ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2009 года по МПК C09K8/467 

Описание патента на изобретение RU2347798C1

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин и обеспечивает снижение газопроницаемости цементного камня при одновременном увеличении прочности на ранней стадии твердения.

Применение седиментационно-устойчивых, быстротвердеющих тампонажных растворов с образованием низкопроницаемого прочного цементного камня особенно необходимо при установке цементных мостов, для крепления низа промежуточных колонн, с целью предотвращения разрушения цементного кольца и сохранения его герметичности при продолжительных механических воздействиях.

В литературе [Ашрафъян М.О., Бартова А.В. «Опыт применения высокопрочных тампонажных составов на месторождениях ОАО «Юганскнефтегаз» // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 1998. - №11. - С25-27] известен рецепт тампонажного состава с низкой водоотдачей, твердеющего с образованием прочного, безусадочного камня. В качестве стабилизатора тампонажного раствора авторы используют «Сульфацел-С» - водорастворимую сульфатцеллюлозу, а в качестве пластификатора - суперпластификатор С-3.

Недостатком указанного решения является то, что данная рецептура приемлема для цементирования скважин с температурой выше 50°С, так как предложенный понизитель водоотдачи является сильным замедлителем сроков схватывания тампонажных растворов.

Наиболее близким к заявленному решению является тампонажный состав [Ашрафьян М.О., Ризванов Н.М., Шахмаев З.М. и др. // А.С. 1411439, Е21В 33/138], содержащий портландцемент, меламиноформальдегидную смолу, метилцеллюлозу, хлористый кальций и воду.

Недостатком данного решения является значительная проницаемость цементного камня, что приводит к газопроявлениям и флюидоперетокам на ранней стадии эксплуатации скважин.

Техническим решением задачи является снижение проницаемости цементного камня и повышение его прочности в ранние сроки твердения при низких положительных температурах.

Поставленная задача достигается тем, что тампонажный состав на основе портландцемента и жидкости затворения, включающей воду, метилцеллюлозу, меламиноформальдегидную смолу и хлористый кальций, согласно изобретению дополнительно содержит кремнегель при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Портландцемент64,39-64,97Метилцеллюлоза0,16-0,27Меламиноформальдегиднаясмола0,16-0,27Хлористый кальций1,05-1,75Кремнегель3,50-5,24ВодаОстальное

Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что мелкодисперсный кремнегель кольматирует поровое пространство формирующейся структуры цементного камня, предупреждает образование фильтратопроводящих каналов и ускоряет процесс структурообразования, что обеспечивает получение низкопроницаемого прочного цементного камня.

При цементировании низкотемпературных скважин особенно необходимы тампонажные составы с малыми сроками твердения, образующие в период ОЗЦ (ожидаемое время затвердевания цемента) безусадочный прочный камень с низкой проницаемостью.

Тампонажиый раствор готовят путем смешивания портландцемента для нормальных температур с жидкостью затворения, содержащей метилцеллюлозу, меломиноформальдегидную смолу, хлористый кальций и кремнегель, так как кремнегель является новым признаком, то в примерах приведены его оптимальное и запредельное содержание, а остальные ингредиенты имеют постоянные оптимальные значения.

Пример 1. Готовят жидкость затворения путем последовательного растворения в 90 см3 (29,23%) воды 0,82 г (0,27%) метилцеллюлозы; 0,82 г (0,27%) меламиноформальдегидной смолы; 5,4 г (1,75%) хлористого кальция; 10,8 г (3,51%) кремнегеля и полученную жидкость затворения смешивают с 200 г (64,96%) портландцемента. После тщательного перемешивания с помощью высокооборотной электромешалки определяют технологические параметры раствора. Прочность камня и его газопроницаемость определяют после 2-суточного твердения в питьевой воде при 20±2°С. Растекаемость полученного тампонажного раствора 21 см, время начала схватывания 2 ч 35 мин, конец схватывания - 4 ч 40 мин. Прочность камня в 2-суточном возрасте на изгиб - 4,17 МПа, на сжатие - 9,45 МПа, а проницаемость камня составляет 0,215 мД.

Пример 2. Готовят жидкость затворения путем последовательного растворения в 90 см3 (28,98%) воды 0,51 г метилцеллюлозы (0,16%); 0,51 г меламиноформальдегидной смолы (0,16%); 3,25 г (1,05%) хлористого кальция, 16,3 г (5,24%) кремнегеля и полученную жидкость смешивают с 200 г (64,39%) портландцемента и после перемешивания определяют растекаемость (19 см), сроки схватывании - начало 2 ч 10 мин, конец схватывания 4 ч - 15 мин, прочность σизг 5,38; σсж 13,27 МПа, проницаемость 0,147 мД.

Пример 3. Готовят жидкость затворения путем последовательного растворения в 90 см3 (29,16%) питьевой воды 0,73 г (0,23%) метилцеллюлозы; 0,73 г (0,23%) меламиноформальдегидной смолы; 4,2 г (1,36%) хлористого кальция; 12,8 г (4,15%) кремнегеля и полученную жидкость смешивают с 200 г (64,80%) портландцемента. Полученный раствор и камень на его основе имеет следующие параметры: растекаемость - 21 см, начало схватывания - 2 ч 20 мин; конец схватывания - 4 ч 45 мин, σизг4,40 МПа, σсж 12,23 МПа, проницаемость - 0,193 мД.

Запредельные соотношения.

Пример 4. Аналогичным образом растворяют в 90 см3 питьевой воды (29,41%) 0,82 г (0,27%) метилцеллюлозы, 0,82 г (0,27%) меламиноформальдегидной смолы, 5,4 г (1,76%) хлористого кальция и 9 г (2,94%) кремнегеля. Полученный раствор смешивают с 200 г (65,35%) портландцемента, тщательно перемешивают и определяют технологические параметры раствора и камня на его основе. Растекаемость - 22 см, начало схватывания 4 ч 30 мин; конец схватывания - 6 ч 45 мин, σизг2,8 МПа; σсж 7,20 МПа, проницаемость 0,315 мД.

Пример 5. В 90 см3 питьевой воды (28,64%) растворяют 0,85 г метилцеллюлозы (0,27%); 0,85 г меламиноформальдегидной смолы (0,27%); 5,53 г хлористого кальция (1,76%); 17 г (5,41%) кремнегеля и полученную жидкость смешивают с 200 г (63,64%) портландцемента и определяют параметры раствора и камня. Оказалось, что при таком массовом содержании кремнегеля в цементном растворе растекаемость его всего 17 см, а время загустения 40 мин. Такой раствор считается нетехнологичным и прочностные характеристики камня на основе такого раствора не определяли.

Таким образом, из приведенных данных и данных таблицы следует, что разработанный тампонажный состав для цементирования скважин в условиях низких положительных температур является новым, обладает по сравнению с известными составами ускоренным твердением и его прочность в 2-суточном возрасте в 1,4 раза больше, чем у прототипа, а проницаемость в 2 раза меньше.

Состав тампонажного раствораРастекаемость, смСроки охватывания, ч-мин.Прочность цементного камня через 2 сут, МПаПроницаемость камня через 2 сут, мДПортланд цементМеламино-формальдегидная смолаХлористый кальцииМетил-целлюлозаКремнегельВоданачалоконецизгибсжатие68,95----31,04197-409-351,754,350,35067,751,7530,50205-207-152,646,870,32664,970,271,750,273,5129,23212-354-404,179,450,21564,390,161,050,165,2428,98192-104-15 5,38 13,270,14764,820,231,360,234,1529,21212-204-454,7012,230,1930Запредельные значения65,270,271,750,272,9429,5224-306-452,807,200,31563,640,271,760,275,428,617Не определяли из-за большой вязкостиПрототип67,700,271,750,27-29,01212-305-152,831 5-780,287

Похожие патенты RU2347798C1

название год авторы номер документа
ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ 2020
  • Бажин Владимир Юрьевич
  • Бричкин Вячеслав Николаевич
  • Савченков Сергей Анатольевич
  • Глазьев Максим Валерьевич
RU2726695C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА 2000
  • Цыцымушкин П.Ф.
  • Горонович С.Н.
  • Тиньков И.Н.
  • Елисеев В.А.
  • Хайруллин С.Р.
  • Цыцымушкин А.П.
RU2172812C2
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА 2002
  • Татауров В.Г.
  • Чугаева О.А.
  • Кузнецова О.Г.
  • Фефелов Ю.В.
  • Акулов Б.А.
  • Зуева Н.А.
  • Сажина Е.М.
RU2215124C1
СЕРОВОДОРОДОСТОЙКИЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР 2011
  • Белоусов Геннадий Андреевич
  • Скориков Борис Михайлович
  • Журавлев Сергей Романович
RU2471843C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА 2002
  • Мосиенко В.Г.
  • Гасумов Р.А.
  • Климанов А.В.
  • Нерсесов С.В.
  • Петялин В.Е.
  • Пономаренко М.Н.
  • Андреев О.П.
  • Ставкин Г.П.
RU2213844C1
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР 1999
  • Щербич Н.Е.
  • Штоль В.Ф.
  • Ипполитов В.В.
  • Кармацких С.А.
  • Карелина Н.Е.
  • Янкевич В.Ф.
  • Фролов А.А.
RU2151271C1
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР 1997
  • Щербич Н.Е.
  • Ипполитов В.В.
  • Янкевич В.Ф.
  • Фролов А.А.
  • Овчинников В.П.
  • Карелина Н.Е.
RU2141026C1
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН 2010
  • Ахрименко Вячеслав Ефимович
  • Ахрименко Зоя Михайловна
RU2425956C1
КОМПЛЕКСНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА 2018
  • Григулецкий Владимир Георгиевич
RU2691224C1
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ "РЕОЛИТ" 2013
  • Зинатуллин Марс Халиуллович
  • Зинатуллина Ирина Павловна
RU2520608C1

Реферат патента 2009 года ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин. Технический результат - снижение проницаемости цементного камня и повышение его прочности в ранние сроки твердения при низких положительных температурах. Тампонажный состав включает портландцемент и жидкость затворения, содержащую воду, метилцеллюлозу, меламиноформальдегидную смолу, хлористый кальций и кремнегель, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: портландцемент 64,39-64,97, метилцеллюлоза 0,16-0,27, меламиноформальдегидная смола 0,16-0,27, хлористый кальций 1,05-5,24, кремнегель 3,5-5,24, вода - остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 347 798 C1

Тампонажный состав на основе портландцемента и жидкости затворения, включающей воду, метилцеллюлозу, меламиноформальдегидную смолу и хлористый кальций, отличающийся тем, что жидкость затворения дополнительно содержит кремнегель при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Портландцемент64,39-64,97Метилцеллюлоза0,16-0,27Меламиноформальдегидная смола0,16-0,27Хлористый кальций1,05-5,24Кремнегель3,5-5,24ВодаОстальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2347798C1

Тампонажный состав 1986
  • Ашрафьян Микиша Огостинович
  • Ризванов Наиль Массалимович
  • Шахмаев Зуфар Махмутович
  • Левин Евгений Моисеевич
  • Ахрименко Вячеслав Ефимович
  • Савенок Надежда Борисовна
  • Негоднов Виктор Федорович
SU1411439A1
Тампонажное вяжущее 1979
  • Хахаев Билал Насруллаевич
  • Каримов Назиф Ханипович
  • Запорожец Лидия Сазоновна
  • Данюшевский Виктор Соломонович
  • Рахматуллин Тылгат Каспиевич
SU772986A1
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ ЦЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2004
  • Акчурин Хамза Исхакович
  • Каримов Назиф Ханипович
  • Мяжитов Рафаэль Сяитович
  • Каримов Ильшат Назифович
  • Алибаев Ильдар Абдулхаевич
  • Берг Юрий Александрович
  • Никитин Сергей Витальевич
  • Агзамов Фарит Акрамович
  • Шамсиев Раис Акрамович
RU2292374C2
0
  • Ф. А. Железн Л. С. Матвеенко Б. А. Страшинский
SU217279A1
Способ накопления пучка заряженных частиц 1982
  • Панасюк В.С.
SU1132784A1

RU 2 347 798 C1

Авторы

Ахрименко Вячеслав Ефимович

Даты

2009-02-27Публикация

2007-06-26Подача