Тампонажный раствор Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано при креплении нефтяных и газовых скважин, в разрезе которых встречаются пласты с аномально низкими пластовыми давлениями в условиях сероводородной агрессии, т.е. в таких случаях необходимо применять облегченные коррозионно-стойкие тампонажные материалы, обладающие высокой седимен- тационной и суффозионной устойчивостью при большом водосодержании цементных растворов, а также твердеющие с высокой скоростью.

Цель изобретения - повышение седи- ментационной устойчивости раствора при одновременном увеличении сероводородостойкости цементного камня.

Тампонажный раствор содержиттампо- нажный цемент (портландцемент или шла- копесчаный цемент), воду и добавку - хромфтористые отходы производства полупроводников (ХФО) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный цемент 52,6-62,5 ХФО2,9-6,6

ВодаОстальное

Специфическое действие ХФО. являющихся осадками оборотных вод, получаемых при нейтрализации кислых сливов передела травления кремния и кислых сливов электрохимической обработки, объясняется их высокой дисперсностью (уд.поверхность 1500 м2/кг) и их особым химическим составом.

Так, например, средний химический состав ХФО следующий, мас.%: А(ОН)з 3-15; CaS04 10-12%; СазСРОф 2-3; CaF2 40-42; SI02 20-30; NaCI 2-4; Ре(ОН)з 0,8; №2СОз 2-4; СКОН)з 3-5; СаСОз 4,5-5,5.

ХФО представляют собой пасту зеленого цвета с влажностью 40-60%. Введение в жидкость затворения, входящих в состав

о. со ю ел

GJ

ХФО нерастворимых тонкодисперсных гмд- роксидов алюминия, железа, хрома повышает седиментационную и суффозионную устойчивость тампонажных растворов с высоким водосодержанием, так как тонкая дисперсия гелей гидроксидов придает по- ровой жидкости свойства тонкоструктурированной дисперсии, в частности такая жидкость приобретает сдвиговую прочность. За счет этого твердые частицы порошкообразного материала удерживаются во взвешенном состоянии даже при высоком водосодержании тампонажного раствора. Наличие сдвиговой прочности у поровой жидкости препятствует возникновению фильтрационных каналов поддействием перепада давления и суффозионному канало- образованию.

Повышение коррозионной стойкости цементного камня в условиях сероводород- ной агрессии после еизедения в жидкость, затворения высокодисперсных хромфтори- стых отходов объясняется тем, что входящие в состав этих отходов гидроксиды железа и хрома реагируют с сероводородом с образованием сульфидов железа и хрома, а также коллоидно-дисперсной серы, Образовавшиеся в результате окислительно-восстановительной реакции с сероводородом сульфиды железа, хрома и серы нерастворимы в поровой жидкости и нейтральны по отношению к цементному камню. За счет благоприятной морфологии кристаллов этих соединений они более эффективно кольматируют поровое пространство (в результате реакции взаимодействия с сероводородом сульфиды хрома, железа, а также сера дают более плотную упаковку кристаллов, чем гмдроксиды железа и хрома, входящие в состав хромфтористых отходов), препятствуют дальнейшему проникновению сероводорода вглубь цементного камня, повышая тем самым коррозионную стойкость цементного камня.

Помимо повышения коррозионной стойкости цементного камня, повышения суффозионной и седиментационной устойчивости тампонажных; растворов введение в жидкость затворения хромфтористых отходов повышает термостойкость цементного камня (за счет входящего в значительном количестве в состав ХФО гидроксида кремния) и существенно уменьшает сроки схватывания, что позволяет использовать тампонажный раствор в условиях поглощения. Такое уменьшение сроков схватывания цементных растворов, а следовательно, увеличение скорости твердения после введения в жидкость затворения ХФО объясняется тем, что в состав ХФО входят компоненты, являющиеся ускорителями твердения (сульфат кальция, карбонат натрия, хлористый натрий).

Приготовление тампонажных растворов осуществляют следующим образом.

В зависимости от условий крепления скаважин задают плотность тамгюнажного

раствора и, ориентируясь на результаты опытов, приведенные в таблице, устанавливают приблизительное количество добавки ХФО и водоцементное отношение требуемого раствора. Определяют влажность пастообразных хромфтористых отходов путем высушиваания до постоянного веса и рассчитывают количество данной пасты с учетом содержащейся в ней воды. Рассчитанное количество пасты хромфтористых отходов помещают в воду, предназначенную для затвррения цемента, тщательно перемешивают и затворяют на полученной суспензии цемент.

Полученный таким образом цементный

раствор доводят до заданных параметров, добавляя воду, если растекаемость ниже требуемой, или ХФО, если велик водоот- стой. По окончательным значениям концентраций компонентов цементного раствора

его готовят на буровой по известной технологии.

Составы и свойства раствора приведены в таблице.

Тампонажный раствор имеет высокую

суффозионную и седиментационную устойчивость при высоком водоцементном отношении и низкой плотности, высокую скорость твердения и термостойкость, повышенную сероводородостойкость, что

обеспечивает улучшение качества крепления скважин.

Формула изобретения Тампонажный раствор, включающий тампонажный цемент, воду и добавку, о т- личающийся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости раствора при одновременном увеличении сероводородостойкости цементного камня, он в качестве добавки содержит хромфторйстые отходы производства полупроводников при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный цемент 52,6-62,5 Хромфторйстые отходы производства ,

полупроводников2,9-6,6

ВодаОстальное

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано при креплении нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение седимеитационной устойчивости раствора при одновременном увеличении сероводородостойкости цементного камня. Раствор содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: там- понажныйцемент 52,6-62,5; хромфтористые отходы производства полупроводников 2,9-6,6; вода остальное. Добавку растворяют в воде, затем затворяют цемент. Раствор имеет пониженную плотность, может быть использован при цементировании зон поглощения. 1 табл.