Расширяющийся тампонажный раствор Советский патент 1988 года по МПК E21B33/138 

05

со

4 4

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к получению тампонажных растворов для цементирования скважин с низкими положительными и отрицательными температурами.

Цель изобретения - сокращение времени между началом и концом схватывания при повышении расширения цемент |Q ного камня в интервале температур от -10 до 30°С.

Цель изобретения достигается тем, что расширяющийся тампонажньй раствор содержит в качестве вяжущего ,5 высокоалинитовый цемент, а также жидкость затворения и облегчающую добавку при следующем соотношении компонентов, мае.ч:

Высокоалинитовьй цемент 100 20 облегчающая добавка 2-18 Жидкость затворения 40-65 Высокоалинитовьй цемент имеет сле- дующий состав, мае.ч.:

Алинит51,0-78,025

Белит10,0-15,0

Хлорапюминат кальция 2,0-8,0 Двухкальциевьй феррит 2,0-5,0 Окись кальция (сноб.) 2,0-26,0 В качестве жидкости затворения призо меняют водные растворы минеральных солей или щелочных (хлоридов.натрия, кальция, калия, сульфата натрия, поташа, калийно-щелочного раствора КЩР, нитрита натрия, алюмината натрия и с др.).

В качестве облегчающей добавки применяют добавки типа гранулированного керамзита, вспученного вермикулита, 0 аргиллита, содержащие 40 - 80% (по объему) воздуха в своих порах (при плотности керамзита, вермикулита и аргиллита 2200-2700 кг/м, объемная масса гранулированного керамзита, 45 вспученного вермикулита и аргиллита составляет 300 - 1100 кг/м.

Повьш1енное содержание алинита в клинкере обусловливает высокую актив- ность цементов при гидратации в ус- д ловиях низких положительных и отрицательных температур. Концентрация хлора в цементах с повьш1енным содержание алинита достигает 3,5-3,6 мас.%, что также способствует применению указанного цемента в условиях вечной мерзлоты и Крайнего Севера. Высокое содержание алинита в применяемом али- нитовом цементе обусловливает интенсивное структурообразование, приводящее к резкому сокращению промежутк времени между началом и концом схватывания в интервале температур от -10 до .

Приготовление расширяющегося там- понажного раствора осуществляется с использованием стандартной техники и технологии приготовления тампонажных растворов. В промысловых условиях он может быть приготовлен путем смешени алинитового цемента и облегчающей добавки с помощью цементосмесителя с последующим затворением полученной смеси на водном растворе минеральных солей и щелочей заданной концентрации.

П-р и м е р 1„ Берут 300 г алини TOBord цемента,, содержащего мас.%: алинит 78,0; белит 15,0; хлоралюмина кальция 3,0; двухкальциевый феррит 2,0 и свободный оксид кальция 2,0 и 30 г вспученного вермикулира, смешивают, приготавливают 157,5 г 16%-ног водного расствора Ю 1,Р (10,9 г КОН и 10,9 г на 135,7 г воды), затем затворяют смесь на приготовленном растворе Получают расширяющийся там понажный раствор № 2 (см.табл.1) (100 мае.ч, алинитового цемента, 52,5 мае.чо 16%-ного водного раствора ЩР, 2 мае,ч.пламилона) , аналогичным образом приготовляют состав № 2 на основе алинитового цемента, содержащего 1,0; 26,0 и 28,0% свободного оксида кальция. Часть материалов, предназначенных для испытания при температуре - 10 и , заранее выдерживают при -10 и и раствор приготавливают в холодильной камере с температурой О С. Свойства тампонажного раствора приведены в табл.2.

Пример 2. Берут 300 г алинитового цемента, содержащего в мае.%: алинит 51,0; белит 10,0; хлоралюминат кальция 8,0; двухкальциевый феррит 5,0 и свободный оксид кальция 26,0 и 54 г вспученного аргиллита, смешивают, приготавливают 195 г 27%-ного водного раствора нитрита натрия (41,5 нитрита натрия на 153,5 г воды), затем затворяют смесь на приготовленном водном растворе нитрита натрия с, Получают расширяющийся тампонажный раствор состава N 3 (100 мае.ч. алинитового цеь1ента, 65 мае.ч, 27%-ного водного раствора нитрита натрия и 18 мае,ч, вспученного аргиллита), свойства которого приведены в табл.2.,

Составы расширяющегося тампонаж- ного раствора согласно изобретению при различных соотношениях ингредиентов приведены в табл, 1, а свойства растворов - в табл.2.

Использование тампонажного раствора способствует уменьшению осложнений при цементировании обсадных колонн

Формула изобретения

1 оРасширяющийся тампонажный раствор, включакщий вяжущее, облегчающую добавку и жидкость затворения, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени между нача

5

0

лом и концом схватывания при повышении расширения цементного камня в интервале температур от (-10) - (30)Р С содержит з качестве вяжущего высокоалинитовый цемент при-следующем соотношении компонентов, мае,ч,:

Высокоалинитовьй цемент 100 Облегчающая добавка 2-18 Жидкость затворення 40-65 причем высокоалинитовый цемент имеет следующий состав, маСоЧ,:

Ллинит51,0-78,0

Белит10,0-15,0

Хлоралюминат кальция 2,0-8,0 Двухкальциевый феррит2,0-5,0

Окись кальция (своб.) 2,0-26,0 2 о Тампонажный раствор по п.1, отличающий ся тем, что в качестве жидкости затворения содержит 5-27%-ный вод1И 1й раствор солей и щелочейо

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и позволяет сократить время между началом и концом схватьгоания при повышении расширения цементного камня в интервале температур от - 10 до 30 С. Раствор (Р) включает вяжущее, облегчающую добавку и жидкость затворения, в качестве которой Р содержит 5-27%-ный водный Р солей и щелочей. В качестве вяжущего Р содержит высокоалинитовый цемент (ВЦ) при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: ВЦ 100, облегчающая добавка 2-18, жидкость затворения 40-65. Причем ВЦ.имеет следующий состав, мае.ч: алинит 51-78; белит 10-15, хлоралюминат кальция 2-8, двухкальциевью феррит 2-5, окись кальция (своб.) 2-26. Высокое содержание алинита обуславливает интенсивное структурообразование, приводящее к резкому сокращению промежутка врет мени между началом и концом схваты- Q вания в интервале температур от 10 до . Для приготовления Р берут али- нитовый цемент, содержащий алинит, белит, хлоралюминат кальция, двух- кальциевьй феррит, свободный оксид кальция и вспученный вермикулит, смешивают их. Приготавливают водный ка- лийно-пхелочной Р. Затворяют смесь на приготовленном Ро 1 з.п ф-лы, 2 табл (Л

100 40 4,0 хлористого

магния

10052,5 16 калийно-щелочного реагента

100 65 27 нитрита натрия

100 52,5 27 поташа

100 65 16 хлористого кальция

100 52,5 5 поташа

25

Таблиц

2(пламилон)

10 (вспученный вермикулит)

18 (вспученный аргиллит)

10 (вспученный аргиллит)

18 (керамзит)

10 (вспученный аргиллит)

Содержание С

-10 О 30

Состав 5

8-10 9-10 0,4 6-50 7-55 0,7 4-20 5-35

Состав 6

10-20 11-30 0,5 5-50 6-50 2,4

1,8

Продолжение табл.2

2,5 3,4 5,5

5,3 7,2