Тампонажный раствор

 

fi .а " "..- саеа,н4сд

О П И -а-" А Н"И "Е, ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

726309

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25,04.78 (2I ) 2607462/22-03 (51)М. Кл.

E 21 B 33/138 с прмсоединением заявки ¹

Гооударстееиимй комитет

СССР (23) Приоритет во девам изобретений и открытий

Опубликовано 05.04 80 Бюллетень Ке 13 (53) УДК 622.245..44 (088.8) Дата опубликования описания 08.04.80 (?2) Авторы изобретения

В. П, Редько, В. А. Волошин и В. П. Тимовский

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Министерства нефтяной промышленности СССР (7i) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

Изобретение относится к области получения полимерных тампонажных растворов, используемых для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях Крайнего Севера, а также для тампонирования кондук5 торов и направлений в скважинах, вскрываюших отложения многолетнемерзлых пород в интервале температур от -5 до

-15 С.

Известна полимерцементная компози1О ция на основе полиэфирного связуюшего, содержашая минеральный наполнитель, ускоритель отверждения и инициатор )11..

Однако известная композиция не позволяет получить нормальное отверждение раствора при. отрицательных температурах, а сам. процесс отверждения требует длительной выдержки и повышенных давлений, При этол отвержденные продукты имеют невысокие физико-механические свойства.

Наиболее близким по составу из уже известных является тампонажный раствор на основе полиэфирного связуюшего и на» полнителя,. отверждаемый в присутствии перекисного инициатора путем введения в смесь ускорителей отверждения, например, нафтената Со или третичного амина )2).

Однако этот раствор отверждается только при комнатной или повышенных температурах, а отвержденные продукты также имеют низкие прочностные свойства.

Пель изобретения — разработка тампонажного раствора "холодного" отверждения, способного отверждаться при отрицательных температурах от -5 до -15 С, с получением камня с повышенными прочностными свойствами.

Для достижения указанной цели в тампонажный раствор на основе ненасьпценного полиэфира, включаюший минеральный наполнитель, сшиваюший мономер (олигоэфиракрилат), инициатор и ускоритель отвер>кдения, в качестве ускорителя отверждения вводят эвтектическую смесь ферI роцена или его алкилпроизводных(1,1

I I

-диметил — 1,1 -диэтил-, 1,1 -дипропил!

3-5

7263

1,1 1 -дибутилферрсцен с олигоэфиракрилатом в соотношении 1:10; при следую« щем соотношении компонентов, вес,%:

Ненасыш енный полиэфир (НПС-60921М, ПИ-33 или ПН-35) . 40-50

Олигоэфиракрилат (ТГММС;

МГФ-9, ТМГФ-11) 35-37

Минеральный наполнитель (барит, песок, бентонит) 10-13

Ускоритель отверждения (эвтектическая смесь фер роцена или его алкилпроизводных р,1 -диметил,-1,1 -диэтил

-1,1 -дипропил,- 1,115

-дибутилферроцен с олигоэфиракрилатом

Инициатор отверждения (гипериз, перекись метилэтилкэтона, паста перекиси бензоила) 2-5, Растворяя 0,1 г ферроцена или его алкилпроизводного в 100 r олигоэфир-. акрилата, готовят эвтетичес;ую смесь (ЭС) ускорителя. Инициатор отверждения вводится в тампонажную смесь после совмещения эвтектической смеси ускорителя с полиэфиром и наполнителем. Высокая скорость сшивки при отрицательных темЗО пературах достигается вследствие высокой эффективности применяемой редокссистемы, обусловленной величиной окислительнь-восстановительного потенциала

-J атома металла у феррсцена и его алкил35 производных. Получение повышенных проч= йЖФйых- и термоизоляционных характеристик обьясняется высокой степенью струк турирования полиэфирного связующего в процессе отверждения.

Лля получения тампонажной смеси, отверждающейся . при отрицательных температурах, имеющей различные сроки схватывания и физико-механические свойства, готовят тампонажные смеси с ра личным 4 тйпом ненасыщенного полиэфира, ускорителя и различными инициаторами в вес.%„

09

Пример 1. Ненасышенный эфир ,iHC 60921М) 40, олигоэфиракрилат (ТГМ-3С) 37, наполнитель (барит) 13, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь ферроцена с ТГМ-3С 1:10) 5, инициатор отверждения - гидроперекись изопропилбензола (гипериз) 5.

Время, жизнеспособности материала при 20 С 140 мин, при -10 С 5 ч. Тем пература отверждения -10 С. Прочность о отвержденного материала через 20 мин после начала схватывания смеси при

-10 С на сжатие 850 кг/см2, на изгиб

420 кг/см . Усадка 0,05%.

Пример 2. Ненасьпценный полиэфйр 50, олигоэфиракрилат (МГФ-9) 35, наполнитель (песок) 10, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь 1,1-диэтилферрацена с МГФ-9 1:10) 3, инициатор отверждения (перекись метилэтилкетона) 2.

Время жизнеспособности: тампонажной смеси при 20 С 110 мин, при -15 С бч. о

Температура отверждения -15 С. Прочность смеси отвержденного материала через 20 мин после начала схватывания смеси при —,15 С на сжатие 770 кг/см, на изгиб 330 кг/см . Усадка отвержден2 ного материала 0,08%.

Пример 3. Ненасышенный полиэ фир (ПН-35) 45, олигоэфиракрилат (ТМГФ-1 1) 36, наполнитель (бетонит)

12, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь 1,1-дибутилферроцена с

ТМГФ-11 1:10) 4, инициатор msep . дения (паста перекиси бензоила) 3.

Время жизнеспособности смеси при температуре 20 С 90 мин, при -5 С о о

2,5 ч. Температура отверждения -5 С. о

Прочность отвержденного материала через 20 мин IIocJIe начала схватывания смеси при -5 С на сжатие 800 кг/см, о 2 на изгиб 450 кг/см . Усадка 0,07%.

Основные физико-механические свойсч ва тампонажного раствора и камня на его основе приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

0,15

0,05

850

750

300

420

Усадка, . " !

Процент экстрагируемых в ацетоне за 30 сут.

Прочность на сжатие, кг/см

Прочность на изгиб, KT /ñì

726309 о

5

8

О

И Й

9"

tg

5 и у

А о о

o co

0) с0 с

Q O

O О О о со а ® о о о

o o o! I

О O

<ц СЯ СЯ о о о с! Л с!

О)

n o .ч ч

I I о м о

Д, Ц Ж

«Я3 : Й

Д и о

В

П

ll а

Ж

1 о о

CV э

8 cv

-9 ф о а

k .-. э Я

М а ж

Я 1 !

8

: 3 о

5 р 1 (О l2

726309

Составитель В. Бакшутов

Редактор В. Зарванская Техред М. Петко Корректор В. Синицкая

Заказ 860/20 Тираж 626 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раутпская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл.. 1 и 2 тампонажный раствор способен хорошо отверждаться при отрицательных температурах с по лучением камня с высокими прочностными свойствами.

Формула изобретения

1. Тампонажный раствор для крепления скважин при -от пщательных температурах, содержаший в качестве основы ненасышенную полиэфирную смолу, олигээфиракрилат, минеральный наполнитель, ускоритель отве икдения и инициатор отверждения, о. т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения нормального отверждения в условиях отрнцательчых температур в интервале от -5 до. -15 С о и получения камня с высокими прочностными свойствами, в качестве ускорителя отверждения используют эвтектическую смесь ферроцена или его алкилпроизводных (1,1 -диметил,-1,1 -диэтил,-1,1 —

-дипропил,— 1,1 -дибутилферроцен) с олигоэфиракрилатом при следуюшем соотношении компонентов, вес.о:

Пенасыщеннаи полиэфирная смола 40-50

Олигоэфиракр плат 35-37

Минеральный наполнитель 10«13

5 Ускоритель отверждения (эвтектическая смесь ферранена или его алкилпроI изводных 1 1 -диметил,— 1 1 -@Hera@,- 1;1 -дипропил,- 1,1 -дибутилферроцен с олигоэфиракрилатом, 3-5

Инициатор отверждения 2-5

2. Тампонажный раствор по п. 1, 15 о т л и ч а ю ш и и с я тем, что эвтектическую смесь ферроцена или его алкилпроизводных с олигоэфиракрилатом используют в соотношении 1:10.

Источники информации, 20. принятые во внимание при экспертизе

1, ПатентЯпонии М 51-44992, кл. 26/3/С 51, М.,кл. С 08 F 299/04, 25 опублик. 1976.

2. Ве1о чче k-,Регб ей- Yechnitc", 1974, 40, Ъ 7, S.49С-496.