Тампонажный раствор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1687874 (51 1 М. Кл. (22) Заявлено 210777 (21) 2510814/22-03 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 2512.79. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 2812.79 (53) УДК 622.245.

° 44 (088.8) (72) Авторы изобретения в.п. Редько, в.и; крылов, в.п. яценко и ю.п. врысин (5 4 ) ТАМПОНАЖНЫЙ PAC TBOP

Изобретение относится к полимерным тампонажным растворам для цементирования нефтяных и газовых скважин при отрицательных температурах, а также для заполнения шахтных выработок, газонепроницаемых перемычек, строительных материалов и т.д. в условиях Крайнего Севера и может использоваться в нефтегазовой, горной промышленности и строительстве.

Известен раствор на основе полиэфирного и фуранового связующего с

1-3% отвердителя. Однако введение полиэфирной смолы и отвердителя в указанных количествах не позволяет 15 проводить отверждение материала при отрицательных температурах, а отверж денные продукты иМеют невысокие физико-механические и изоляционные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому из известных тампонажных полимерных растворов является раствор, содержащий ненасыщенные полиэфирные смолы типа" Н. (ПН-1, ПН-32), модифицирую- 25 щую добавку, ускоритель отверждения, инициатор и минеральные наполнители

Однако отверждение такого раствора возможно при повышенных температурах, а при пониженных температурах 30 требуется введение дополнительных ускоряющих компонентов. Отвержденные продукты имеют недостаточную прочность на сжатие и, кроме того, такие растворы имеют высокую токсичность.

Цель изобретения- — разработка тампонажного материала, способного отверждаться в условиях отрицательных температур от 0 до -5 С, а тампонажный камень на основе которого обладал бы повышенными изоляционными, физико-механическими и деформативными свойствами.

Цель достигается тем; что в там-. понажный материал, включающий минеральный наполнитель, ферроценсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу, ускоритель отверждения, инициатор и модификатор, дополнительно вводят олигоэфиракрилат при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Олигоэфиракрилат, например ТГМ-ЗС, МГФ-9 ТМГФ-11 40-60

Ненасыщенная полиэфирная смола

10-30.0,5-1,0

Модификатор (71) Заявитель всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам

687874

Инициатор отверждения

1,0-2,0

Для получения тампонажного материала, отверждающегося при отрицательных температурах, и камня с различными физико-механическими свойствами, были приготовлены композиции с различным содержанием ферроценсодержащей ненасыщенной полиэфирной смолы

ФНПС 1.

Состав 1. вес.Ъ|

Ферроценсодержащая ненасыщенная полиэфирная смола ФНПС-1

Олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС)

Ацетобутират целлюлозы

Минеральный наполнитель барит бетонитовая глина

10.60

Минеральный наполнитель Остальное

Смола с инициатором вводится после совмещения наполнителя с олиго- 5 эфиракрилатом. Прочность и высокие изоляционные свойства тампонажного камня, формирующегося в процессе отверждения тампонажного материала, определяются развитием системы струк- 10 турирующих процессов наполнителя и связующего. В результате таких процессов поровые пространства наполнителя заполняются олигоэфиракрилатом, кольматируя тем самым капиллярные каналы, что позволяет создать прочную структуру камня при отверждении системы. Отверждение материала при отрицательных температурах происходит вследствие высокой эффективности окислительно-восстановительной системы: металл переменной валентности— перекись.

50 инициатор отверждения: гидроперекись изопропилбензола (гипеоиз) 2

Паста перекиси бензоила (ПБ ) 1

Время жизнеспособности материала

180 мин; прочность отвержденного материала на сжатие 360 кг/см, на изгиб 113 кг/см . Температура отверждения 0 С.

Состав 2, вес.Ъ:

Ферроценсодержащая ненасыщенная полиэфирная. смола ФНПС-1 20

Олигоэ фиракрилат (тгм-Зс)

Модификатор (ацетопропионат целлюлозы) 1

Минеральный наполнитель (цемент) 25

Инициатор (гипериз) 3

Паста перекиси банзоила 1

Время жизнеспособности материала

160 мин, прочность на сжатие

400 кг/см, на изгиб 135 кг/см

Температура отверждения -2 C.

Состав 3, вес.Ъ:

Ферроценсодержащая ненасыщенная поли— эфирная смола CHIIC-1 30

Олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС) 40

Ацетобутират целлюлозы 0,5

Наполнитель древесная мука 10 тальк 10

Инициатор (гипериз) 5

Паста перекиси бензоила 3

Время жизнеспособности материала

170 мин; прочность на сжатие

350 кг/см, на изгиб 130 кг/см . Температура отверждения материала -5 С.

Данные но физико-механической прочности приведены также в табл. 1 и 2.

Г»Ъ с3

Г»1

Ю

Ch

Г» 3

ГО 3

С» л

ГЧ

Го Ь

Ю и о

ГЧ

2 и и

1.» ь л 3»

Г» )

Г»3

D 3»

LA

Ю

ГЧ

lA

Гс

Г»3 (Ч

Г»1

lA

ГО

Г»1

Г»3 с

»33

»33

1-» о (б а о

lA

D »3»

»Г3

С» (Ч

С»

Гс

Ю

Г» ) Ю

Ю

° 3»

ГЧ (»3

CO

3»Ъ

l3l

Г»1 л и о

В

i о »

Х 3 о

1.3 о х д

D »3»

lA с

LA

ГЧ

3» 3 с3»

Ю

lA

Г 1 с и

О

С»

Ю ь ь

Г»Ъ LA ь

Р ) 3»

Г 1

Ю

M л х

f-t о

fd а о о

Е а

lA

ГЧ

°;3» lA

° 3 л

Ю

Г ) 3»

ГЧ

M

Ю

D л

D ь

Ю л »3

Ю

ГЧ

lA

Ch

О\

С» ь

LA. lA

1 (о о х

333 х о

С» 3» с л х

0» о а

И

I3 е х

333 а и

Г» ) б»»

Ю

Г3 с

g g

Ю

ГЧ

I х х,„

3 од

Д Ц

36 Е ж н

333 1 с е аах х е хо

Н 333 Х0 э Ro ц

I Д »» н н я оии

0о

3Х Х 1-»

1 ео ах и едйЫ и н, х

И 3 Х Х

Рюмка, 687874

Ю Ю

3» ) ГЧ с с л л

1 н8х хаx еои

g 333 33 х х и о о и

D !

1 о х о и х

Ц о

И и и с х

3 о а

l д

Ц

Ц и

687874

Таб лица 2

Физико-механические свойства тампонажного материала и камня на его основе ремя жизнеобности гле

/мин Варит: бетонитовая глина(4:1) 10

0,20 113 360 180/100

60.

2 1,40 20

Цемент нов ороссийский 20

1 1,30 21 -2;то же 133 357 160/120

2 1,25 20 -3; 125 340 180/120

Керамзит 10

Древ ес ная мука: тальк {4:1) 30

2 1,20 22 -2р 130 350 170/110

2 1,20 23 -5; 120 300 190/140

Лигнин 20

Для — (2-5) С инициатор добавляли в о для остальных температур 3%.

Знамена тель — в ремя жизнеспос обнос т количестве 5% от веса ФНПС-1 и тампонажного материала при 20 С. о

Формула изобретения

Тираж 657 Подписное

ЦНИИПИ Заказ 8102/4

Филиал ППП Патент, r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 1 и 2, полученные тампонажные материалы способны отверждаться в условиях отрицательных температур с получением камня с высокими физико-механическими и изоляцион-З5 ньми свойствами.

Введение смолы ФНПС-1 в разных к оличествах позволяет получать тампонажный материал с различным временем начала схватывания и отверждения,что QQ является важной технической характеристикой при креплении газовых и нефтяных скважйн.

Применение тампонажного материала позволяет повысить качество цементи- 45 рования скважин в условиях Крайнего

Севера, обеспечить надежную изоляцию. затрубного пространства в условиях отрицательных геостатических температур, сократить время тампонажных работ.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения тампонажного материала составит 1000 руб. на скважину. Технология приготовления указанного тампо- 55 нажного материала не отличаетс я технологической сложностью.

Тампонажный раствор, содержащий сшивающий олигомер, минеральный наполнитель, модификатор и инициатор отверждения, отличающийся тсм, что, с целью обеспечения возможности отверждения материала в условиях отрицательных температур в диапазоне от 0 до . -5 С и получения камня с высокими изоляционными свойствами, раствор дополнительно содержит олигоэфиракрилат, например ТГМ-3С МГФ-9 или ТМГФ-11, а в качестве сшивающего олигомера — ферроценсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу ФНПС-1 при следующем соотношении ингредиентов, вес.В:

Олигоэфиракрилат, например ТГМ-3С МГФ-9 или ТМГФ- 11 40-60

Ферроценсодержащая ненасыще нна я полиэфирна я смола ФНПС-1 1 0-30

Модификатор 0,5-1, 0

Инициатор отв ерждения 1, 0-2, 0 ..

Минеральный наполнитель Остальное