Тампонажный раствор Советский патент 1990 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению, в частности к тампонажным растворам, предназначенным для крепле1шя нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано в нефтярюй н газовой отраслях промьшшенностИо

Цель изобретения - повьшзе ше изолирующей способности за счет воздухо- вовлеченияо

Тампонажный раствор содержит компоненты в следующем соотношении,мас,ч: тампонажный цемент 100; вода 71,7; отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0,3-1,2 (в пересчете на сухой остаток, причем отход ЦВС имеет следующий состав, масо%:

ПВСНе менее 10

Ацетат натрия Не более 10

Метанол Не более 5

ВодаОстальное

Отход ПВС получают из фугата от щелочного омыления поливинилацетата в метанольной среде Это бесцветная или слегка окрашенная опалесцирую- щая жидкость без посторонш х механических включений,растворимая в воде,

В качестве вяжущего используют тампонажный портландцемент облегченной и нормальной плотности-с,

Технология приготовления тампо- нажного раствора сводится к разбавлению водой до требуемой концентрации отхода ПВС и затворению этим раствором тампонажного портландцемента

При водоструйном затворении происходит эмульгирование воздуха в там-; понажном растворе.

сл

00

Добавка не загущает тампонажный раствор (вязкость ее составляет 20 О П), а также не препятствует обраованию в нем турбулентного потока rtpH перемешивании.

Отход ПВС содержит продукты омы- Ления подивинилацетата, ацетата натрия и метанол, снижающие поверхност- натяжение и способствующие обра- ованию прочных пленок, что и удер- 7швает вовлеченный в тампонажный ра- Гтвор воздух Благодаря значительному увеличению поверхности раздела фаз зся гравитационная вода расходуется смачивание поверхностей раздела и вместе с полимером и цементным раствором блокирует выход эмульгированного воздуха из раствора

1587174

Образовавшимся раствором затворяют 5УО г облегченного тампонажного портландцемента, смесь перемешивают.

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1530 кг/м. При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет 78,3 л,, За счет этого при снижении активного давления тампонажного раствора на пласт до гидростатического на глубине 1000 м линейное расширение цементного теста-камня составляет 0,

Пример 2„ 7,9 г отхода производства ,ПВС (.или 1,2/0 от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 332,1 МП воды (.50 масо%)о Образовавшимся раствором затворяют 660 т тампонажного, портланд1Q

15

SpH закачиваний; ;ампонажного раст- 20 Цемента и далее процесс осуществляют

.. П1 1- ГЧТЛХ4 1Г Г I

вора в скважину вовлеченный воздух под давлением столба жидкости сжимаетг ся пропорционально давлению При этом в зоне проницаемых пластов воздух яв- ляется тампоном, кольматирует поры и 1не пропускает тампонажный раствор в пласт.

При снижении давления на пласт в MOMfeHT зависания тампонажного раствора (в период загустевания) поро- вое давле1ше тампо«ажного раствора с вовлеченным воздухом компенсирует это снижение и расширяет цементное тесто

25

30

по примеру К

Объемная масса .полученного тампонажного раствора 1720 кг/м, При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет и,31%о

Примерз. 4,1 г отхода производства ПВС (.или 0,7% от массы вяжущего в пересчете на безводный оста- ток) разбавляют в 415,9 мп воды (71,7 мас„7о)о Образовавшимся раствором затворяют 580 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1 о

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1440 кг/м « При этом

--°--гг„-г: Г з:п:: .:в : е:г™е г.у;-.;„Го;„40

сируя контракционную усадкуо.Это обе- i спечивает ему безусадочность и даже : некоторое напряжение на контакте с обсадной колонной и стенками скважины . При этом поровое давление тампонажного раствора с вовлеченным воздухом вьш1е, чем пластовое, что исключает прорыв газа через раствор Таким.образом, вовлеченный в тампонажный раствор воздух компенсирует усад- 45 icy и исключает прорыв газа через раствор. Благодаря этому изолирующая способность тампонажного раствора по- вьш1ается

ного раствора составляет 132,5 ло Па глубине ГООО м линейное расширение цементного теста-камня составляет

0,38%

Пример4, 1,2 г отхода производства ПВС (или 0,2% от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 408,8 мп воды (69,2 мас,%)о рбраз.овавшимся.раствором затворяют 590 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1 о

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1570 кг/м. При этом воздухововлечение на 1 м тампойаж- ного раствора составляет 54,2 ло На глубине 100U м линейное расширение цементного теста-камня составляет

Применение отхода производства поливинилового спирта ограничено , так как вьш1е этой температуры добавка разлагается о

Пример U 1,8 г отхода произ- ,водства ПВС (или 0,3% от массы вяжу- ще,го в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 408,2 мл воды (69,2 мас.%). .

Цемента и далее процесс осуществляют

П1 1- ГЧТЛХ4 1Г Г I

по примеру К

Объемная масса .полученного тампонажного раствора 1720 кг/м, При этом воздухововлечение на 1 м тампонажного раствора составляет и,31%о

Примерз. 4,1 г отхода производства ПВС (.или 0,7% от массы вяжущего в пересчете на безводный оста- ток) разбавляют в 415,9 мп воды (71,7 мас„7о)о Образовавшимся раствором затворяют 580 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1 о

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1440 кг/м « При этом

.:в : е:г™е г.у;-.;„Го;„ о ::.:в : е:г™е г.у;-.;„Го;„

ного раствора составляет 132,5 ло Па глубине ГООО м линейное расширение цементного теста-камня составляет

0,38%

Пример4, 1,2 г отхода производства ПВС (или 0,2% от массы вяжущего в пересчете на безводный остаток) разбавляют в 408,8 мп воды (69,2 мас,%)о рбраз.овавшимся.раствором затворяют 590 г облегченного тампонажного цемента и далее процесс осуществляют по примеру 1 о

Объемная масса полученного тампонажного раствора 1570 кг/м. При этом воздухововлечение на 1 м тампойаж- ного раствора составляет 54,2 ло На глубине 100U м линейное расширение цементного теста-камня составляет

0,28%,

Таким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве менее 0,2% от массы вяжущего нецелесообразно

5

Примерз. 8j5 г отхода производства ПВС (или 1,3% от массы вяжущего в пересчете на безводный оста .ток; разбавляют в 336,5 мл воды. Образовавшимся раствором затворяют 655 г тампонажиогр цемента и далее процесс осуществляют по примеру , Объемная масса полученного там- понажного раствора 1740 При этом воздухововлечение на 1 м- там- понажного раствора составляет 54,3 Л На глубине 10UO м линейное расширение цементного теста-камня составляет 0,29%.

Таким образом, содержание отхода производства ПВС в количестве более 1,3% от массы вяжущего нецелесообразно, так как увеличивает структур- ную вязкость.

Составы и свойства тампонажного раствора приведены в таблице.

Использование раствора позволяет упростить технологию цементирования, так как отход ПВС - жидкость и не тр бует растворения, а также повысить качество разобщения ппастов.

46

Формула изобретения

Тампонажный раствор, включакяций тампонажный портландцемент, воду и добавку, содержащую поливиниловый спирт, отличающийся тем, что, с целью повьшения изолирующей способности за счет воздухововлече- ния, он в качестве добавки, содержащей поливиниловый спирт, содержит отход производства поливинилового спирта при следующем соотношении компонентов, масоЧо: Тампонажный портландцемент100Отход производства поливинилового спирта (в пересчете на безводный

остаток)0,3-1,2

Вода50-71,7

ричем отход производства поливиниового спирта имеет следующий сосав, масо%:

Поливиниловый

спирт Не менее 10 Ацетат натрия Не более 10 Метанол Не более 5 ВодаОстальное

Примечание

our - овлсгчетмй пнпонюишй портландцемент, ОПЦ - тампошжкьЛ портлендценеят.

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение изолирующей способности за счет воздухововлечения. Тампонажный раствор содержит компоненты при их соотношении, мас.ч: тампонажный цемент 100

вода 50-71,7

отход производства поливинилового спирта (ПВС) 0,3-1,2, причем отход ПВС имеет следующий состав, мас.% ПВС не менее 10

ацетат натрия не более 10

метанол не более 5

вода - остальное. При приготовлении раствора отход ПВС смешивают с водой, затем затворяют этой смесью портландцемент. Раствор может быть использован при температуре до 100°С. Тампонажный камень не дает усадки при твердении. 1 табл.