Тампонажный раствор Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к составам тампонажных растворов для крепления скважин.

Цель изобретения - сокращение времени загустевания при температуре 120- 180°С и снижение водопотребности тампонажного раствора

Тампонажный раствор состоит из портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего замедлителя загустевания, в качестве которого он содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита-оттек, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Портландский или

шлаковый цемент67,4-59.5

Гидролизный кубовой остаток при производстве ксилита (оттек)0.1 0,5 Вода Остальное Гидролизный кубовой остаток (оттек) образуется при производстве ксилита гидролизом пентозансодержащего сырья, пен- тозного гидролиза при температуре 100-120°С в присутствии разбавленного раствора серной кислоты. После нейтрализации и очистки гидролизата при помощи монообменных смол и активного угля, упаривания и гидрирования 15-20%-ного водного раствора ксилозы при температуре 115-120°С и давлении водорода 50-150 кгс/см2 в присутствии никелевых катализаторов, адсорбционной очистки раствора ксилозы, упаренный продукт кристаллизуют и отдеО

ел

ГО

сл

ляют, а маточный раствор представляет темнокоричневую жидкость с плотностью 1,28-1,35 г/см с реакцией, близкой к нейтральной и представляющей собой гидролиз- ный кубовый остаток гидрированных пентитов - оттек. Сырьем для такого производства является хлопковая и рисовая шелуха, кукурузные кочерыжки, оболочки злаковых семян, бобовых, масляных и бахчевых культур.

Остаток продукта гидрирования в виде непрореагировавшей ксилозы составляет 0,8%. Оттек имеет величину рН от 6,5 до 8 при плотности раствора от 1,28 до 1,35 г/см . Зольность его около 2,5%. Реагент может поставляться в виде товарного продукта 70- 80% водного раствора. Он смешивается с водой в любом соотношении и не реагирует с солями, растворенными в пластовых водах. Реагент не обладает токсичностью, не пенится и стабилен во времени. Он также не подвержен брожению и не оказывает агрессивного действия на металлические конструкции.

Пластифицирующий замедлитель загу- стевания оттек может эффективно добавляться в цементный раствор при производстве всех видов строительных работ, повышая удобоукладываемость раствора, а также увеличивает прочность сцепления образующегося при твердении камня с ограждающими поверхностями, повышая одновременно прочностные показатели при других его испытаниях.

Способность реагента пластифицировать и замедлять загустевание цементного раствора может представлять большую ценность в производстве гидротехнических и ирригационных работ, всех видов строительных работ в областях с сухим жарким климатом.

Основу реагента составляют пятиатомные спирты - пентиты, соответствующие формулеСН20Н-СНОН-СНОН-СНОН-СН20Н,

(D (2)(3) (4) (5)

которая по составу представляет полученный гидрированием ксилозы ксилит, но отличается от него структурой молекулы и свойствами.

Так, для соединения типа пентита, которые обладают двумя структурно одинаковыми асимметрическими углеродными атомами (2 и А), разделенными третьим атомом углэрода, который к тому же соединен с двумя различными по строению группами, можно указывать на присутствие четырех изомеров: двух оптически активных и двух нерасщепляемых, оптически недеятельных петитов. Возможно присутствие некоторого количества метилпептита. например, рамнита:

СН3- СНОП - СНОН СНОН - СНОМ - СН2ОН.

а также остатка нетидрированной ксилозыQ

S

СН 2ОН-СНОН- СНОН- С

н

0Применение разработанного тампонажного раствора обеспечивает сокращение времени загустевания при высоких температурах; снижение водопотребности растворов и повышение их плотности.

5Пример.К 398,7 мл питьевой воды

(39,87 мас.%) от получаемого раствора было добавлено при перемешивании 6,3 мл 80%- ного водного раствора гидролизного остатка производства ксилита (оттек), что

0 составляло с учетом массы питьевой воды в

растворе реагента 40 мас.% водной фазы и

5 г (0,5 мас.% от всего раствора) сухого

безводного вещества в пересчете на 100%.

На полученном растворе было затворе5 но 595 г (59,5 мае.% от всего раствора) силикатного цемента.

При растекаемости 19 см плотность раствора составляла 1,96 г/см . Время начала загустевания при заданных параметрах оп0 ределялось в консистометре КЦ-3 и составляло при температуре 120°С 2 ч 50 мин. Испытания механической прочности образ- цов-балочек в суточном возрасте при задан- ных параметрах дали следующие

5 результаты: на изгиб - 41 кгс/см ; на сжатие - 120 кгс/см2.

Пример2 К 349.8 мл питьевой воды (34,98 мас.% от получаемого раствора) было добавлено при перемешивании 1,2 мл 80%0 ного водного раствора гидролизного остатка производства ксилита (оттека), что составляло с учетом массы питьевой воды и воды в растворе реагента 35 мас.% водной фазы и 1 г (0,1 мас.% от всего раствора) сухого без5 водного вещества в пересчете на 100%.

На полученном растворе было затворено 674 г (67,4 мае. % от всей массы раствора) шлакового цемента.

При растекаемости 18.5 см, плотность

0 раствора составляла 2,18 г/см3.

Время начала загустевания при заданных параметрах определялось в консистометре КЦ-3 и составляло при температуре 140°С и давлении 600 кгс/см 3 ч 15 мин

5 (жидкая паста).

Испытания механической прочное in ou- разцов-балочек в 2-суточном возрасте при заданных параметрах следующие результаты: на изгиб - 98 кгс/см . на сжатие - 130 кгс/см2.

Пример 3. К 324,5 мл питьевой воды (32,45 мае.% от получаемого раствора) было добавлено при перемешивании 2,5 мл 80%- ного водного раствори гидролизного кубового остатка производства ксилита (оттека), что составляло с учетом массы питьевой воды и воды в растворе реагента 32,5 мас.% водной фазы и 2 г (0,2 мас.% от всего рлс- твора) сухого безводного вещества в пересчете на 100%.

На полученном растворе было затворено 673 г(67,3 мас.% от всей массы раствора) шлакового цемента.

При растекаемости 20 см плотность раствора составляла 2,26 г/см3.

Время начала загустевания при заданных параметрах определялось в консистометре КЦ-3 и составляло при температуре 160°С 3 ч (жидкая паста).

Испытания механической прочности при заданных параметрах образцов-бало- чек дали в 2-х суточном возрасте следующие

результаты: на изгиб - 63 кгс/см . на сжатие - 140 кгс/см2.

Результаты исследований представлены в таблице Формулаизобретения

Тампонажный рагтвор, состоящий из портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующе о замедлителя эагу- стевания, отличающийся тем, что. с 0 целью сокращения времени загустевания при 120-180°С и снижения водопотребно- сти, он в качестве пластифицирующего замедлителя загустевания содержит гидролизный кубовый остаток при произ- 5 водстве ксилита (оттек) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Портландский или

шлаковый цемент67,4-59,5

Гидролизный кубовый 0остаток при производстве ксилита (оттек)0.1-0,5

ВодаОстальное

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к составам тампонажных растворов для крепления скважин . Цель изобретения - сокращение времени загустевания при 120- 180°С и снижение водопотребности тамло- нажного раствора. Раствор состоит из портландского или шлакового цемента, воды и пластифицирующего замедлителя загустевания, в качестве которого он содержит гидролизный кубовый остаток при производстве ксилита (оттек) при следующем соотношенииингредиентов мас.% портландский или шлаковый цемент 67,4- 59,5; отток 0,1-0,5; вода остальное. Основу реагента составляют пятиатомные спирты- пектиты. Применение данного раствора обеспечивает сокращение времени загустевания, снижение подопотребно- сти и повышение плотности растворов 1 табл. (Л