Тампонажный раствор Советский патент 1984 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважи в частности к коррозионностойким тампонажным материалам, предназначенным для цементирования скважин, в продукции которых Содержатся кислые компоненты. Известен тампонажный раствор ll содержащий цемент, поверхностно, активное вещество (сульфонол), регуляторы сроков загустевания и схва тывания, органический компонент (флотореагент Т-66, соответствующий ТУ-38-103243-74) и воду при следующем соотношении компонентов,мае,ч. Цемент 100 Сульфанол 0,5-1 Регулятор сроков загустевания и схватывания 0,05-0,3 Флотореагент 2-15 Вода 35-58 Однако данный тампонажный раствор является недостаточно коррозионно ггстойким в кислых средах и в среде сероводородной агрессии, что сказывается на прочности цементного камн на его основе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является тампонажный раствор f2J, содержащий портлан цемент, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и воду при следующем соотно шении компонентов, мае.ч.: Портландцемент 66,650-66,6695 Нитрилотриметилфосфоноваякислота 0,00005-0,020 ВодаОстальное Известный тампонажный раствор яв ляется недостаточно коррозионностой КИМ в кислых средах и в среде серо водородной агрессии, что сказьгеается на прочности его цементного камня. Недостаточная его стойкость свя зана с высокой проницаемостью цемен ного камня, а также с наличием объемной усадкИу которая может приводить к трещинорбразованию, дополнительно повьввая проницаемость и самь понижая коррозионную стойкост Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости цемент ного камня в кислых средах и в сред сероводородной агрессии путем повьш ния его прочности и придания ему безусадочных свойств. Указанная цель достигается тем, что тампонажный раствор, включакнций тампонажный портландцемент, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и воду, дополнительно содержит суперпластйфнкатор на основе отходов акриловых производств Аплассан при следующем соотношении компонентов, маг.%: Портландцемент 70,42-71,18 Нитрилотриметилфосфоноваякислота 0,007-0,008 Суперпластификатор на основе отходов акриловых производств 0,36-1,44 ВодаОстальное Суперпластификатор Аплассан выпускается по ТУ 6-01-24-63-82, являетсяпродуктом переработки кубовых остатков акриловых производств и представляет собой водный раствор высокомолекулярных полимеров сложного строения на основе продуктов полимеризации акриловой и метакриловой кислот, их эфиров, нитрилов и амидов с содержанием активного вещества в продукте не менее 35%. Суперпластификатор Аплассан производится для -использования на заводах железобетонных изделий в качестве разжижителя бетонных смесей и позволяет понизить расход цемента на без ущерба для прочности изделий.. Применение суперпластификатора Аплассан в предлагаемом тампонажном растворе позволяет понизить водоцементное отношение от 0,5 до 0,4 и получить цементный камень более плотный и менее проницаемый. Кроме того в предлагаемом растворе проявляются новые свойства суперпластификатора. Основное его действие состоит в том, что вследствие образования взаимно проникающей структуры полимерных составляющих суперпластификатора и новообразованного цементного камня в гидробаротермальных условиях, соответствующих условиям в скважинах с аномально высоким пластовым давлением,формируется безусадочный цементный камень;закупоривание микропор в камне.полимером позволяет добиться его нулевой газопроницаемости.

31

Кроме того, полимеры при смешивании с цементом вступают в химическое взаимодействие с образовавшимся в процессе гидратации цемента гидроксидом кальция. Получившиеся в результате этого взаимодействия полиакрилаты кальция вьзделяются в твердую фазу при рН 8,5, что уменьшает выщелачивание и ослабление структуры и делает камень более стойким в кислых средах.

Нитрилотриметилфосфоновая кислота является диспергатором цементной суспензии и, кроме того, позволяет регулировать сроки схватывания и за- густевания тампонажного раствора;

Таяпонажный .раствор приготавливают образом.

В расчетное количество воды вво- дат добавки (нитрилот иметилфосфоновая кислота и суперпласт1 шсатор AnnaccaH),раствор тщательно перемешивают буровым насосом или цементнрсвочньм агрегатом. Далее яа полученном растворе затворяется цемент по общепринятой технологии.

Для. приготовления состава (таблица) взяты исходные компоненты в

Тампонажный порт1000ландцемент .

253604

Питьевая вода , 400 Нитрилотриметилфосфоновая кислота О,to Суперпластификатор 10,-15 J что соответствует составу компонентов , мае.ч.:

Тампонажный портландцемент 71,18 Питьевая вода 28,45 10 Нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,007 Суперпластификатор 0,36 В воду совместно вводят НТФ и Аплассан и тщательно перемешивают 5 на лабораторной мешалке в течении 10 мин. После этого на полученном водном.растворе приготавливают I цементное тесто. Аналогичнм способом приготавливают все остальные смеси. Q Физические и механические свойства тампонажного раствора определя ются по ГОСТ 1581-78.

Прочность цементных образцов на изгиб определяется на испытатель5 ной машине №Ш-100, прочность на сжатие - на испытательной машине УММ-5, газопроницаемость - на установке, из1 отовлённой по методике B.C. Дашбшевского.

. В таблице представлены сравни- « ,тельные данные свойств известного и предлагаемого тампонажных растворов.

tf

tN

tsj

CS

чо

00

1Л

сл

л У1

со

wt

о

о

1О

1Г1

1Л

Ю М

о

о

о

о о

О

(Ч

о f

«л

о о

О о

о м

и - о«

.

Г в чО «

к .PV O

Оч О

«м

сч - {S -. -

о

VO

ъО

vO

00

оо

ео

во

. ч-«- о -

$ S i I 9 SI

« 8 ; S S S 7112536 Величины прочности на изгиб прадлагаемого тампонажного раствора значительно выше, чем у известного в то время как усадка и газопроницаемость значительно ниже, Коэффи- 5 циент коррозионной стойкости цементных образцов определяется после шестимесячногохранения в застойной зоне промыслового газопровода Оренбургского газоКонденсатного месторож-Ю дения. Величина коэффициента коррозионной стойкости у предлагаемого там, понажного раствора значительно вьш1е, , i чем у известного. Присутствие суперi пластификатора Аплассан (таблица) 15 в количестве 0,36-1,44 мае.ч. в понажном растворе является наиболее оптимальным. В этом случае происходит значительный прирост прочности, достигается нулевая газопроницаемость, 20 08 ia также высокий коэффициент коррозионной стойкости, При дозировке суперпластификатора Аплассан в количестве, меньшем 0,36 мае.ч., происходит недостаточный прирост прочности и коррозионной стойкости цементного камня. Введение реагента в количестве, большем чем 1,44 мае.ч., приводит к излишне длительным срокам загустевания и схватывания, к снижению прочности цементного камня и к снижению коррозионной стойкости. По сравнению с известньм использованне предлагаемого раствора позволяет повысить надежность креНления нефтяных и газовых скважин, в продукции которых содержатся кислые компоненты, в частностисероводород.