Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B33/138 

со

01

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к тампонажным растворам для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известны тампонажные растворы/ включающие цемент, воду и добавку, замедляющую сроки схватывания при повышенных температурах и давлениях

К таким добавкам относятся борная кислота, виннокаменная кислота tBKKl, гйпан, сульфид-спиртовая барда (сев ), карбоксиметилцеллюлоза (КМД)7 нитролигнин, бура, нейтральный черный контакт (НЧК, полифенал лесохимический (ПФЛХ /, трилонБ rij и r2J.

Однако, указанные тампонажные растворы требуют 0ольших концентраций добавок (до 3 вес.%/, характеризуются низкой эффективностью замедления сроков схватывания (ВКК, КМЦ сильно вспенивают тампонажный раствор (ПФЛХ,.КССБ, ССБ/, понижают проность цементного камня (КМЦ, требуют совместного введения других добавок (бур, ) и др.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является тампонажный раствор ГЗ3 дляцементирования нефтяных и газовых скважин на основе тампонажного цемента, воды и добавки, замедлякяцей сроки схватывания, в качестве которой используется полиэтиленполиамин- N-метиленфосфоновая кислота (ПАФ-1) при следующем соотношении ксякпонентов, мас.%:

Цемент 65,610-66,625

ПАФ-1 0,035-1,05

Вода Остальное

Однако, известный тампонажный раствор имеет следующие недостатки: низкую эффективность замедления сроков схватывания;:

- значительный расход вводимся добавки (до 0,4 мае. %j/и нысокую стоимость добавки.

Целью изобретения является повышение степени замедления сроков схватывания тампонгикного раствора и снижение расхода компонентов.

Указанная цель достигается тем, что тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, включающий в качестве основы тампонажный цемент, воду и полиэтиленполиамин- N -метиленфосфоновую кислоту (ПАФ-1), дополнительно содержит формальдегид и фосфористую и соляную кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный

66,66025-66,66978 цемент Полиэтиленпол и амин- Nметиленфосфоноваякислота ()

0,0001-0,0.045 Фосфористая 0,00001 0,0015 кислота Соляная 0,0001-0,00225 кислота Формальде0,00001-0,0015 гид Вода Остальное

Комплекс добавок вьшускается под товарным названием ПАФ-13 по ТУ 6-05-05-г78. Поставляется в виде 25%-ного водного раствора в железнодорожных цистернах.

Предлагаемый тампонажный раствор для цементирования скважины готовится следукадим образом..

Для конкретных горнотехнических условий определяется допустимое время для безаварийного проведения процесса цементирования (например, не менее 5 ч К Определяется оптимальная концентрация комплекса добавок (ПАФ-13 по времени начала схватывания тг1мпонажного раствора (раствор 6 ,табл. 1К Расчитывается необхдимое количество воды и цемента.

Например, для цементирования скважины по расчету необходимо 10 м цементного раствора. По известным формулам определяют, что при водосмесевом отношении 0,5 количество цемента составит 12,2 т,

Объем вода для эатворенкя данног количества цемента при водосмесевом отнесении 0,5 составит 6,1т. В данном объеме воды цемент растворяется в мерниках агрегата ЦА-320 Количество ПАФ-13, достаточное для получения начала схватывания равных 5 ч (раствор 6 табл. 1), составит 0,77 кг.

На этом водном растворе затворяю цемент и Т и1шонажиый раствор зак чивают в скважину по общепринятой технологии.

В таблице приведены структурномеханические свойства тампонажного раствора контрольного,/ известного и предлагаемого согласно ГОСТ 158178. Эффективность.добавок - замедлителей сроков схватывания опре- деляласьсогласно Тост 1581-78, ГОСТ 310.1-76-ГОСТ 310.4-76, ОСТ 39-051-77.

1Л N

1Л Л1

ю

tn гч

С«|

о 1

;

о о

«О 1Г)

го

тН

РО М

п

о

о гч со

ооо

сч

tNсмсм

00

сососо

тЧтНгН

t-l

о о

о

о п

шin

ч

-«

II

со

N

«р

то

о о

1Ло

г4 о

чГо

II

I I

«ч Ч г

О1г

оо о

оо о

гН

S§

тН1Л«л

(

ооо

ооо

1Л гч гм

см о о

0 о

in

in

о

о о

о о

itn

о es

f

OJ о о О, о о

tn

о

00 г .со m

Г4

о « л

t с

1 in

VO VO

VO VO

VO

N

.ъ

%

«о

to VO VO

«о ю

VO VO

VO

VP

i

«

гч «

1Л

При добавке ПАФ-13 меньше нижнего предела сроки схватывания тампонажногораствора находятся в пределах, не имеющих практического значения. При добавке ПАФ-13 больше верхнего предела наблюдается увеличение сроков схватывания тампонажного раствора более 7 ч, что нецелесообразно, так как при существующей технологии цементирования скважин глубиной 3000-5000 м процесс продолжается

4-6 ч. А время до начала схватывания Тсшпонажного раствора должно быть больше продолжительности цементирования на 5-10 мин на кажди ге 1000 м.

Таким образом, при использовании изоб1 етения повыиается эффект замедления сроков схватывания тампонажного раствора, снижается расход вводимой добавки - замедлителя сроков схватывания.