Тампонажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ш983254
Союз Советских
Соцмалмстмчвсиих
Республик (61) ll,îïîëíèòåëüíîå к авт. саид-ву
{22) Заявлено 29.07.81 (21) 3326340/22 — 03 (51)M. Кл. с присоединением заявки И
Е 21 В 33/138
3Ьаударатаеакый камнтет
СССР
d0 делам нзабретенкй
d открытка (28) Приоритет
Опубликовано 23.12.82. Бюллетень №47
Дата опубликования описания 23.12.82 (53) УЙК 622.245. .42 (088.8) 4 ., Е. П. Катенев, А. A. Остапенко, А. Н. Высотенко и fAi".)/(. Брийэ, r
> т
У,! т
Филиал Северо — Кавказского государственного научно — исследовЪтвл ского
/ и проектного института нефтяной промышленности "=А (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при креплении высокотемпературных скважин.
Известен тампонажный раствор с добавкой
- в качестве замедлителя; .глюконата кальция, применяемый для цементирования при темпера. турах до 220 С (1).
Окнако глюконат кальция является остродефицитным материалом и для нужд нефтяной промышленности не отпускается.
Известен также тампонажный раствор, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду, глюконовую кислоту, сахарную кислоту, глюконат натрия и сахарат натрия .
Эгот состав добавок к цементу назван реагентом Л вЂ” 7 и эффективен в диапазоне температур 75 — 250 С (2) .
Однако технология его приготовления сложнаисвязаь т с выделением в окружающую среду большого количества окислов азота.
Целью изобретения является охрана окружающей среды.
Поставленная цель достигается тем, что там понажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный
5 цемент, воду, глюконовую кислоту, сахарную
Кислоту,глюконат натрия и сахарат натрия, дополнительно содержит бихромат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тампонажный цемент 62,0 — 69,0
Глюконовая кислота 0,018 — 0,183
Сахарная кислота 0,020 — 0,340
Глюконат натрия 0;020 — 0,370
Сахарат натрия. 0,030 — 0,780
Бихромат натрия 0,004-0,170
Вода Остальное
Этот состав добавок к цементу назван реагентом Л вЂ” 9.
На чертеже показана технологическая схема производства этого состава.
Установлено, что при соотношении сахаров мелассы и азотной кислоты l-:1 окисление сахаров мелассы проходит до 80%. Уменьшение азотной кислоты на окисление позволяет уменьшать выделение, окислов азота в 2.3 раза
3 98325 по сравнению с производством известного реаЮ гента Л вЂ” 7. Часть из них рекуперируется, оставшиеся окислы в незначительном количестве сжигаются и выбрасываются через выхлопную трубу в атмосферу. 5
Оставшиеся неокисленные сахара после нейтрализации азотной кислоты содой окисляются бихроматом калия. Таким образом проводится комбинированное окисление сахаров мелассы с использованием двух окислителей: азотной 10 кислоты, которая является сильным окислителем и окисляет большую часть (80%) сахаров мелассы, и хромпика, который эффективно
)докисляет оставшиеся сахара.
Бихромат натрия для окисления берется в количестве 20% от веса сахаров, так как это количество сахаров не окисляется азотной кислотой. Самостоятельно использовать бихромат натрия как окислитель мелассы экономически невыгодно, так как азотная кислота как окислитель сильнее и в 2 раза дешевле.
Технология приготовления данного тампонажного раствора включает окисление мелассы азотной кислотой в реакторе — окислителе,нейтрализацию окисленного сиропа кальцинированной содой до рН вЂ” 3,0 в нейтрализаторе и введение добавки бихромата натрия NazC, О„с дбведением рН до 3,5 — 4,5.
Меласса, содержащая сахарозу, подвергается окислению азотной кислотой при соотношении сахарозы и кислоты 1:1 в реакторе -окислителе
1 из нержавеющей стали, снабженном пароводя-. ной рубашкой, мешалкой и трубой для отвода образующихся во время реакции окислов азота.
Общее время окисления мелассы 3-4 ч при, ступенчатом поднятии 1температуры от 75 до
90 С.
По окончании 1-й ступени окисления производится нейтрализация азотной кислоты кальцинированной,содой в нейтрализаторе 2 до рН 3. По достижении указанной рН проводится доокисление оставшейся сахарозы бихроматом натрия в том же аппарате;
В результате окисления и нейтрализации получается смесь оксикислот (глюконовой и сахарной) и их натриевых солей, которая центробежными насосами 3 перекачивается в отстой- ; ники накопителя 4.
Влияние реагентов Л вЂ” 9 и Л вЂ” 7 на физико — механические свойства тампонажных растворов и цементного камня приведено в таблице. 983254 о o
00 1ф
° 4 ° В
< ф
Е Е СЧ
CV
СЧ
«С а о Ю Ф у 4 Ф
В ! о
< 3! у!
"! !! Ф
° 3
Щ " ев аЮ ° Ч
О 00
С ) м
С ) и в
Ch C о а еК
Й й
f Ф е ел ю м
Ю Ф О в а у
XI ф I! ! Я о
4l
СЧ
М
2 ю О еч 00! о- о
In. «м
О. n In о
О! !
«Ф о о !
Ф ) «
- 4 а о
И !й
CD ч еа!
СЧ С ) д 8 о
О сИ.,, о
° ° фф! I
CV СЧ о !
СЧ
ООО55ОО са 1. и! ф ««X о о о о
СЧ СЧ
8 8
8 .8 а ч о о
О0 00
ОО 8 о
° ч о о
CV <Ч о g
° «1 ° Ф о с ч «е
3 еЧ
«Н
° °
° °
В
О о
СЧ г4 мъ In а щ
СЧ Ч Vl
СЧ
СЧ СЧ Ч
I сл
«е
CV <Ч
Ф И МЪ Ф МЪ Ъ м )
О О О О О О«О а 1 а а щ 1 аО О О О О О
О О гч I . О
О«
О О Ф„
CD! I
О о. ! ". I " „! m
О О
С»!
I
Н8 н
46 Ю сЭ о
ÔI о
Ц
- с.
+ o о !
Ф! й!
Ю
Ц IZI
Cl и
И Я д;8 Ф! Ф
О ! О о
983254
О а 04 О О а q, Г iо t С» О 00 tt I I
I м а
ОО О О с» а М О, О Ь О 1О 00 с С 00 00
3 О О 00 Д с4 Я
Ч Ф
« М О а а " сО О
3 MÎ 3 IÎ с- с=а Я О О
О 00 rV О О а а а 00 Е с4 ф О сч сч
Ч м м
«1,р, м сл сч ф а о сп О а с4 <..
Ф а а О 3 а а СЧ 00 t» Î 00 О V) О О t O а О а а О а а О О О О О О О О м 4 м «< м м м О
О о О а О О
t4 а гч !
8 Я Я Я Я Я Я î о а а а а а а О - 8
О О о о
1 м
О О Оо О О О
С4 С4 С.4 С3 с 4
О 8 Я о
О О О
00 00 00
О О а. а
С4 СЧ
00 00 00 00 с ю «< ч м ч
00 с
О C) С 00 00 а О а а м„ а„ О а а О с,(с.4 с.4 ч «С 4 «С 4
Г 4 Г 4 С 4 С4 СЧ С 4 С4 С4 СЧ С4 а с» М„oo
00 00 00 0Q 0Q 00
4 Ч « а а а а а а а а с с Ф Ф rl Ф rl с3
О О О О О О О О
Ф а сГ„,3 а) а о о
00„! О а а
О
00 О о
/ о ", 3 о ! сч !
О а о
О, О
О М ° ! !
О О О Оо О. ! м 4 ° эсч 4 ч сч!
" „ с. о
3 а ln с1.
О О" О "
О о
983254 ь
V1 а а ц
° (Я о сч о о
СЪ N о гч сч о сч th
I 1 о а о о о гч сч .сч о сч сч > оО сО оО сО оО ОО сО
М \ о О Vl 4 1 ц )
СО CO (" Ch Ch О\ gg <р"
I 4 I ч
ln a и ф ф о о о о
1 I о
lA с о
CV <) м
5 8 8 сч ги
983254
1l
Исследования показали, что предлагаемый тампонажный раствор имеет показатель начала схватывания при температурах 80 — 250 С до 34 ч, а цементный камень, получаемый из него обладает хорошей прочностью на изгиб и сжатие, з значительно превышающей требования ГОСТ.
Использование добавки Л-9 замедлителя схватывания предлагаемого тампонажного раствора позволяет еохранять окружающую среду !
Формула изобретения
Тампонажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду, глюконовую киспоту, сахарную кислоту, глюконат натрия и
12 сахарат натрия, о т л и ч а ю ш и и . с я тем, что, с целью охраны окружающей среды, он дополнительно содержит бихромат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тампонажный цемент 62,0 —.69,0
Глюконовая кислота 0,018-0,183
Сахарная кислота 0,020 — 0,340
Глюконат натрия 0,020 — 0,370
Сахарат натрия 0,030 — 0,780
Бихромат натрия 0,004 — О,! 70
Вода Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР N4 6498Ж, кл. К 21 В 33/138 1979.
2. Авторское свидетельство СССР N 407851, кл. С 04 В 13/24, 1971 (прототип).
