Тампонажный раствор Советский патент 1989 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано при цементировании обсадных колонн скважин и установке цементных мостов в условиях низких положительных температур.

Цель изобретения - увеличение прочности и сцепления цементного камня с горными породами.

Тампонажный раствор содержит компоненты в соотнол1ении, мас.%: портландцемент 64,91-70,42; хлорид кальция 1,40-2,60у триполифосфат натрия (ТПФН) 0,01-0,03; вода 28,17-32,4б

Введение ТПФН в состав тампонаж- ного раствора позволяет значительно улучшить прочность цементного камня, что объясняется тем, что при добавке ТПФН в оптимальных количествах (0,01-0,03 мас.%) изменяется микрогранулометрия гидратируемого

цемента. Это является следствием пен- тизации гидратированных частиц цементного клинкера с образованием высокодисперсных фракций новообразований. Рост первоначальных кристаллов при этом замедляется, но за время, в те- чение которого происходит кристалл; - зационный процесс, они в единице объема образуются в значительном количестве. Изменение же структуры - уменьшение размеров кристаплов всегда способствует улучшению структур- номеханических свойств цементного камня. При наличии в системе хлорида кальция пептизирующее влияние ТПФН и ускоряющее влияние хлорида кальция суммируются с образованием однородной структуры цементного камня с повышенной прочностью.в ранние сроки . твердения и высокими значениями

3 151312

лы сцепления последнего с горными породами,

Тампонажные растворы готовят путем введения при нормальных условиях портландцемента для холодных скважин в воду затворения, содержащую хлорид кальция и Т1№Н.

Состав и свойства тампонажного

раствора и .камня представлены в

т абл. 1.

Пример 1. Жидкость затворе- кия готовят путем растворения в 80 см , воды 1,40 мас.% (4 г) CaCU и 0,01 мас.% (0,02 г) ТПФН (состав 4). Затем 200 г портландцемента затворяют приготовленным водным раствором и смесь перемешивают.

П р и м е р 2. Жидкость затворения содержит 30,40 мас.% воды,2,03 мас.% CaCl и 0,02 мас.% ТПФН (состав 5). 200 г портландцемента затворяют приготовленным водным раствором и смесь перемешивают.

П р и . м е р 3. Жидкость затворения содержит 32,46% воды, 2,60% ,CaCl2 и 0,03% ТПФН (состав 6). 200 г портландцемента затворяют приготовленным водным раствором и смесь перемешива- ют..

По конусу АзНИИ определяют расте- каемость. Срочен схватывания тампонажного раствора измеряют на приборе ВИКА. Силу сцепления затвердевшего цементного камня с горной породой измеряют на лабораторной установке с помощью специально разработанной формы-приставки. В качестве горной породы используют керны песчаника

и мергеля, которые предварительно насыщают пресной водой.

Тампонажный раствор с оптимальным содержанием компонентов обладает высокими физико-механическими харак- теристиками: при практически одинаковом ускорении твердения прочность при сжатии цементного камня через 24 ч ОЗЦ возрастает на 34-57%, а

0

5

0

30

35 40

45

сила сцепления с горной породой по- вьш ается на 2.5-32% (для песчаника) и 27-40% (датя мергеля).

Изменение содержания компонентов от оптимального приводит к изменению физико-механических свойств раствора и камня в худгиую сторону: ниже нижнего предела - к уменьшению подвижности тампонажного раствора, а выше верхнего предела - к увеличению сроков схватывания тампонажного раствора и снижению прочности цементного камня.

Использование ТПФН в количестве 0,01-0,03 мас .% в качестве добавки к тампонажному раствору позволяет повысить качество цементирования и установки цементных мостов в скважинах с низкими положительными температурами.

Разработанные рецептуры тампонажного раствора опробованы на опытных скважинах с кавернозно-поровой характеристикой ствола и статической темО

пературой на забое в пределах 25-27 С. Сила сцепления, характеризуемая коэффициентом акустического контакта цементного камня с породой и обсадной колонной, оказалась более высокой по сравнению с аналогичными данными для базовых скважин, цементирование которых осуществлялось тампонажным раствором без добавки ТПФН (табл.2),

Формула изобретения

Тампонажный раствор, включающий портландцемент, хлорид кальция и воду, отлич ающий ся тем, что с целью увеличения прочности и сцепления цементного камня с горными породами, он дополнительно содержит триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент 64,91-70,42

Хлорид кальция1,40-2,60

Триполифосфат

натрия0,01-0,03

Вода28,17-32,46

Изобретение относится к бурению скважины. Цель - увеличение прочности и сцепления с горными породами цементного камня. Раствор содержит компоненты в соотношении, мас.%: портландцемент 64,91-70,42

хлорид кальция 1,40-2,60

триполифосфат натрия 0,01-0,09

вода 28,17-32,46. Раствор готовят путем введения портландцемента для "холодных" скважин в воду затворения, содержащую хлорид кальция и триполифосфат натрия. Использование раствора позволяет повысить качество цементирования и установки мостов при низких положительных температурах за счет улучшения контакта пород и цементного камня. 2 табл.