Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности к получению цементов для цементирования скважин в газах и пластовых водах, с содержанием H2S до 25 и CO2 до 21 об.%, а также может использоваться в любой отрасли промышленности, где требуется защитное покрытие от сероводородоуглекислотной коррозии.
Известен цемент с повышенной прочностью и коррозионной стойкостью, включающий портландцемент, горелую породу и гексаметофосфат натрия, положительные свойства которых достигаются введением в их состав ингибитора коррозии (SU, авторское свидетельство, N 826001, МКИ 5 E 21 B 33/138 1981 г.)
Недостатком состава этого цемента является необходимость использования дефицитных и дорогостоящих компонентов. Кроме того, такие цементы не имеют расширения.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является расширяющийся тампонажный цемент (RU, патент N 2013523, МКИ5 E 21 B 33/138, 1991 г.), включающий портландцемент, сульфоалюминатное гидравлическое вяжущее и сульфосодержащий компонент при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент - 7 - 14
Сульфоалюминатное гидравлическое вяжущее - 73 - 87
Сульфосодержащий компонент - 6 - 13
Недостатками этого состава являются низкие прочность и коррозионная стойкость в условиях сероводородной агрессии с содержанием H2S до 25 и CO2 до 21 об.%.
Задачей изобретения является повышение прочности и стойкости к сероводородной агрессии с содержанием H2S до 25 и CO2 до 2 об.%.
Решение указанной задачи обеспечивается тем, что расширяющийся тампонажный цемент, содержащий гидравлическое вяжущее, гипс и сульфоалюминат кальция, в качестве гидравлического вяжущего он содержит белый цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Белый цемент - 15 - 20
Сульфоалюминат кальция - 75 - 77
Гипс - 5 - 8
Предлагаемый состав готовят совместным помолом компонентов с последующим затворением при водоцементном отношении 0,52.
Для определения свойств цемента в сероводородоуглекислой среде были проведены опыты, режимы, технология которых приведены ниже.
Пример. Для исследования стойкости цемента к агрессивной среде, содержащей H2S = 25 об.%, CO2 = 21 об.%, были изготовлены образцы-кубики размером 1,41 х 1,41 х 1,41 см.
Образцы-кубики до агрессивной среды твердели в воздушно-влажных условиях. По истечении 2 суток твердения в воздушно-влажной среде образцы разделили на две части, одну из которых поместили в газовую агрессивную среду, вторую часть оставили твердеть в воздушно-влажных условиях как контрольные. Условия агрессивной среды в автоклавах: газовая влажная - H2S = 25 об.%, CO2 = 21 об.%, влажность 100%, температура 60oC, давление 4,3 МПа.
По истечении срока твердения - 6 месяцев - автоклав выключился, образцы просматривались визуально и испытывались на прочность.
В процессе испытаний цементов на сероводородостойкость определялись тампонажно-технические свойства их по ГОСТ 1581-85 (водоцементное отношение-В/Ц, растекаемость, сроки схватывания, плотность). Расширение определяли по ТУ 21-26-7-90.
Коррозионная стойкость цементного камня характеризовалась коэффициентом коррозионной стойкости (ККС), который определялся как отношение предела прочности при сжатии для материала образцов, испытанных в агрессивной среде, к аналогичному показателю для контрольных образцов. ККС является критерием сравнительной стойкости цементов.
Цемент признается стойким к агрессии и долговечным при величине ККС, равного или более 0,8; менее 0,8 считается нестойким в данной среде.
Результаты испытаний цемента известного (наиболее близкого аналога) и предлагаемого состава приведены в прилагаемой таблице.
В таблице приведены результаты испытаний стойкости цементов известного и предлагаемого составов в сероводородуглекислой среде с содержанием H2S = 25 и CO2 = 21 об.%, из которой видно, что ККС предлагаемого состава через 6 месяцев твердения выше величины 0,8 и составляет 1,2, ККС известного состава в аналогичных условиях составляет 0,6.
При этом приняты обозначения: ПЦ - портландцемент, СГВ - сульфоалюминатное гидравлическое вяжущее, ССК - сульфосодержащий компонент, САК - сульфоалюминат кальция, ККС - коэффициент коррозионной стойкости.
Анализ результатов испытаний цемента предлагаемого состава показывает, что тампонажно-технические свойства его соответствуют требованиям ГОСТ 1581-95 ТУ 21-26-7-90.
Предлагаемый состав изготавливается на цементных заводах с использованием стандартного оборудования и распространенного сырья.
Положительные свойства предлагаемого состава способствуют увеличению долговечности колонны обсадных труб при одновременном сохранении ее герметичности. Все это исключает появление межпластовых перетоков и не требует проведения подземного капитального ремонта в процессе эксплуатации скважины.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ | 1991 |
|
RU2013523C1 |
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ | 2001 |
|
RU2202033C2 |
ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН | 2000 |
|
RU2198999C2 |
Реагент-стабилизатор и буровой раствор на его основе | 2022 |
|
RU2801236C1 |
Способ получения цементного клинкера во вращающейся печи | 1982 |
|
SU1039913A1 |
ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ | 1998 |
|
RU2161694C2 |
Облегченный тампонажный состав для цементирования скважин в высокопроницаемых горных породах в условиях сероводородной агрессии | 2016 |
|
RU2741890C2 |
Композиция неуглеводородной смеси газов и способ эксплуатации подземного хранилища природного газа | 2021 |
|
RU2768850C1 |
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С УМЕНЬШЕННЫМ ТЕПЛООТВОДОМ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2168039C2 |
ПЛАСТИФИКАТОР-УСКОРИТЕЛЬ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ "КЕМФОР-ПА" | 2002 |
|
RU2242584C2 |
Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности. Расширяющийся тампонажный цемент содержит гидравлическое вяжущее, гипс и сульфоалюминат кальция. В качестве гидравлического вяжущего расширяющийся тампонажный цемент содержит белый цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: белый цемент 15 - 20; сульфоалюминат кальция 75 - 77; гипс 5 - 8. Технический результат - повышение прочности и стойкости цемента к сероводородной агрессии с содержанием H2S до 25 и СО2 до 21 об.%. 1 табл.
Расширяющийся тампонажный цемент, содержащий гидравлическое вяжущее, гипс и сульфоалюминат кальция, отличающийся тем, что в качестве гидравлического вяжущего он содержит белый цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Белый цемент - 15 - 20
Сульфоалюминат кальция - 75 - 77
Гипс - 5 - 8
РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ | 1991 |
|
RU2013523C1 |
Тампонажная смесь | 1989 |
|
SU1654543A1 |
Тампонажный цемент | 1982 |
|
SU1089242A1 |
SU 924352 A1, 15.11.1991 | |||
Пневматический усилитель | 1986 |
|
SU1436865A3 |
US 4419136 A, 06.12.1983 | |||
СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ АРТРОЗОВ И/ИЛИ АРТРИТОВ, СОПРОВОЖДАЮЩИХСЯ БОЛЕВЫМ СИНДРОМОМ | 2004 |
|
RU2348433C2 |
Веникодробильный станок | 1921 |
|
SU53A1 |
Авторы
Даты
2000-07-20—Публикация
1997-06-30—Подача