения кокса - 10 - 50
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Тампонажный раствор // 2029854
Изобретение относится к области добычи нефти и газа, в частности к материалам для создания фильтра, предотвращающего вынос песка из продуктивного пласта при добыче нефти и газа из скважины
Тампонажная смесь // 2029067
Изобретение относится к бурению скважин, в частности к тампонажным растворам для цементирования нефтяных и газовых скважин в условиях умеренных температур
Способ получения тампонажной смеси // 2026960
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к строительным материалам, и может быть использовано для получения тампонажных смесей для цементирования скважин, в продукции которых содержатся агрессивные кислые компоненты
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к тампонажным растворам для цементирования нефтяных и газовых скважин с аномально низким пластовым давлением (АНПД), продукция которых содержит агрессивные компоненты (сероводород, углекислоту), в условиях умеренных температур
Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к способам изоляции притока пластовых вод в скважине, и предназначено к использованию при проведении ремонтно-изоляционных работ в нефтедобывающих и нагнетательных скважинах
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и касается разработки тампонажных составов для изоляции зон поглощений для различных месторождений нефти
Способ получения цемента // 2101246
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к производству тампонажного цемента
Способ подготовки скважины к цементированию // 2102581
Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к способам подготовки нефтегазовых, геотермальных и других специальных скважин к цементированию
Состав для блокирования водоносных пластов // 2102593
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и карбонатных коллекторах и для выравнивания профиля приемистости в нагревательных скважинах
Тампонажный раствор // 2103476
Состав для блокирования водоносных пластов // 2103497
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, а также для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах
Состав для блокирования водоносных пластов // 2103498
Состав для блокирования водоносных пластов // 2103499
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам блокирования или ограничения водопритоков в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, и для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах
Состав для блокирования водоносных пластов // 2103500
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к составам для блокирования или ограничения водопритоков в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах и для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах
Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к получению расширяющихся тампонажных материалов
Способ изоляции зон поглощения // 2106476
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области изоляции зон поглощения при бурении скважин