Комплексная добавка для тампонажных растворов "Орион-II Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 C04B24/24 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения - предупреждение каналообразования в тампонажном растворе и повышение сопротивления гидропрорыву цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что добавка содержит поливиниловый спирт, пеногаситель и ацетамид или карбамид при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Поливиниловый спирт90 - 96

Пеногаситель1,0-3,0

Ацетамид или карбамид2,0 - 8,0

Повышение сопротивления гидропрорыву камня с введением комплексной добавки объясняется следующим образом.

Молекулы водорастворимого амида связывают молекулы воды за счет водородных связей и удерживают их при значительных перепадах давления в интервале температур до 90°С.

Гидратированные молекулы амида, взаимодействуя с поливиниловым спиртом, увеличивают молекулярную массу полиме ра. Увеличение молекулярной массы полимера приводит к увеличению вязкости цементного раствора, делает раствор седи- ментационно устойчивым. Седиментацион- ная устойчивость таких растворов сохраняется и при значительных перепадах давлений, так как при этом молекулы полимера высаживаются из раствора в скелете цементного теста, кольматируют поровое пространство и предупреждают, тем самым, образование каналов для отфильтровыва- ния жидкости зэтворения. Наличие добавки Орион-1Г в тампонажном растворе предупреждает каналообразование в формирующемся скелете камня даже при значительных перепадах давления. Предупреждение каналообразования в структуре формирующегося камня сказывается и на сопротивлении гидропрорыва его. Чем выСП

с

о

X О

о

4D Ю

ше кольматация перового пространства камня, тем больше величина сопротивления гидропрорыва.

Комплексную добавку готовят путем тщательного перемешивания компонентов, взятых в указанных процентных соотношениях.

В промысловых условиях комплексную добавку Орион-И растворяют в воде и на нриготопленчгш, растворе затворяют цемент.

Образцы тампонажного раствора, содержащие комплексную добавку, испыты- чг.ли на водоотдачу, а камня на прочность и а гидропрорыв. В опытах использовали портландцемент для горячих скважин.

П р и м е р 1. Берут 90 г (90 %) поливинилового спирта; 2,0 г (2,0%) пеногадителя (триксан); 8,0 г (8,0%) ацетамида и все тщательно перемешивают. После перемешивания отбирают 10,0 г полученной смеси, растворяют в 500 см3 водопроводной воды и на полученном растворе затворяют 1000 г портландцемента. После трехминутного перемешивания цементного раствора измеряют его водоотдачу (при 75°С водоотдача равна 63.0 мин, сопротивление камня гидропрорыву - 7,8 МПа/м, прочность камня на из иб через 24 ч равна 4,0 МПа).

П р и м е р 2. Берут 93,0 г (93,0%) поливинилового спирта; 1,0 г (1,0%) пеногаси- теля (МАС-200); 6,0 г (6,0%) карбамида, тщательно вес перемешивают и после этого отбирают 7,5 г полученной смеси, растворяют ее в 500 см3 воды. После растворения добавш на полученном растворе затворяют 1000 г портландцемента и после перемешивания определяют водоотдачу, а для камня сопротивление гидропрорыву и прочность на изгиб при 90°С. Численные значения этих величин для приведенного опыта следующие В 84,0 см3/30 мин; сопротивление гидропрорыву 7,8 МПа/м: прочность на изгиб 4,3 МПа

ПримерЗ. Берут 96,0 г (96,0%) поливинилового спирта; 2,0 г(2,0%) карбамида; 2,0 г (2,0%) триксана, перемешивают, отбирают 5,0 г полученной смеси, растворяют ее в 500 см воды и на приготовленном растворе затворяют 1000 г портландцемента. При 75°С водоотдача для полученного раствора 76,0 см /30 мин, сопротивление гидропрорыву 6,7 МПа, а прочность на изгиб 3.2 МПа.

Пример 4. Берут 90,0 г (90,0%) пол

ивинилового спирта; 9,0 г (9,0%) ацетамида

и 1,0 г (1,0%) МАС-200. Смесь тщательно

перемешивают и от общей массы берут 5,0

г ее и растворяют в 500 см водопроводной

воды. На полученном растворе затворяют 1000 г цемента и при 90°С определяют водоотдачу раствора (96,0 см3/30 мин): сопротивление, гидропрорыву камня (6,8 МПа/м) и прочность камня на изгиб (4,8 МПа).

Характеристика тампонажного раствора и камня, содержащих комплексную добавку с различным составом ингредиентов, представлена в табл. 1, 2

.Из табл. 1 и 2. следует, что комплексная

добавка Орион-П значите/,ьно попышэет сопротивление гидропрорыву камня Запредельные количества пеногасителя суще ственного влияния на свойства pacfaopo и камня не оказывают. В то же время иементный раствор, не содержащий комплексной добавки, обладает на порядок большей водоотдачей, а камень в 1,5 - 19 раза меньшим давлением гидропрорыва. чем L добавкой Орион-Н

Применение добавки г.очволш повысить качество цементирования наклонно направленных скважин, снизить межпластовые перетоки и обводненность добываемой нефти.

Формула изобретения

Комплексная добавка для тампонажьых растворов, включающая поливиниловый спирт и пеногаситель, отличающаяся тем, что, с целью предупреждения канало- образования в тампонажном растворе и повышения сопротивления гк ропрорыву цементного камня, она допс нителььо ,о- держит карбамид или ацетамид при следующем соотношении компонентов, мае %: Поливиниловый спирт 90.0 - 96,0 Пеногаситель1,0 3.0

Карбамид или ацетамид 2,0-8,0

Таблица 1

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - предупреждение каналообразования в тампонажном растворе и повышение сопротивления гидропрорыву цементного камня. Добавка содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: поливиниловый спирт 90,0 - 96,0

антивспениватель 1,0 - 3,0

ацетамид или карбамид 2,0 - 8,0. Добавку готовят смешением компонентов. Тампонажный раствор готовят затворением портландцемента на водном растворе добавки. Количество добавки 0,5 - 1,0% от массы цемента. Добавка используется при 75 - 90°С. 2 табл.

Состав добавки Орион-П и е. о количество в цементном растворе

Характеристика тймгонэжного раствора и камня ( Р - 3.7 МПа )

Таблица 2