Облегченная тампонажная смесь Советский патент 1989 года по МПК E21B33/138 

(2iV4305609/23-03 (22) 14,09 87 (46) 30,iOo89. Бюл. № 40 (71) Научно-производственное объединение Тюменгазтехнология 472) А.А. Кпюсов, Ю.Т, Ивченко, Б«М„ Блинов, В,Во Дворцов, AsA,Силаев и Н,ЕЙ Карелина (53) 622.(088,8) (56) Авторское свидетельс тво СССР № 1105614, кл, Е 2 В ЗЗ/ПВ 1983. Данюиевский В,С, и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. Mi: Недра, 1987, с. 1144

(54) ОБЛЕГЧЕННАЯ ТАМПОНАЖНАЯ СШСЬ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение седимента- ционной устойчивости раствора, расширение камня, повышение прочности и снижение проницаемости цементного камня. Тампонажная смесь содержит компоненты в соотношении, мас.%; портландцемент 60-95, аминолигнин 5-40о Тампонажный раствор готовят зат- ворением сухой смеси водой. Раствор имеет плотность 1,30-1,54 г/см при прочности на изгиб 0,7-1,3 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - седиментационной устойчивости раствора, расширение, повышение прочности и снижение проницаемости цементного камня. Тампонажная смесь содержит компоненты в соотношении, мас.%: портландцемент 60-95, аминолигнин 5-40. Тампонажный раствор готовят затворением сухой смеси водой. Раствор имеет плотность 1,30-1,54 г/см³ при прочности на изгиб 0,7-1,3 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к цементированию обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважина

Цель изобретения - повышение се- диментационной устойчивости раствора, расширение камня, повышение прочности и снижение проницаемости цементного камня в

Облегченная тампонажная смесь соде1)жит ингредиенты в следующем соотношении, мас,%:

Портландцемент60-95

Аппнолигнин , 5-40

Тампонажный раствор готовят затво- рением сухой смеси ингредиентов водой,

Аминолигнин - модифицированный отход Целлюлозной промьп1шенности гидрофильное высокомолекулярное порошкообразное вещество,

Аминолигнин получают следующим об- разом;

1,Взаимодействием галогенлигнина с аммиаком по реакции

LigHal+NH - LigNH -ПHaI;

2,Восстановлением нитролигнина водородом

big - N11,;

3,Взаимодействием г-идролизного лигнина с парами водного раствора аммиака при ПО- 20° G и давлении I , 0- 1,2 Ша,

u.

ое

odH

3

При этом методе аминогруппы могут присоединяться как к бензольному кольцу, так и-к алифатической части молекулы лигнина.

Ввиду наличия донорных аминогрупп аминолигнин обладает большей хелато- образующей способностью по сравнению с нитролигнином и гидролизным лигни- ном. Наибольшей реакционной способностью обладают аминогруппы, находящиеся в алифатической астн молекулы аминолигнина. Карбоксильные группы в аминолигнине образуют более прочные связи с ионами металлов за счет образования дополнительных координацион- ных связей с аминогруппами в

Пример. Были приготовлены там понажная смесь - портландцемент и гидролизный лигнин - и тампонажные сме- - си - портландцемент и аминолигнин - с граничным и средним содержанием компонентов, а также с их содержанием вьше верхнего и ниже нижнего пределов. Приготовление тампснажных растворов осуществляли по известной технологии путем затворения гомогенизированной смеси вяжущего и облегчающей добавки органического типа - амн- нолигнинаt Перемешивание тампонажного раствора осуществляли в лабораторной мешалке в течение 3 мин.

Результаты испытаний .приведены в таблице.

НзСО 2

оси

ОСНз

3 3

Данные таблицы свидетельствуют о том, что облегченная тампонажная смесь с оптимальным содержанием компонентов

характеризуется повышенной седимента- ционной устойчивостью (коэффициент водоотделения равен 0), Усадочные деформации камня отсутствуют, а при максимальном содержании аминолигнина наблюда ется незначительное расширение камня iiL/L 0,05%, На 10-80% возросла прочность цементного камня в двухсуточном возрасте. На 30-50% снизилась газопроницаемость цементного камня,

При содержании облегчающей добавки .- аминолигнина - ниже нижнего предела ухудстается седиментационная устойчивость раствора, возрастают газонепроницаемость и усадка цементного камня, а при его содержании выше верхнего предела резко снижается прочность цементного камня.

Положительные свойства облегченной тампонажной смеси обусловлены высокой хелатообразующей способностью аминолигнина с образованием более прочных связей. В частности, с основным продуктом гидратации портландцемента - гидроксидом кальция - образование хелатных комплексов с амино- лигнином протекает двумя путями;

зольном кольце по схеме

515

ОСН-,СНз

+ СаоНг +

HjC 0,/ СНг

НгН-сн I

3, Образование высокопрочных хе- латных комплексов - дополнительных структурообразующих элементов - способствует повьппению седиментацион- ной устойчивости (предотвращению оседания частиц цемента и всплытия облегчающей добавки) и прочности цементного камня. При этом увеличение количества иммобилизованной воды, сопровождающего процесс хелатообразова- ния, вызывает набухание комплексов в межзерновом пространстве, предотвращающее усадку и снижающее газопроницаемость цементного камня.

Использование облегченной тампо- нежной смеси позволяет повысить качеФизико-механические свойства известной и предлагаемой облегченнъпс тампо- нажных смесгй (температура 22±2 С, давление - атмосферное)

I8A87

по схеме

HjO

ОСНз

о о

//

CH,-C С-СН, СНгЬ®0 ®

Нг

®е

Нг

15

20

25

Сн-:н-Са - --:к

I

СНз

ство герметизации, сократить сроки и стоимость строительства скважины, ;Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и органическую облегчающую добавку, отличающаяся тем, что, с целью повьшения седиментационной устойчивости раствора, расширения камня, повьппения прочности и снижения проницаемости цементного камня, она в качестве органической облегчающей добавки содержит аминолигнин при следующем соотношении компонентов, , мас,%:

Портландцемент 60-95 Аминолигнин5-40