Тампонажный раствор для цементирования скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B33/138 

1 изобретение относится к тампонажным растворам, применяемым при бурении нефтяных и газовых скважин. Известен тампонажный раствор, в котором для замедления сроков схваты вания используют добавку винного кам ня в количестве 0,1-0,5 от массы цемента lj . Недостатком указанного раствора яапяется загущение при добавке реагента, что ведет к затруднению прокачивания его в затрубное пространство. Для увеличения текучести необходимо повышать водоцементное отноше ни.е, что приводит ,к снижению прочности Известен .также тампонажный раствор, в котором в качестве замедлите)ля использовался нитрилотриметиленфосфоновая кислота (НТФ) в количестве 0,025-0,055 от массы цемента ( Недостатки известного раствора заключаются в том, что при температурах выше снижается эффективность замедления схватывания и теряются его прочностные свойства, причем НТФ повышает прочность лишь на изгиб и не улучшает прочность на сжатие„ Цель изобретения - повышение эффективности замедления сроков схватывания тампонажного раствора и обес печение прочности цементного камня при температурах до . Поставленная цель, достигается тем что тампонажный раствор для цементирования скважин, включающий вяжущее, добавку и воду, в качестве добавки содержит 2-ОКСИ-1,3-пропилендиамин-N,N,N ,N -тетраметиленфосфоновуй кислоту (ОПФ) при следующем соотношении компонентов, мае.; Вяжущее50-60 ОПФ0,95 - 0,8 Вода39,95 - Э,2 Молекулярный вес ОПФ равен 466,15 ОПФ согласно Ty-6-09-t915-80 пред ставляет собой жидкость от желтого 29 до коричневого цвета, плотность не менее 1,1 г/смт Препарат не пожароопасен и не взрывоопасен. Тампонажный раствор приготавливается путем затворени.я цемента водным раствором 2-ОКСИ-1,3-пропилендиамин-N,N,N,N -тетраметиленфосфоновой кислоты (ОПФ)„ Пример 1 о Готовят тампонажный раствор для испытания при 150 С, содержащий компоненты, масД: Иортландцемент 50 ОПФ0,8 Вода 9,2 лри этом водотвердое отношение равно 0,5о Из полученного раствора в соответствии с ГОСТ 1581-80 готовят призмы 22 -10 см, а также определяют его сроки схватывания. Призмы твердеют в автоклавных условиях (Т-150®С, Р - 50 -МПа) в течение 2 ч, затем их испытывают на иЗгиб и сжатие. Результаты приведены в таблице (опыт 8). Пример 2. Готовят тампожный раствор для испытания при , содержащий компоненты, масД: ШПЦС-20060 ОПФ0,05 Вода -39,95 Материал испытывают аналогично примеру 1 при автоклавных условиях (Т-160 С, Р 60 МПа)„ Результаты приведены в таблице (опыт 11). Пример 3. Готовят тампо нажный раствор для испытания при , содержащий компонент маеД: ШП14С-20055 ОПФ0,3 Вода ,7 Материал испытывали аналогично примеру 2 при автоклавных условиях (т 250Ч, Р Во МПа). Результаты приведены в таблице опыт 17).гч

r

со

г

оо

-я- а -- (М -

1Л

««

сг

vO

о

-аI

VO

гг

I 1Л

сэ о

CxJ

t

CM

оо

-а

о

ООО

-смчО

III

N|Г- ГГ)

о

-3I

см

vO

оо

о оо

1Л

см

LTl

см

- оо см см м

о

1- см оо со оо

л , и

о

-ал- -э- « . о о о

::: 00

Кпк видно из таблицы, ОПФ более эффективно замедляет процессы схватывания тампонажного раствора, чем НТФ, особенно различие отмечается при. температурах выше 100 С. Это позво- 5 сделать вывод о том, что эффективность действия НТФ как замед-, лителя резко сни:;;ается при температурах свыше .

Добавка ОПФ повышает прочностные О свойства тамЬонажного камня, причем как прочность на изгиб, так и прочность на сжатие при температурах до 250 С, Таким образом, добавка ОПФ улучшает термостойкость раствр- 5

ра, а также обеспечивает механическую рочность сформировавшегося цементНО

го камня при воздействии на него всесторонних нагрузок

Тампонажный раствор с добавкой ОПФ обладает пластифицирующими свойствами, что значительно повысит подвижность раствора

Свойства тампонажного раствора (повышенная прочность, замедленное схватывание), обработанного 2-окси-1,3-пропилеидиамин-Ы,М,Ы,М -тетраметиленфосфоновой кислотой (ОПФ) могут быть использованы при цементировании скважин с забойными температурами до , а также скважин с высоким геотермическим градиентом.