Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин Российский патент 2019 года по МПК C09K8/467 E21B33/138 C04B28/04 C04B24/04 C04B24/18 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2681716C1

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.

Известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный цемент, микрокремнезем и воду (см. пат. RU 2057250, МПК 7 Е21В 33/138, 27.03.1996) [1], данный тампонажный раствор предназначен для цементирования газонефтяных скважин с температурой выше 110°С, его недостатком является низкая сопротивляемость получаемого цементного камня к ударным нагрузкам.

Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технологической сущности является тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий, масс. %: портландцемент - 100, и сверх 100 пенетрирующая добавка 3, водорастворимый эфир целлюлозы 0,03 - 0,1, пластификатор - лигносульфонат 0,3-0,7, трибутилфосфат - 0,01-1,0, вода до водоцементного отношения 0,38-0,42 (см. пат. RU 2542013, С1, 20.02.2015,6 с. ) [2].

Недостатком этого раствора является недостаточно высокая адгезия получаемого цементного камня к ограничивающей поверхности.

Задачей изобретения является разработка технологичного, тампонажного раствора, цементный камень которого обладает повышенной устойчивостью к ударным нагрузкам и высокой адгезией к ограничивающим поверхностям.

Поставленная задача достигается введением в тампонажный цемент добавок.

Сущность изобретения заключается в том, что тампонажный раствор включает портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки он содержит адгезионный клей Силор-Ультра Т (выпускаемый по ТУ 5772-001-90679544 - 2013), при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- портландцемент - 100

- указанная адгезионная добавка -1,0-2,0 сверх 100

- указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100

- указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100

- трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100

вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38.

Из патентной и научно-технической литературы нам не известны тампонажные материалы, содержащие совокупность указанных выше компонентов в предложенном качественном соотношении, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что входящие в состав тампонажного раствора компоненты в указанных количествах в совокупности повышают прочность цементного камня, улучшают его адгезионные характеристики, повышают сопротивление ударным нагрузкам.

Указанная адгезионная добавка заполняет пустоты кристаллической структуры гидратируемого цемента, перекрывает мелкие каналы и капилляры тампонажного камня. При этом улучшается структура тампонажного материала между порами, вследствие чего повышаются ударостойкость цементного камня и его адгезионные свойства.

Эфиры целлюлозы при растворении распадаются в воде на крупные молекулы, которые покрывают частички цементного раствора (адсорбируются на них) и создают вокруг последних защитные слои. При этом повышается гидрофильность цементных частиц и агрегативная устойчивость системы. Макромолекулы таких реагентов, а также слои, образуемые ими на элементарных кристалликах цементного раствора, способствуют увеличению плотности фильтрационных корок, в результате чего снижается водоотделение цементных растворов.

Пластификатор лигносульфонат позволяет получить необходимую растекаемость и подвижность раствора, а трибутилфосфат - гасит пену.

Из существующего уровня техники нам не известно, что данная композиция в тампонажном растворе обеспечивает в совокупности указанные выше свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Тампонажный раствор готовят следующим образом. Приготавливают сухую смесь в заданном количественном соотношении из тампонажного цемента, лигносульфоната и эфира целлюлозы. Адгезионный клей Силор-Ультра Т (ТУ 5772-001-90679544 - 2013, дата публикации 25.10.2013 г.) представляет собой двухкомпонентный состав на полиуретановой основе [3]: 1-й компонент - жидкость темно-коричневого цвета, 2-й компонент - жидкость светло-бежевого цвета, указанные компоненты смешиваются соответственно в соотношении 2:1, после этого адгезионный клей Силор-Ультра Т и трибутилфосфат добавляют в процессе затворения смеси в жидкость затворения.

Тампонажно-технологические свойства полученного тампонажного раствора представлены в таблице.

Как видно из таблицы тампонажный раствор позволяет достичь поставленной цели: цементный камень обладает более высокими по сравнению с аналогами стойкостью к ударным нагрузкам и адгезией к ограничивающим поверхностям

Данный тампонажный раствор был испытан при креплении двух эксплуатационных нефтяных скважин на Покачевском месторождении Западной Сибири.

Пример применения тампонажного раствора.

Для цементирования одной эксплуатационной колонны на Покачевском месторождении (интервал цементирования 300 м), на базе цеха крепления скважин предварительно была приготовлена сухая тампонажная смесь, в составе:

- портландцемент - 12000 кг (100%);

- указанный понизитель водоотдачи - 12,0 кг (0,1% сверх 100%);

- указанный пластификатор - 12 кг (0,1% сверх 100%).

При водоцементном отношении 0,38 было произведено затворение смеси, адгезионный клей Силор-Ультра Т - 120 кг (1,0% сверх 100%) добавлялся в приготовленный тампонажный раствор в осреднительную емкость, трибутилфосфат - 12 кг (0,1% сверх 100%) добавлялся в раствор при затворении цемента.

После ожидания затвердевания цемента проводились стандартные геофизические исследования на предмет определения качества крепления в контактных зонах цементный камень - горная порода и цементный камень - стенки колонны, высота подъема тампонажного раствора и его однородность по плотности.

Результаты исследований положительные.

Применение предложенного тампонажного раствора позволит повысить прочность контакта цемента с колонной и породой, качество разобщения пластов.

Источники информации:

1. П. RU 2057250, МПК 7 Е21В 33/138, 27.03.1996

2. П. RU 2542013, С1, 20.02.2015, 6 с.

3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://silor-sprut.ru/index/silor_ultra_t/0-17

Примечание:

* - сопротивляемость цементного камня ударным нагрузкам характеризуется удельной работой, затрачиваемой на его разрушение. Стойкость к ударным воздействиям определяли при помощи копра, разработанного в соответствии с требованиями ГОСТ 30353-95 «Полы. Метод испытания на стойкость к ударным воздействиям».

Похожие патенты RU2681716C1

название год авторы номер документа
ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2013
  • Бакиров Данияр Лябипович
  • Бурдыга Виталий Александрович
  • Нафиков Рустам Кавсарович
RU2542013C2
ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2008
  • Бакиров Данияр Лябипович
  • Бурдыга Виталий Александрович
RU2386660C2
ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ПРОДУКТИВНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ И СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН 2004
  • Кошелев В.Н.
  • Нижник А.Е.
  • Рябова Л.И.
RU2255204C1
Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине 2022
  • Жиркеев Александр Сергеевич
  • Сахапова Альфия Камилевна
  • Исмагилов Фанзат Завдатович
  • Ахметзянов Рустем Анварович
  • Фаттахов Ирик Галиханович
RU2783449C1
ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 2023
  • Чернышов Сергей Евгеньевич
  • Кармаенков Михаил Сергеевич
  • Дерендяев Вадим Валерьевич
RU2825932C1
РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ 2007
  • Кузнецова Ольга Григорьевна
  • Фефелов Юрий Владимирович
  • Ильясов Сергей Евгеньевич
  • Чугаева Ольга Александровна
  • Воеводкин Вадим Леонидович
RU2360940C1
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИН 2012
  • Ильясов Сергей Евгеньевич
  • Окромелидзе Геннадий Владимирович
  • Чугаева Ольга Александровна
  • Кузнецова Ольга Григорьевна
  • Сажина Елена Михайловна
  • Зуева Нина Аркадьевна
  • Дудоров Павел Анатольевич
  • Уткин Денис Анатольевич
  • Кудимов Иван Андреевич
  • Сунцов Сергей Васильевич
RU2508307C2
Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты) 2020
  • Жиркеев Александр Сергеевич
  • Сахапова Альфия Камилевна
  • Исмагилов Фанзат Завдатович
  • Фаттахов Ирик Галиханович
  • Ахметзянов Рустем Анварович
  • Вашетина Елена Юрьевна
  • Бакалов Игорь Владимирович
RU2750414C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПЛОТНОСТЬЮ 1450-1500 кг/м 2008
  • Фефелов Юрий Владимирович
  • Кузнецова Ольга Григорьевна
  • Чугаева Ольга Александровна
  • Девяткин Александр Михайлович
RU2385894C1
Базовый тампонажный материал для цементирования скважин в интервале продуктивного пласта 2023
  • Столбов Константин Эдуардович
  • Дружинин Максим Александрович
  • Уткин Денис Анатольевич
  • Гаршина Ольга Владимировна
  • Предеин Андрей Александрович
  • Овчинникова Юлия Владимировна
  • Радостев Виктор Викторович
  • Ибраев Владимир Леонидович
  • Мясникова Александра Владимировна
  • Кудимов Иван Андреевич
RU2801331C1

Реферат патента 2019 года Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин. Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, в качестве адгезионной добавки содержит клей Силор-Ультра Т, в качестве понизителя водоотдачи водорастворимый эфир целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза, в качестве пластификатора лигносульфонат, в качестве пеногасителя трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс. %: - портландцемент – 100, указанная адгезионная добавка - 1,0-2,0 сверх 100, указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100, указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100, трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100, вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38. Технический результат - повышение ударостойкости и адгезионных свойств цементного камня. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 681 716 C1

Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки он содержит клей Силор-Ультра Т, в качестве понизителя водоотдачи водорастворимый эфир целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза, в качестве пластификатора лигносульфонат, в качестве пеногасителя трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- портландцемент-100

- указанная адгезионная добавка -1,0-2,0 сверх 100

- указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100

- указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100

- трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100

вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2681716C1

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2013
  • Бакиров Данияр Лябипович
  • Бурдыга Виталий Александрович
  • Нафиков Рустам Кавсарович
RU2542013C2
СОПОЛИМЕРНАЯ ПРИМЕСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИИ 2009
  • Клаус Лоренц
  • Александер Краус
  • Томас Викерс
  • Сузанне Лианопоулос
  • Махадеван Висванат
RU2526461C2
ФИБРОАРМИРОВАННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ИНТЕРВАЛОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ПЕРФОРАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН 2011
  • Воеводкин Вадим Леонидович
  • Кузнецова Ольга Григорьевна
  • Кохан Константин Владимирович
  • Чугаева Ольга Александровна
  • Дружинин Максим Александрович
  • Кудимов Иван Андреевич
  • Сажина Елена Михайловна
  • Зуева Нина Аркадьевна
RU2458962C1
ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ГАЗОНЕФТЯНЫХ СКВАЖИН 2006
  • Слюсарев Николай Иванович
  • Мозер Сергей Петрович
  • Стреленя Леонид Сафронович
  • Феллер Виктор Валерьевич
  • Боровиков Иван Сергеевич
RU2306327C1
WO 2002006182 A1, 24.01.2002.

RU 2 681 716 C1

Авторы

Бакиров Данияр Лябипович

Бурдыга Виталий Александрович

Грицай Григорий Николаевич

Нафиков Рустем Кавсарович

Святухова Светлана Славовна

Сотников Данил Владимирович

Ковалев Виталий Николаевич

Даты

2019-03-12Публикация

2018-02-05Подача