Облегченный тампонажный материал Советский патент 1984 года по МПК E21B33/138 

СП

О) Изобретение относится к облегчен ным тампонажным материалам,применяемым для -цементирования нефтяных,г зовых и прочих скважин в интервале г остатических температур от -10 до +25 Известны облегченные тампонажные материалы, содержащие органические и минеральные облегчающие добавки Это облегченный тампонажный цемент для горячих скважин типа ОЦГ(ТУ 3901-08-469-79 I, состоящий из портлан цемента и молотых шлака и трепела, облегченный портландцемент(ТУ 2120-36-781, содержащий опоку или диатомит. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является облегченный тампонажный материал, состоящий из вяжущего и облегчающей добавки L1. Однако вс/.юцементное отношение Б гельцементных тампонажных растворах велико, что предопределяет высокую проницаемость камня и низкие прочность и коррозионную стойкость. Кроме этого, срок сохраняемости гальцементов невелик, они слеживаются и комкуются. Цель изобретения - повышение прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижение проницаемости. , Поставленная цель достигается тем, что облегченный тампонажный материал, состоящий из вяжуа1его и облегчающей добавки, в качестве облегчающей добавки содержит кероген - порошкообразный концентра органического вещества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мае.%: Вяжущее30-95 Кероген5-70 Кероген - порошкообразный концен рат органического вещества горючего сланца, представляющий высокомолеку лярное вещество гетероциклического строения, включающее ароматические фенольныеэ структуры. Постоянный элементный химический состав кероге ца,, мас.%: С 76,99; Н 9,68; О 10,55 S 1,7; N 0,36; С2 0,72. Приблин енна эмпирическая формула С-,Н(Р,. Кероге коричневого цвета, с гидрофобными свойствами поверхности, плотностью не выше 1350 кг/м, устойчив против действия различных химических тов кислот, щелочей , не растворим в органических растворителях и в .воде. Применяется в промышленности в качестве наполнителя при производ стве резинотехнических изделий и пластических масс. Кероген выпускается по ОСТ 38-927-73. Для получения облегченного тампо нажного материала кероген был испол эован в качестве облехчающей добавк к вяжущим. В качестве вяжущего в эависимос7;и от температурного диапа зона использования материала можно применять гипсо-глиноземистый цемент ГГЦ при температурах (-10 I -(+30)С, тампонажные портландцементы(15 100 С), шлакопесчаные цементы типа ШПЦСИОО - 250 °С ). Пример. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно до однородного состояния 95 мас.% гипсо-глиноземистого цемента и 5 мас.% керогена. Смесь затворяют жидкостью затворения(вода при водосмесевом отношении ,55. Плотность полученного ; ампонажнсго раствора 1740 кг/м, р-.стекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе сжатии через 48 ч твердения при и давлении 0,1 НПа составляет 0,4 - 0,6 МПа, газопроницаемость 0.75- , камень коррозионностоек. П р и м е р 2. Облегченный тампомажный материал получают при смешивании спзместно 70 мас.% тампонажного л. чандцемента и 30 мас.% керогена, затворяют водой при водосмесевом отношении ,65. При этом получают,облегченный тампонажный раствор плотностью 1470 кг/м с / стекаемостью 0,2 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 75°С и давлении 20 МПа составляет 2,7/4,6 МПа, газопроницаемость 0,3- 10мкм , Камень коррозионностоек. П р и м е р 3. Облегченный тампокажный материал получают при смешивании совместно 50 мае,% шлакопесчаного цемента типа и 50 мас% керогена, затворяют водой при водосмесевом отношении ,78. Плотность полученного облегченного тампонажного раствора 1320 кг/м, растекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/ /сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 250С и давлении 70 МПа составляет 2,8/5,8 МПа,газопроницаемость 0,38 1 0Мкм , камень коррозионностоек. П р и м е р 4. Облегченный Taivmoнажный материал получают при смешивании совместно 30 мас.% шлакопесчаного цемента типа ШПЦС-120 и 70 мас.% керогена. Материал затворяют водой при водосмесевом отношении ,95. Плотность полученного облегченного тампонажного раствора 1240 кг/м, раст зкаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 175°С и давлении 60 МПа составляет 2,0/3,6 МПа, газопроницаемость О , 5 , камень коррозионностоек. Н таблице представлены данные, характеризующие физико - механические свойства облегченного тампонажного раствора и камня на основе вяжу1;их с добавкой керогена.

Как видно из приведенных примеров и таблицы, разработанный облегченный тампонажный материал способен твереть, набирать достаточную прочность, имеет низкую проницаемость в широком диапазоне температур и давлений, камень коррозионностоек в агрессивных полиминеральных пластовых водах, вследствие гидрофобности керогена возрос срок сохраняемости материала. Всё перечисленные показатели превосходят аналогичные показатели гельцементов.

Из таблицы следует, что добавки керогена способствуют снижению плотности тампонажного раствора при сравнительно низких значениях водосмесевого отношения. Это обеспечивает повышение прочности и снижение газопроницаемости тампонажного камня по сравнению с цементами, у которых снижение плотности тампонажного раствора достигается за счет увеличения водоцементного отношения, например цементов, содержгицих глинопорошок, в том числе облегченного шлакового типа ОШЦ по ТУ 39-01-08296-77.

0

I

Применение облегченного тампонажного материала для цементирования скважин в условиях аномально-низких пластовых давлений может осуществляться по общепринятой технологии

5 без конструктивного изменения цементировочного оборудования.

ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из вяжущего и облегчающей добавки, отличаю-, щ и и с я тем, что, с целью увеличе-. ния прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижения прюницаемости, он в качестве облегчающей добавки содержит кероген - порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мае.%: Вяжущее 30-95 Кероген-порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца5-70

5

30

70

30 70

30

70 -120

5

30

70 -200

5

30 50 70

30

Продолжение табл,