Тампонажный раствор Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

с VI

X)

1 1 Изобретение относится к нефтепромысловому делу, а именно к стро тельству нефтяных и газовых скважи и может быть применено при цементи ровании нефтяных и газовых скважин Известен тампонажный раствор для горячих скважин l , содержащий в качестве основы портландцемент и добавку - замедлитель сроко схватьюания тампонажных растворов древесную смолу при следующем соот ношении компонентов, вес.ч.: Портландцемент 100 Вода.45-60 Древесная смола0,3-0,6 Однако эта добавка-замедлитель .сроков схватывания применима для це ментирования скважин при сравнитель но невысоких температурах 130-140 С Известен тампонажный раствор, со держащий в своем составе в качестве добавки-замедлителя сроков схватыва ния сульфит-спиртовую барду с бихро матом калия 2j . Сульфит-спиртовая барда с бихром том калия применима для цементирова ния скважин только до 170 С. Недостатком является также сильное вспенивание тампонажных растворов и нестабильность действия добавки. Кроме того, влияние ССБ на цементы разных заводов неодинаково и в ряде случаев даже ускоряет схва тывание цементного раствора. Наиболее близким к изобретению по составу и технической сущности является тампонажный раствор для це ментирования нефтяных и газовых скв жин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, добавку, перманганат калия (ЗПК) и воду 3J . Добавка применима для крепления скважин при температурах 80-160 С, но при более высоких температурах она неработоспособна. .Целью изобретения является улучшение качества цементирования в диапазоне температур 80-20сРс за счет повьш1ения термостойкости цемен ного камня, увеличения времени начала схватывания при, одновременном расширении ассортимента реагентов. Поставленная цель достигается тем, что тампонажньй раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве осно тампонажный цемент, добавку, перман ганат калия и воду, в качестве до42банки содержит мелассу при следующем соотношении ингредиентов, мае. Тампонажный цемент65,98-68,56Меласса0,06-2,0 Перманганат калия0,02-2,3 Вода Остальное Меласса (кормовая патока) является отходом свеклосахарного производства, выпускается согласно ТУ МНП РСФСР № 14-1-67 группа Н-31. По внешнему виду она представляет собой сиропообразную жидкость темно- коричневого цвета со специфическим запахом, плотностью 1,37 г/см-, рН 6,5-8,5, хорошо растворяется в воде. По химическому составу меласса представляет собой водный раствор сахарозы. Меласса нетоксична, пользуется для производства хлебопекарных дрожжей, ацетона, спирта, в качестве кормов в сельском хозяйстве. Стоимость 1 т мелассы 70 руб. Зеленая патока по химическому составу представляет собой глюкозу моносахарид, а меласса - дисахарид сахарозу, молекула которой состоит из двух молекул глюкозы. Таким образом, меласса почти в 2 раза эффективнее зеленой патоки, а следовательно, и расход ее значительно меньше, чем зеленой патоки. Перманганат калия - кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета, плотность 2,7 г/см, при нагревании до 240 С разлагается, растворим в воде, выпускается согласно ГОСТ 4527-65, нетоксичен. Стоимость 1 т перманганата калия 1430 руб. Технология введения реагента мелассы с перманганатом калия (МПК) в предлагае№|1й тампонажный раствор исключительно проста. Первым в воду затворения вводят перманганат калия и полученный раствор перемешивают в течение 30 мин до полного растворения марганца. Затем вводят мелассу, добавляют воду до расчетных значений и все перемешивают до однородного состояния в течение 15 мин. На приготовленной жидкости затворения, содержащей МПК, затворяют тампонажный цемент. Физико-механические свойства тампонажного раствора приведены в таблице. Индивидуальное действие мелассы и перманганата калия на растворы вяжущих неэффективно. Перманганат калия как замедлите не используется. Меласса способна незначительно замедлять схватьгеани тампонажного портландцемента до температуры . При более высоки температурах меласса не замедляет схватывание портландцемента. При введении в воду затворения перманганата калия совместно с мелассой в указанных выше концентрациях достигается эффективное замедление схватывания тампонажных.растворов до температуры 200 С. Применение перманганата калия в количестве меньше 0,02% нежелательно,так как не проя вляется его действие как за медлителя тампрнажных растворов, а выше 0,3% экономически нецелесообразно. Действие мелассы в количес ве менее 0,06% на тампонажные раст воры не проявляется, а более чем 2,0% нецелесообразно. Пример 1. Приготовление тампона жного раствора на основе ШПЦС-120 и реагента МПК для температуры 160 С в лабораторных услоаВ too см воды растворяют 0,103 перманганата калия при непрерывном ;перемешивании в течение 30 мин. За тем в этот раствор вводят 0,37 г мелассы и, доведя добавкой воды общий вес полученной жидкости до 135 г, перемешивают ее 15 мин. На полученном растворе реагента МПК затворяют 300 г ШПЦС-120. Соотношение ингредиентов, мас.%: ИП1ЦС-120 , 68 . Перманганат калияО,07 Меласса 0,25 ВодаОстальное Пример 2. Приготовление тампонажного раствора на основе ШПЦС-200 и реагента МПК для температуры 200°С в лабораторных условиях. В 100 см воды растворяют 0,44 г перманганата калия при непрерывном перемешивании раствора в течение 30 мин. Затем в этот раствор вводят 2,9 г мелассы и, доводя добавкой воды общий вес полученной жидкости до 135 г, перемешивают ее 15 мин. На ползгченном растворе реагента МПК застворяют 300 г ШПЦС-200. Соотношение ингредиентов, мас.%: ШПЦС-200 68 Перманганат калия0,3 Меласса 2 ВодаОстальное Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют # том, что термостойкость тампонажного раствора с МПК вьше, чем с .ЗПК. Тампонажный раствор с добавкой МПК имеет большие сроки схватывания, высокую механическую прочность и может быть использован для крепления высокотемпературных нефтяных и газовых скважин.

Портландцемент

0,06

0,25

0,38

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР для цементирования нефтяных.и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, добавку, перманганат калия и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества цементирования в диапазоне температур 80-200 0 за счет повышения термостойкости цементного камня, увеличения времени начала схватьшания при одновременном расширении ассортимента реагентов, в качестве добавки содержит мелассу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%1 Тампонажный цемент. 65,98-68,56 (П Меласса 0,06-2,0 Перманганат калия0,02-2,3 ВодаОстальное

0,12

0,19

0,25

0,38

1,79 1,79 1,79 1,79 1.79 1,79 1,79 1,79 1,79 1.,79

1,79

1,79 1,79

0,17

0,64

ШПЦС-200

t,8

2,0

РастекаеНпотвостьг/см Moctb, см

1,79

0,45

20 21 0,45 1,79

0,2

0,3

11

113718412

Продолжение таблицы