Изобретение относится к получению тампонажных материалов и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин.
Известны тампонажные материалы, включающие портландцемент и пластифицирующую добавку на основе многоатомных ароматических спиртов отходы производства пирокатехина и резорцина. Использование этого типа пластификатора позволяет улучшить реологические свойства тампонажного раствора и за счет использования отходов снизить его стоимость /1/.
Однако тампонажный раствор с добавкой отходов производства пирокатехина и резорцина характеризуется длительными сроками схватывания, что отрицательно сказывается на сокращении периода ОЗЦ, а значит и на сроках строительства скважин.
Наиболее близким по технической сущности и назначению является тампонажным материал, включающий портландцемент и пластифицирующую добавку на основе многатомных спиртов гидрохинон /2/. Указанный материал за счет повышенной пластифицирующей способности добавки характеризуется улучшенными реологическими свойствами и повышенной конечной прочностью камня.
Однако этому материалу свойственны те же недостатки, что и предыдущему, а именно: недостаточная пластифицирующая способность и длительные сроки схватывания, что не дает возможности в полной мере реализовать снижение водоцементного фактора (повышение водоредуцирующего эффекта) и в значительной мере улучшить пластифицирующий эффект при одновременном сокращении сроков схватывания. В совокупности указанные недостатки приводят к ухудшению качества крепления скважин и возрастанию периода ОЗЦ.
Задача, на решение которой направлено изобретение, является повышение пластифицирующего эффекта при одновременном сокращении сроков схватывания тампонажного раствора, в результате чего при осуществлении изобретения может быть получен технический результат.
Решение поставленной задачи достигается тем, что тампонажный материал, включающий портландцемент и пластифицирующую добавку на основе многоатомных ароматических спиртов, в качестве пластифицирующей добавки содержит хингидрон при следующем соотношении компонентов, мас.
Портландцемент 98,0-99,8
Хингидрон Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый тампонажный материал отличается от известного введением нового компонента, а именно: хингидрона при вышеприведенном соотношении компонентов.
Хингидрон получают взаимодействием эквимолекулярных количеств пара-бензохинона и гидрохинона по реакции
В результате реакции образуется органический комплекс, в котором молекулы соединены водородными связями и, кроме того, переносом заряда от гидрохинона к хинону. Хингидрон выкристаллизовывается в виде темно-зеленых ромбических кристаллов с характерным металлическом блеском. Хингидрон имеет мол. м. равную 218, 21, плотность 1,4 г/см3, температуру плавления 171oC, возгоняется с разложением. Растворимость в воде 0,35 г/100 мл.
Повышение пластифицирующего эффекта при одновременном сокращении сроков схватывания тампонажного раствора обусловлено тем, что на начальной стадии гидратации в щелочной среде анион, образовавшийся с левой части хингидрона, отдает один электрон хинону.
В результате оба вещества превращаются в две одинаковые молекулы семихинона
Таким образом из одного комплексного соединения (хингидрона) образуется две молекулы ПАВа (семихинона), которые компенсируют имеющиеся и возникающие заряды на поверхности цемента противоположными по знаку зарядами из адсорбционного слоя ПАВ. Синтез последнего приводит к снижению поверхностного натяжения и возрастанию диспергирующей способности.
Заявляемая новая совокупность предложенных отличительных признаков авторами не обнаружена в патентной и научно-технической литературе, поэтому можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".
Были приготовлены два состава известного тампонажного материала, включающего портландцемент и пластифицирующую добавку гидрохинон и пять составов тампонажного материала согласно изобретению (портландцемент и пластифицирующая добавка хингидрон) при водоцементном факторе 0,4 с граничным и средним содержанием компонентов, а также с их содержанием выше верхнего и ниже нижнего пределов при температуре 22±2oC. Приготовление образцов тампонажного материала, определение сроков схватывания и прочности на изгиб осуществлялось в соответствии с ГОСТр 26798.0-26798.2-91. Пластифицирующий эффект оценивался по растекаемости.
Приготовление тампонажного раствора в условиях буровой сводится к следующему.
На буровой с помощью цементировочных агрегатов ЦА-420 готовится жидкость затворения, для чего, например, 2,5 м3 емкости агрегата заполняют водой и затем при непрекращающейся циркуляции воды загружают 20 кг хингидрона и в течение 1-2 мин готовится гомогенный раствор для затворения цемента. Поддержание пониженного водоцементного фактора (0,4) осуществляется путем подачи в гидроворонку большего количества портландцемента и поддерживанием соответствующей плотности (1,94-1,96 г/см3).
Результаты испытаний приведены в таблице. Данные таблицы свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный материал с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный, а именно в среднем:
на 20% возрос пластифицирующий эффект;
на 30% сократились сроки схватывания.
При содержании компонентов выше верхнего предела возрастают сроки схватывания и снижается прочность, а при содержании компонентов ниже нижнего предела снижается пластифицирующий эффект.
Повышение пластифицирующего эффекта при одновременном сокращении сроков схватывания в совокупности способствует повышению качества цементной изоляции и сокращению периода ОЗЦ скважин.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР | 1997 |
|
RU2141026C1 |
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР | 1999 |
|
RU2151271C1 |
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР | 1998 |
|
RU2151267C1 |
СПОСОБ НАТЯЖЕНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН | 1998 |
|
RU2132923C1 |
ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ | 1998 |
|
RU2151268C1 |
ПЛАСТИФИКАТОР-УСКОРИТЕЛЬ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ "КЕМФОР-ПА" | 2002 |
|
RU2242584C2 |
ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ | 1996 |
|
RU2117184C1 |
РАСТВОР ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ И ГЛУШЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН | 1997 |
|
RU2136717C1 |
ДЕТЕКТОР ТОЧКИ РОСЫ | 1996 |
|
RU2101695C1 |
ГИПСОЦЕМЕНТНАЯ ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ | 1996 |
|
RU2127798C1 |
Изобретение относится к получения тампонажных материалов и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Тампонажный материал содержит портландцемент и пластифицирующую добавку - хингидрон при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 98,0-99,8, хингидрон - остальное. Достигается повышение пластифицирующего эффекта при одновременном сокращении сроков схватывания тампонажного раствора. 1 табл.
Тампонажный материал, включающий портландцемент и пластифицирующую добавку на основе многоатомных ароматических спиртов, отличающийся, тем что в качестве пластифицирующей добавки на основе многоатомных ароматических спиртов он содержит хингидрон при следующем соотношении ингредиентов, мас.
Портландцемент 98,0 99,8
Хингидрон Остальноеу
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Слюсарь А.А | |||
Шинкаренко Л.А | |||
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
В кн | |||
"Физико-химические основы производства строительных материалов"./ Сб | |||
научных трудов МИСИ и БТИСМ | |||
Механическая топочная решетка с наклонными частью подвижными, частью неподвижными колосниковыми элементами | 1917 |
|
SU1988A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Данюшевский В.С | |||
Курбанов Л.М | |||
Тампонажные растворы для газовых и газоконденсатных скважин с АВПД | |||
- М.: ВНИИЭгазпром, 1987, с | |||
Приспособление с иглой для прочистки кухонь типа "Примус" | 1923 |
|
SU40A1 |
Авторы
Даты
1997-07-10—Публикация
1994-12-07—Подача