Тампонажный пеноцементный раствор Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к Ъефтедобы- вающей промышленности, в частности к капитальному ремонту скважин, к может быть использовано как для крепления призабойной зоны слабосцементированных коллекторов, так и для ограничения водопритоков в скважину.

Цель изобретения - повышение газо- удерживающей способности раствора и увеличение сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной.

Тампонажный пеноцементный раствор включает портландцемент, жидкость затворения, бентонитовый глинопоро- шок, поверхностно-активное вещество, воздух и барханный песок фракционного состава от 0,05 до 1,6 мм в следующем соотношении, мас.%:

Тампонажный

цемент

Жидкость затворения

Бентонитовый

глинопорошок

Барханный песок

ПАВ

Воздух

Барханный песок является природным веществом и находится в неограниченном количестве рядом со скважиной в условиях Средней Азии. Барханный песок имеет следующий фракционный (мм) состав, мас.%: 1,6-1,0 - 3,4 1,0-0,63 - Ь,Ь

0,63-0,40 - 3,9

16-20 37-39

13,5-18,0

24-30

0,7-1,1

0,02-0,68

О

со

Од

о

СО tO

0,40-0,315 - 15,48 0,315-0,20 - 54,72 0,2-0,16 - 7,3

0,16-0,1 - 6,3

0,10-0,063 - 1,94 0,063-0,05 - 0,86 Пример. 180 г портландцемента, .160 г бентонитового порошка, 380,4 г жидкости затворения (воды), 270 г барханного песка, 9 г ПАВ (НП-3) тщательно перемешивают стеклянной палочкой в мерном стакане, после чего содержимое переливают в стальной стакан и с помощью мешалки MR-25 при числе оборотов п 700 об/мин вращают в течение 30 мин. При этом происходит аэрация цементного раствора. Получают пеноцементный раствор, кратность которого равна 1,8. После обра- зования пеноцементного раствора его подают в контейнер и помещают в водяную баню (t 65°C) для твердения на 7 сут. После окончательного твердения контейнер открывают, извлекают керны к исследуют на прочность, проницаемость и т.д.

Составы и свойства тампонажного раствора и камня приведены в табл.1.

Приготовление и исследование дру- гих вариантов составов проводят в той же последовательности.

Для придания пеноцементному камню необходимой прочности и сцепления с эксплуатационной колонной и породой пласта пеноцементный раствор с указанным соотношением компонентов обрабатывают магнитным полем напряженностью 800-1100 Э.

При наложении магнитного поля ука- занной напряженности происходит усиленная гидратация цемента с бентонитом и песком, образуется кристаллизационная структура, что ведет к значительному повышению прочности пено- цементного камня, его сцепления с эксплуатационной колонной и породой пласта.

Результаты обработки некоторых вариантов состава пеноцементного раст- вора (по табл. 1) магнитным полем приведены в табл. 2.

Анализ экспериментальных данных показывает, что керн, изготовленный из оптимального состава, где использован песок с диаметром фракций 1,6 мм, имеет низкую прочность (0,5- 0,7 МПа), а при фракции песка, содержащей пылевидные и глинистые частицы

0,05 мм прочность пеноцементного камня невелика (2,0-2,2 МПа) и после получения пеноцементного камня, который постепенно твердеет за счет адгезии и когезии глинистых и цементных частиц, становится цементным камнем.

Таким образом, целесообразно использовать барханный песок фракции 1,6-0,05 мм.

Проведенные исследования оптимальных составов без песка и с песком показывают, что введение песка в требуемом соотношении значительно повышает прочность пеноцементного камня на сжатие и изгиб.

J

Применение пеноцементного камня позволит снизить удельный вес цементного раствора; уменьшить расход цемента; снизить стоимость работ по цементированию обсадных колонн; снизить водоотдачу пеноцементных-растворов; повысить сульфатостойкость пеноцементного раствора; увеличить объем затвердевшего камня за счет роста кристаллов состава; значительно увеличить сцепление состава с эксплуатационной колонной и породой пласта.

Введение в раствор глинопорошка и барханного песка обеспечивает увеличение прочности и снижение проницаемости камня, причем средняя прочность пеноцементного камня, обработанного в магнитном поле напряженностью 800-1100 Э, примерно в 2 раза выше, чем необработанного.

При напряженности поля 800 Э прочность снижается, структура пеноцементного камня становится рыхлой. При напряженности поля ,1100 Э вследствие усиления поля возбуждаются связующие ионы, структура твердеющего камня становится рыхлой и непрочной.

Формула изобретения

Тампонажный пеноцементный раствор, включающий тампонажный портландцемент, твердый эмульгатор, поверхнос- но-активное вещество, жидкость затворения и воздух, отличающий- с я тем, что, с целью повышения га- зоудерживающей способности раствора и увеличения сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной, он дополнительно содержит барханный пе51ъ33092

сок, имеющий фракционный состав 0,05- 1,60 мм, а в качестве твердого эмульгатора содержит бентонитовый глино- порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный портландцемент

16-20

Жидкость затво- рения

Бентонитовый глинопорошок Барханный песок Поверхностно- активное вещест Воздух

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти и предназначено для крепления приаабойной зоны слабо.сцементированных коллекторов. Цель - повышение газоудерживающей способности раствора и увеличение сцепления камня с породой и эксплуатационной колонной. Раствор-содержит компоненты в соотношении, мас.%: тампонажный портландцемент 16-20; жидкость затво- рения 37-39; бентонитовый глинопоро- шок 13,5-18,0; барханный песок фракционного состава от 0,05 до 1,6 мм 24-30; поверхностно-активное вещество 0,7-1,1; воздух 0,02-0,68. Компоненты перемешивают и аэрируют раствор при перемешивании в течение 30 мин. Затем его обрабатывают магнитным полем с напряженностью от 800 до 1100 Э. Пеноцементный раствор имеет повышенную сульфатостойкость. 2 табл. с 55 (Л

Таблица )