Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых давлений.

Цель изобретения - повышение изолирующей способности тампонажного материала путем увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня.

Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе вяжущего, утяжелителя и пластификатора путем помола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола.

П р и м е р 1. В шаровую мельницу загружают 94,5% (945 г) портландцемента и 0,5% (5 г) пластификатора С-3, помол которых ведут в течение 3 ч. В полученную смесь добавляют 5.0% (50 г) барита и вручную перемешивают, после чего тампонажный материал считают готовым и из него приготавливают тампонажный раствор добавлением 26 мас.% жидкости затворения.

о сл

4 О

ГО

Смесь перемешивают на механической мешалке и получают тампонажный раствор, растекаемость которого по конусу 20 см. плотность 2,08 г/см , водоотделение 1,4%, начало схватывания раствора при 20°С 4ч, прочность при изгибе/сжатии в суточном возрасте 6,5/15,2 МПа.

Составы 2-14 готовят аналогичным образом. Исследованные составы и их свойства представлены в табл.1.

Как видно из табл.1, в результате совместного помола вяжущего с сухим пластификатором происходит снижение водосмесевого отношения на 40%, снижение водоотделения на 39% и повышения прочности тампонажного камня на 80%. За счет пластифицирующего эффекта возможно повышение содержания утяжелителя в тампонажном материале да 50%. что дает возможность получить тампонажные рас- творы с плотностью 2,29 г/см , пригодные для использования в условиях аномально- высоких пластовых давлений.

Оптимальная добавка пластификатора находится в пределах 0,48-4.0 мас.%. При введении менее 0,48 мае. % пластификатора повышается водосмесевое отношение, повышается водоотделение и уменьшается прочность. При введении более 4 мае. % увеличиваются сроки схватывания раствора и значительно уменьшается прочность тампонажного камня. В качестве вяжущего используют портландцемент и ШПЦС-120, наиболее распространенные в практике крепления скважин (портландцемент при- меняется при t до 100 С, ШПЦС-120 при t 80-160°C). В сложных условиях крепления скважин при t до 100°С может применяться алинитовый цемент, а при t 160- 250°С - ШПЦС-200.

Результаты влияния способа введения пластификатора на свойства тампонажного раствора и камня приведены в табл.2.

Пластификатор, входящий в состав утяжеленного тампонажного материала, должен быть сухим твердым веществом, так как совместный помол портландцемента с жидким пластификатором малоэффективен.

Промышленностью выпускаются в сухом виде только С-3, НФ илигносуль- фонаты (КССБ, СДБ). Применение лигно- сульфонатов возможно, но менее эффективно, чем применение С-3 и НФ, так как они являются замедлителями твердения.

В качестве утяжеляющей добавки может быть использован любой утяжелитель из применяемых в бурении, например барит, гематит.

Формула изобретения Способ приготовления утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем помола вяжущего и введения пластификатора, отличающийся тем, что. с целью повышения изолирующей способности тампонажного материала за счет увеличения седиментаци- онной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличения прочности цементного камня, пластификатор вводят в твердом сухом состоянии в количестве 0,5- 4.0% от массы вяжущего на стадии помола последнего.

изгибе

сжатии

Изобретение относится к способам получения утяжеленных тампонажных материалов, предназначенных для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях аномально-высоких пластовых далекий. Цель изобретения - повышение изолирующей способности тампонажного материала за счет увеличения седиментационной устойчивости раствора при введении утяжелителя и увеличение прочности цементного камня. Способ получения утяжеленного тампонажного материала на основе гидравлического вяжущего путем- помола вяжущего и введения пластификатора и утяжелителя состоит в совместном помоле вяжущего с сухим пластификатором в количестве 0,5-4% от массы вяжущего, а утяжелитель вводят в смесь после помола. Использование способа позволяет снизить водоотделение тампонажного раствора на 39%, повысить прочность цементного камня на 80% и получить при этом тампонажные растворы плотностью до 2290 кг/м3, пригодные для использования в условиях аномально-высоких пластовых давлений. 2 табл. сл С

10,8

13,4

11,2

13,1

9,4

10,9

7,4

8,6

7,1

7,8

7,3

8,1

12,5

10,2

13,5

7,4

8,2

6,9

10,8 6,0

15,2 18,3 14,8 20,1 13,6 14,3 16,7 17,1 15,7 16,1 15,6 16,3 16,7 14,0 15,0 16,6 16,5 13,0

12,0 10,6

27,3 31,2 25,6 29,4 24,5 26,9 23,8 24,2 21,7 23,4 22,6 24,1 27,9 23,5 26,5 23,9 24,7 20,9

20,7 21 ,3

о ел

-4 О

00

Примечание. Испытания проводят с тампонажной смесью следующегосостава, Z: портландцемент 74;

барит 25,5; С-3 0,5.