Облегченная тампонажная смесь

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании нефтяных и газоконденсатных скважин. Технический результат - повышение стабильности и снижение скорости фильтрации тампонажного раствора. Облегченная тампонажная смесь содержит, мас.%: портландцемент 85-89,5, вспученный вермикулитовый песок 2-5, алюмосиликатные микросферы 2-5, гранулированный хлорид кальция в качестве стабилизирующей добавки - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин в условиях наличия пластов с различными давлениями.

Известна облегченная тампонажная смесь, включающая портланцемент, вспученный вермикулитовый песок, алюмосиликатные микросферы [Патент РФ 2187621, Е 21 В 33/13, 2000].

Указанная смесь хотя и характеризуется пониженным водоотделением, однако, ей присущи такие недостатки, как низкая стабильность тампонажного раствора по плотности, обусловленная седиментацией портландцемента при одновременном всплывании вермикулита и алюмосиликатных микросфер, а также высокая скорость фильтрации. Низкая стабильность раствора способствует возникновению межпластовых перетоков и межколонных нефтегазопроявлений в пeриод ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ), а высокая скорость фильтрации - формированию проницаемого цементного камня. В совокупности указанные недостатки приводят к снижению качества разобщения пластов и сокращению межремонтного периода эксплуатации скважин.

При создании изобретения решалась задача повышения качества разобщения пластов за счет повышения стабильности тампонажного раствора и снижения скорости фильтрации.

Техническим результатом изобретения является разработка облегченного тампонажного раствора с высокой стабильностью и низкой скоростью фильтрации.

Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, вспученный вермикулитовый песок и алюмосиликатные микросферы, дополнительно содержит гранулированный хлорид кальция в качестве стабилизирующей добавки при следующем содержании компонентов, мас.%:

Портландцемент 85-89,5

Вспученный вермикулитовый песок 2-5

Алюмосиликатные микросферы 2-5

Гранулированный хлорид кальция Остальное

Гранулированный хлорид кальция выпускается по ТУ 609-4711-81 и представляет собой гранулы белого цвета с содержанием активного вещества не менее 90%.

Приготовление облегченной смеси осуществляется централизовано в цехе сухих тампонажных композиций. Для этого, например, в смесительную камеру поочередно загружаются 850кг портландцемента, 50 кг вспученного вермикулитового песка, 50 кг алюмосиликатных микросфер и 50 кг гранулированного хлорида кальция до получения смеси в количестве 8000 кг. Затем компоненты перемешиваются в течение 30-40 мин и, приготовленная гомогенная смесь, осушенным сжатым воздухом подается в цементовозы или в бункеры цементосмесительных машин. При необходимости в промысловых условиях производится дополнительная перетарка смеси из одной цементосмесительной машины в другую.

Были приготовлены известная облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, вспученный вермикулитовый песок и алюмосиликатные микросферы, и три состава облегченной тампонажной смеси в соответствии с изобретением (портландцемент, вспученный вермикулитовый песок, алюмосиликатные микросферы и гранулированный хлорид кальция) с граничным и средним значением компонентов. Приготовление образцов тампонажной смеси, определение плотности тампонажного раствора и прочности цементного камня производилось в соответствии с ГОСТ 26798.0-26798.2-96.

Стабильность определялась по разности плотности верхней и нижней части столба тампонажного раствора в соответствии с методикой, предложенной в работе Булатов А.И. Управление физико-механическими свойствами тампонажных систем. - М.: Недра, 1976, с.65-67.

Скорость фильтрации тампонажного раствора измерялась в соответствии с методикой, предложенной в работе Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. Справочное руковдство по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1987, с.244-246, и выражалась величиной условной фильтрации за 30 мин.

Результаты испытаний представлены в таблице. Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемая тампонажная смесь с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известная, а именно, характеризуется высокой стабильностью тампонажного раствора и меньшей (в 1,5 раза) скоростью фильтрации.

Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, вспученный вермикулитовый песок и алюмосиликатные микросферы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гранулированный хлорид кальция в качестве стабилизирующей добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 85 - 89,5

Вспученный вермикулитовый песок 2 - 5

Алюмосиликатные микросферы 2 - 5

Гранулированный хлорид кальция Остальное