Расширяющийся цемент Советский патент 1983 года по МПК E21B33/138 

СО &0

Изобретение относи гея к тампонажным матер-; елам, предназначенным для цементированУ1Я нефтяных и газовых скв жин, с целью увеличения плотности кон такта в системе: стен5ш скважины цементное кольцо - обсадная колонна В процессе формирования цементного камня в скважине. Известен расширяющийся цемент, состоящий из цемента с добавкой, разработанной фирмой DoweC , и придающей тампонад ному раствору и образующемуся из него цементному камню способность к расширению l . Однако расширение указанного цемен та составляет 0,4%, что не позволяет создать напряженный контакт цементног камня и обсадной колоннь (самонапряж ние менее 1О кг/см), а заколонное пространство не буает надежно загерме тизировано. Наиболее близким по составу и техн ческой сущности к предлагаемому являе расширяющийся цемент С , содержащи компоненты, Mac.%t Цемент (портландцемент) 45-55 Гипсйодержащий компонент,20-27 Шпак алюмотермического производства ферротитана 2О-30 Свободное расширение указанного це мента при нормальной температуре составляет 4,3-5,5% {что соответствует оамонапряжению 24-36 кг/см ), Известный состав позволяет получит надежную герметизацию закопонного про странства при цементировании скважин в интервале температур 50-75 С. При этом имеет место сульфоалюминатное расщиреьгае цементного камня, обусловленное кристаллизационным дашёнием быстрорастущих кристаллов высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кал ция aCciO-Ag Oj-SCwSO -30-32Н О. Однако с повьш1ением температуры выше 75 С эффект сульфоалюминатного ширени снижается из-за дегидратации высокосульфатной формы гидросульфоалю мина та кальция, который отдает химически связанную воду. В результате снижения эффекта расщи5жния при повьппении температуры напряженный контакт в системе стенка скважины - цементное кольцо .- обсадна колонна нарушается, что приводит к не. качественному цементированию. 111 Целью изобретения является повьтшение герметизации закопонного пространства скважины посредством увеличения расширения цементнсто камня по всему стволу и создания напряженного контакта в системе стенка скважины - цементное коиьцо - обсадная колонна в интервале температур 22-120 С, Указанная цель достигается тем, что расширяющийся цемент, вклюгчающий портлг лашшемент, шлак алюмотермического производства, ферротитана и гипссоаержащий компонент,дотолнительно содержит отходы производства хромовых солей при следующем соотнощении компонентов, мас.ч,: Портландцемент100 Шлак алюмотермического производства ферротитана1О-25 Гипссоде ржаший компонент1О-25 Отходь производства хромовых. солей6-11 Состав хроматного щлама-отхода производства хромовых солей, ,мас,ч, ,4-8; Mci2C -044-6; Ffe f( CoiO 22-26; 30-37. Удельный вес,2,82 г/см; удельная поверхность 27ОО рН суспензии 13,25, Увеличение содержания отходов производства хромовых солей в расширяющемся цементе более 11 мае,ч, приводит к снижению прочности, так как при повышении их содержания увеличивается и содержание входящей в отходы окиси магния, что приводит к образованию такого количества кристаллов гидроокиси махания, при котором происходит трещинообрааование в цементном камне. Уменьшение содержания отходов производства хромовых солей в расти ряк шемся цементе менее 6 мас,ч. приводит к уменьшению содержания окиси магния и уменьшению величины расширения при повышенных температурах (более 8О 160°С), Могут возникнуть усадочные деформации. Комбинированное расширение расщиряющегося цемента по изобретению, сочетакидее расширение сульфоалюминатное и расщирение на основе окиси магния, позволяет получить оптимальное для да нного диапазона температур расширение по всему стволу скважины от устья до забоя и обеспечивает напряженный контакт. J10337 Исходные компоненты: портлшюцеменг, шпак алюмоте{Яъ1ического производства феи отитана, в качестве гипссодержашего компонента - фосфогипс и отходы произ водства xpoivSDBbix сопей в отдеяьносга с через дозирукЖ1ее устройство, которое отрегулировано на пологчение необходимого соотношения компонентов, подаются в 114 дезинтегратор, гЛе размалываются и смешиваются. Полученная сухая смесь в конгейнюрах подается на , затворяется известным способом водой для закачкя ъ скве1жину. В таблице пртведены составы и свой сгва расширяющегося цемента

РАСШИРЯКЩЙЙСЯ ЦЕМЕНТ, включакжшй поргаандаемент, шлак алюмотеркгаческого производства ферротита- : на и гипссопержшцвй компонент, о т 1л в ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения герметизации закопонного простраш;тва скважины посредств увеличения расширения цементного кам; ня по всему стволу и создания напряж I кого ксжтакта в системе стенка ькваI жины - цементное кольцо - обсадная кокеащ в инте{ша11е температур 22 i2b°C, он допопнитепьно сояеряшт отхо1№л производства храмовых совей при спе ющем соотношении ксяшюнентов, мас.ч,: Поршан/шемент1ОО UbiaK алюмотермичес- кого производства феррогатана1О-25 Гипссодержаший компонент1О-25 . Отхода производства conefi6г 11

расширения повышается величина само напряжения, в результате чего повышают кштактаые напряжения в систоле: стенка скважины - цементное кольцо - обсадная колонна. Сила сцепления цементного камня с обсадной колонной при повышении температуры также увеличивается, что повышает надежность герметизации.

Расширяющийся цемент отличающийся комбинированным расширением, создает

вания до набора им прочности, юютная при этом внутреннюю структуру цементное камня.

Большинство комлсжентов расширякякеt-ося цемента портландцемент, шпак алк

мотермического производства ферротвта- на, отходы производства хромовых сопей по своему химическому составу являются очень стабильными, не меняющими свой

I103371i

сосгав с годами, что обеспечиввег ста-мического произвоаства ферротитан спобильные рвсширяюшие свойства преалагае-собствует повышению ранней прочности

мог о иемевта.ат«ента н обеспв гаввет герметичность в

Ввиду: высокой плотности плака апю аакопоннотч пространства скважнны.

мотермического производства ферро.тнтана $Сочетание pacumpsnonmxcfl свойств и

предпапаемый состав сохраняет выссжуюранней прочности hosaonsieT предотвра

ппояюсть.шагь газопроявления, имеющие место

Высокая гидравпнчесхая активностьв начальный период структурообразоалюминатов кальция в ипаке алюмотер-вания.