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

Изобретение относится к креплени .нефтяных и газовых скважин, в частности к составам облегченных тампонажньгх растворов. Для цементирования обсадных коло при наличиии поглощающих горизонтов с низкими пластовыми давлениями при меняются облегченные тампонажные ра воры. Известны тампонаЛнЫе растворы, содержащие вяжущее и облегчающую Д| бавку в виде асбестового минераль ного волокна, например, с хризотила бестом и гидросиликатом магния l . Недостатком этих растворов является низкая прочность. Наиболее близким к изобретению по Составу и технической сущности является тампонажный раствор для цементирования скважин, содержащий портландцемент для гЬрячих скважин, облегчающую добавку шлифовальная пыль - отход производства при о работке асбофрикционных материалов и воду z . Недостатком известного тампонажного раствора является сравнительно низкая прочность тампонажного камня двухсуточного срока твердения, полученного из портландцемента для горячих скважин. Кроме того, шлифовальная пыль, вводимая в раствор, содержит такие вредные канцерогенные вещества, как сажа (до 15%). Цель изобретения - повышение про ности цементного Камня при одновременном снижении расхода цемента. Йоставленная цель достигается тем что тампонажный раствор для цементи рования скважин, содержащий портлан цемент -для горячих скважин облег чающую добавку И воду, в качестве облегчающей добавки содержит асбоце ментную пуль - отход производства п механической обработке асбоцементных труб, а также окзил при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Портландцемент для горячих скважин 100 Асбоцементная пыль отход производства при механической обработке асбоцементньгх труб 50-70 Вода85-100 Окзил0,5-1,0 Кроме того, асбоцементная пыль имеет следующий химический состав, мас.%: Хризотил асбест I11сорта7-9 Хризотил асбест IVсорта5-7 Хризотил асбест Vсорта1-2 Портландцемент марки 500Остальное Асбоцементная пыль - порокообразный продукт, плотность 1900-2100 кг/м, готовый к употреблению в качестве облегчающей добавки. При его использовании нет необходимости в измельчении, сушке и просеивании материала. Асбоцементная пьшь является неутилизйрованным многотоннажным отходом цементно-шиферных комбинатов. Приготовляется тампонажный раствор путем тщательного перемешивания вящущего и асбоцементной пыли с последующим затворением на воде, содержащей ОКЗИЛ. Предлагаемый тампонажный раствор отличается более высокой прочностью тампонажного камня по сравнению с известным. В связи с тем, что в асбоцементной пьти содержится до 80-84% портландцемента марки 500, можно доводить содержание облегчающей добавки до 70% без снижения прочности тампонажного камня. Введение окзила позволяет повьпаать седиментационную устойчивость тампонажного раствора. Примерь К 100 г портландцемента для горячих скважин добавляется 50 г асбйцементной пылИ. СмеСь, в сухом виде перемешивается до однородного состояния в течение 5 мин. В приготовленную смесь вводится 85 г воды, содержащей 0,5 г окзила, и перемешивается в течение 3 мин до получения необходимой растекаемоСти. Пример2. KtOOr портландцемента для го13ячих скважин добавляется 60 г асбоцементной пьти. Смесь в сухом виде перемешивается до однородного состояния в течение 5 мин. В приготовленную смесь вводится 90 г воды, содержащей 0,8 г окзила, и перемешивается в течение 3 мин до получения необходимой растекаемости. ПрймерЗ. КЮОг портландцемента для горячих скважин добавляется 70 г асбоцементной пыли. Смесь

в сухом виде перемешивается до

однородного состояния в течейие 5 ми

В приготовленную смесь вводится

100 г воды, содержащей1,0 г окзила

и перемешивается в течение 3 мин

до получения необходимой растекаемости.

Данные растекаемости по примерам 1-3 и сравнительная характеристика эффективности действия облегчающих добавок приведены в таблице.

Увеличение процентного содержания асбоцементной пыли, окзила и воды вьше указанных пределов не приводат к повьппению прочности тампонажного камня и снижению плотности тампонажного камня и снижению плотности TaM-понажного раствора. Уменьшение процентного содержания асбоцементной пыли, окзила и воды ниже указанных

пределов не приводит к снижению плотности тампонажного раствора и получению тампонажного камня удовлетворительной прочности. Достигаемая прочность тампонажного камня при изгибе-сжатии двухсуточного срока твердения при и давлении 30,0 МПа равна 2,8/8,6 МПа. Этот же раствор при 100°С и давлении 50,0 МПа дает. тампонажный камень двухсуточной прочности при изгибе-сжатии 3,0/10,5 МПа. Цементирование скважин тампонажным раствором предлагаемого состава позволяет продлить срок эксплуатации за счет увеличения прочности цементного камня. Кроме того, асбоцементная пьщь содержит свыше 80% портландцемента марки 500 и использование отхода позволяет утилизировать высококачественный цемент, идущий в отвал.

1. ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, содержащий портландцемент для горячих скважин, облегчающую добавку и воду, о т л и; чающийся тем, что, с цель(о повышения прочности цементного камня nj5H одновременном снижений расхода цемента, он в качестве облегчающей добавки содержит асбоцементную пыльотход производства при механгмеской обработке асбоцементных труб, а также окзил при следующем соотношении Компонентов, мае.ч: Портландцемент для горячих скважин 100 Асбоцементная пыль - отход производства при механической обработке асбоце-: ментных труб50-70 Вода85-100 Окзил0, 2. Раствор по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что асбоцемейтная пьшь имеет следующий химический сосСП тав , мае.%: Хризотил асбест I М сорта 7-9 Хризотил асбест 5-7 IVсорта Хризотил асбест 1-2 Vсорта О Портландцеме нт а марки 500 Остальное 00со 00

100

асбоцементнаяпыль

100

( 100 100 100 100

. 100 100

м 100 100 100

шлифовальнаяпыль

12

100

85

75 30iO

45

0,3

100 50,0

60

Продолжение таблицы