ОБЛЕГЧЕННАЯ ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ Российский патент 1999 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к газовой и нефтяной отраслям промышленности, может быть использовано при цементировании скважин.

Известны облегченные тампонажные смеси, включающие портландцемент и облегчающие добавки органического происхождения: битумы и твердые асфальтены [1] . Использование этих добавок позволяет получить седиментационно-устойчивый тампонажный раствор плотностью 1,50 г/см³ с улучшенными реологическими свойствами. Однако, цементный камень, сформированный из этого раствора, по физико-механическим показателям не отвечает требованиям ГОСТ 1581-91.

Наиболее близкой по технической сущности и назначению является облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и молотый каменный уголь [2] . Указанная смесь позволяет получить прокачиваемый тампонажный раствор с сокращенными сроками схватывания без существенного улучшения прочностных свойств камня. Пониженная прочность цементной изоляции является одной из причин потери продольной и поперечной устойчивости колонн и, как следствие, ухудшения качества крепления скважины.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение периода прокачиваемости тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня. Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и комплексную углеродсодержащую добавку, в качестве последней использует отход печей графитизации электродного производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент - 70-90
Отход печей графитизации электродного производства - Остальное
Отход печей графитизации электродного производства представляет собой порошкообразный высокодисперсный материал темно-серого цвета, содержит, мас. %:
Графитированный углерод - 47-53
Кремнезем - 47-53
Увеличение периода прокачиваемости тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня обусловлены, с одной стороны, высокой смазывающей способностью высокодисперсных слоистых частиц графита, с другой - взаимодействием аморфного кремнезема с известью цемента с образованием прочных контактов срастания ("пуццолановая реакция").

Приготовление облегченной тампонажной смеси в условиях буровой сводится к следующему. В приемный бункер шнекового транспортера смесительной машины СМН - 20 поочередно подаются, например, 10 т портландцемента и 2 т отхода графитизации электродного производства. Затем осуществляется 2-х или 3-х разовая перетарка из одной смесительной машины в другую до получения однородной смеси.

Были приготовлены известная облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и молотый каменный уголь, а также пять составов облегченной тампонажной смеси согласно изобретению (портландцемент и отход печей графитизации электродного производства) с граничным и средним содержанием компонентов, а также с их содержанием выше верхнего и ниже нижнего пределов при температуре 22+2^oC (см. таблицу). Приготовление образцов тампонажного материала, определение его свойств осуществлялось в соответствии с ГОСТ 26798.0 - 26798.2 - 91. При содержании компонентов выше верхнего предела возрастает плотность тампонажного раствора и сокращается период его прокачиваемости, а при содержании компонентов ниже нижнего предела снижается прочность камня.

Увеличение периода прокачиваемости тампонажного раствора при одновременном возрастании прочности способствует повышению качества крепления скважин.

Источники информации
1. Булатов А.И., Данюшевский B.C. Тампонажный материал. М.: Недра, 1987 - с. 280.

2. Данюшевский B.C., Толстых И.Ф., Мильштейн Б.М. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1973 г. - с. 83-87 (прототип).

Изобретение может найти применение в газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано при цементации скважин. Облегченная тампонажная смесь содержит, мас. %: портландцемент - 70-90, отход печей графитизации электродного производства - остальное. Технический результат - увеличение периода прокачиваемости тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня. 1 табл.

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и комплексную углеродсодержащую добавку, отличающаяся тем, что в качестве углеродсодержащей добавки используют отход печей графитизации электродного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 70 - 90
Отход печей графитизации электродного производства - Остальное