Тампонажный раствор Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн, а именно к составам тампонажных растворов.

Цель изобретения - увеличение прочности цементного камня при сохранении рас- текаемости тампонажного раствора.

Тампонажный раствор содержит тампонажный портландцемент (ПЦТ), наполнитель в виде апретированных стеклянных микросфер марки МСО-А9 (АПСМС), воду и дополнительно суперпластификатор НКНС-1 40-03 и гидрофобизатор ГМЖ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

ПЦТ44.1-69.3

АПСМС3.5-13.2

Суперпластификатор НКНС-1 40-03 0.3-0,5 Гидрофобизатор ГМЖ 0.4-0,7 Вода 26,0-41,9 Пример. Для экспериментальной проверки тампонажного цементного раствора проводят 14 серий испытаний с различными составами ингредиентов.

Составы и свойства тампонажных растворов приведены в табл. 1.

В состав раствора входят портландцемент для горячих скважин, АПСМС, имеющая не менее 70% микросфер с наружным диаметром 30 м, истинную среднюю плотность 0,24 г/см , прочность при объемном сжатии 200 кгс/см2, коэффициент

J о

ы о ч

полнения 0,63. В качестве апретирующего материала используют кремнеорганиче- скую жидкость у-аминопропилтриэтоксиси- лан.

Также применяют суперпластификатор марки 40-03. Суперпластификатор получают сульфированием ароматических углеводородов газойлевых фракций каталитического крекинга и пиролиза нефти с последующей конденсацией фор- малином и нейтрализацией гидроокисью натрия.

Гидрофобизатор ГМЖ представляет собой суспензию омыленного едким натром и известкованного хлористым кальцием мик- робкого жира в воде.

В качестве известного используют там- понажный цементный раствор с полыми стеклянными микросферами.

Растворы (составы 1-14) имеют одина- ковую подвижность, оцениваемую по расте- каемости при помощи конуса АзНИИ ГОСТ 26798. 1-85. Сравнение с известным раствором происходит по расходу микросферы: 5, 15, 30 мас,% от массы портландцемента.

Общее содержание ингредиентов, входящих в раствор, приведены в табл. 2.

Все составы имеют одинаковые условия твердения: 48 ч образцы находятся в ванне с водой при 75°С. Затем испытывают балоч- ки с размерами 4x4x16 см.

Предлагаемые составы и известные подвергают воздействию объемного сжатия, которое создают в автоклаве при давлении 100, 200, 300, 400, 500 кгс/см ,

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Из табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый тампонажный цементный раствор обладает лучшими свойствами, чем известный. Проч- ность цементного камня увеличивается на 32,31-155,32% при изгибе и на 47,29- 231,58% при сжатии. Водоцементное отношение раствора уменьшается на 41,5-100%. Водопоглощение цементного камня снижается на 48,23-515,09% по массе и на 42,89-353,09 по объему. Влажность стает ниже на 37,65-320,5% по массе и на 32,75-195,47% по объему. Время прокачи- ваемости у предлагаемого раствора дли- тельнее, чем у известного.

Из табл. 3 видно, что предлагаемый тампонажный цементный раствор при равном расходе микросферы с известным имеет увеличение средней плотности на 34,79- 220,23% меньшее, чем известный тампонажный раствор при давлении 300 кгс/см ,

а при давлении 500 кгс/см2 - меньшее на 16,27-54,85%.

Использование предлагаемого тампо- нажного раствора позволяет повысить долговечность тампонажного камня в затрубном пространстве, снизить его проницаемость за счет лучшей структуры, уменьшить расход воды, увеличить прочностные характеристики цементного камня и тем самым повысить надежность разобщения пластов и исключить дополнительные изоляционные работы,

Формула изобретения Тампонажный раствор, включающий тампонажный портландцемент, газонаполненные стеклянные микросферы и воду, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности цементного камня при одновременном сохранении растекае- мости цементного теста, он дополнительно содержит суперпластификатор НКНС-1 40-03 на основе нейтрализованного гид- роксидом натрия продукта конденсации сульфированных ароматических углеводородов газойлевых фракций каталитического крекинга и пиролиза нефти с формалином и гидрофобизатор ГМЖ - водную суспензию омыленного гидроксидом натрия и известкованного хлоридом кальция микробного жира, а в качестве газонаполненных стеклянных микросфер он содержит газонаполненные стеклянные микросферы, апретированные у-аминопропилтриэтокси- силаном, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Тампонажный портландцемент44,1-69,3 Газонаполненные стеклянные микросферы, апретированные амино- пропилтриэтоксисила- ном3,5-13,2 Суперпластификатор НКНС-1 40-03 на основе нейтрализованного гидроксидом натрия продукта конденсации сульфированных ароматических углеводородов газойлевых фракций крекинга и пиролиза нефти0,3-0,5 Гидрофобизатор ГМЖ - водная суспензия омыленного гидроксидом натрия и известкованного хлоридом кальция микробного жира 0,4-0,67 Вода Остальное

Таблица 1 .-

Продолжение табл.1

Продолжение табл. 1

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности цементированию обсадных колонн, а именно к составамтампонажных растворов. Цель изобретения - увеличение прочности цементного камня при сохранении растека- емости тампонажного раствора. Последний содержит тампонажный портландцемент, наполнитель в виде апретированных стеклянных микросфер марки МСО-А9, воду и дополнительно суперпластификатор НКНС - 1 40-03 и гидрофобизатор ГМЖ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: тампонажный портландцемент 44,1-69,3; апретированные стеклянные микросферы МСО - А9 3,5-13,2; суперпластификатор НКНС - Г 40-03 0,3-0,5; гидрофобизаюр ГМЖ 0,4-0,7, вода 26,0- 41,9. Тампонажный раствор имеет увеличенную на 32,31-155,32% прочность при изгибе, на 47,29-231,58% прочность при сжатии, водоцементное отношение раствора уменьшилось на 41.5-100%. Время про- качиваемости тампонажного раствора больше, чем у известного. 3 табл. сл

Известные составы

Таблица2

Таблица 3