ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР Российский патент 1997 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к получению тампонажного раствора на основе цемента, включающего соли кальция, воду, и может быть использовано при цементировании и глушении скважин.

Известен тампонажный раствор для глушения и цементирования скважин в условиях низкой температуры, содержащий цемент, конденсированную сульфит-спиртовую барду, хлорид кальция и воду [1]
Недостатком данного тампонажного раствора является высокое тепловыделение при затвердевании раствора, что вызывает оттаивание мерзлых пород. Кроме того, при твердении данного раствора образуется камень недостаточной прочности.

Известен тампонажный раствор, включающий цемент (1 вес.ч.), хлорид кальция (0,05 0,10 вес.ч.) и воду (0,50 0,70 вес.ч.) [2]
Известный тампонажный раствор хотя и имеет высокую прочность камня, но большое содержание хлорида кальция способствует интенсивному трещинообразованию цементного камня в процессе твердения. Кроме того, повышается себестоимость растворов в целом из-за высокой цены на хлорид кальция.

Наиболее близким техническим решением является тампонажный состав, содержащий портландцемент и дистиллерную жидкость [3]
При приготовлении тампонажного раствора возникает много недостатков и неудобств, связанных с доставкой и хранением дистиллерной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве солевой компоненты используют дистиллерную жидкость, прокаленную на распылительной сушилке при температуре 550 650^oС при следующем соотношении, мас.ч.

цемент 1,00
дистиллерная жидкость, прокаленная при температуре 550 650 ^oC - 0,05 0,10
вода 0,50 0,60
В процессе производства кальцинированной соды на стадии дистилляции образуется два вида отходов: твердые отходы шлам дистиллерной жидкости, жидкие отходы дистиллерная жидкость.

Дистиллерная жидкость представляет собой раствор плотностью 1120 1130 кг/м³, pH 10,0 11,9, и содержит следующие компоненты:
CaCl₂ 8,0 9,0 мас.

СaO₄ 0,05 0,07
Ca/OH/₂ 0,10 0,15
NaCl 5,50 5,80
H₄OH 0,15 0,17
вода остальное.

Состав практически постоянен.

В настоящее время дистиллерная жидкость не находит квалифицированного применения и сливается в так называемые "Белые моря".

Солевая компонента, полученная на основе дистиллерной жидкости, содержащая в своем составе помимо солей кальция и хлористый натрий ускоряет структурообразование цемента. Это особенно важно при изоляции зон поглощения с сильной раскрытостью трещин, т.к. в этих случаях может произойти эффективное стуктурообразование раствора и не будет обеспечена надежная изоляция зоны осложнения.

Тампонажную смесь готовят известным способом, добавляя воду в смесь цемента и солевой компоненты из отходов производства соды.

В качестве портландцементов используют любой из следующих цементов: ПЦТ
ДО бездобавочный; -20 50; ПЦТ специальные, т.е. тампонажные цементы, предусмотренные ГОСТом 1581 85.

Для приготовления солевой компоненты раствор дистиллерной жидкости с плотностью 1120 1130 кг/м³, pH 10,0 11,9, содержащий вышеуказанные компоненты (СаСl₂, CaSO₄, Ca(OH)₂) и натрий (NaCl), предварительно нагревают при температуре 70 85 ^oС в течение 1,5 3,0 часов.

При этом концентрация солей Сa и Na достигает 20 29 мас. pH 6,5 - 7,0. Предварительный нагрев осуществляют за счет тепла возвратной дистиллерной жидкости в качестве орошающей, при очистке дымовых газов концентрируют исходную дистиллерную жидкость до 20 29 мас. решают вопрос утилизации сточных вод. Далее сконцентрированную дистиллерную жидкость с pH 6,5 7,0 подают на распылительную сушилку, где температура поддерживается 550 650 ^oС за счет подаваемых топочных газов. Готовая солевая компонента направляется в бункер готового продукта и идет на упаковку.

Готовая солевая компонента порошок от светло-серого до серого цвета, насыпным весом 850 950 кг/м³, Т.пл. 520 610 ^oС, влажностью 1,5 2,0% и имеет следующий состав, мас.

CaCl₂ 59,40 65,80
CaSO₄ 0,05 0,10
Ca(OH)₂ 0,05 0,10
NaCl 32,15 38,50
Приготовление тампонажной смеси и ее показатели представлены в таблице 1.

В таблице 2 представлены показатели тампонажной смеси с применением солевой компоненты, которая находилась при длительном сроке хранения. Соотношение компонентов в тампонажной смеси оптимальное: цемент 1 вес.ч. отход производства 0,08 вес.ч. вода 0,55 вес.ч.

На основании представленных данных таблицы 1 можно сделать вывод, что заявляемый тампонажный раствор с использованием в качестве солевой компоненты отхода производства соды стадии дистилляции дистиллерную жидкость, предварительно прокаленную на распылительной сушилке, превосходит известную тампонажную смесь по прочности камня, простоте приготовления тампонажной смеси, более низкой себестоимости. Кроме того, использование отходов производства соды решает вопрос их утилизации и экологический вопрос. Наработана опытная партия солевой компоненты из отходов производства соды - дистиллерной жидкости и передана для испытаний нефтегазоразработчикам Тюменской области, в частности, Объединению "Тюменьбургаз", г. Новый Уренгой и "Пурнефтегаз" п.Пурпе. Имеются протоколы намерения о поставках солевой компоненты из отходов производства соды.

Использование: цементирование и глушение скважин. Сущность: тампонажный раствор содержит (мас.ч.): портландцемент 1,00, дистиллерную жидкость, прокаленную при температуре 550 - 650^oC 0,05 - 0,10 и воду 0,50 - 0,60. 2 табл.

Тампонажный раствор на основа портландцемента, содержащий добавку на основе отхода производства кальцинированной соды, отличающийся тем, что в качестве добавки на основе отхода производства кальцинированной соды он содержит дистиллерную жидкость, прокаленную при 350-650^oС при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.

Портландцемент 1,0
Дистиллерная жидкость, прокаленная при 550-650^oС 0,05 0,10
Вода Остальноеи