Тампонажный раствор Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

м ), ..что не позволяет обеспечить устойчивость устья скважины в результате растепления и потери адгезии цементной оболочки со стенкой скважины, а наличие проницаемости приводит к пропитке водой и увеличение коэффициента теплопроводности до значений, близких к теплопроводнЪсти чистых цементов (А 1,0 ). Целью изобретения является снижение коэффициента теплопроводности и проницаемости, повышение прочности сцепления.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор, содержащий полимерное соединение, глину и тампонажный цемент, в качестве полимерного соединения содержит предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианатными группами (-NCO), а в качестве глины - бентонит при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

Предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианатными группами (-NСО)100

Бентонит20-25

Тампонажный цемент 50-75 Предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианатными группами (-NCO) представляет собой гидрофильный раствор светло-желтого цвета и имеет следующую структурную формулу:

GH,

,-vI

CHj-O-NCOO-lCH -CHOnксо

- ( 0)пгСОЖ-О-СНз

NCO

Физико-химические свойства предполимера определяются следующими показателями:

Плотность ,кг/см 1140

Вязкость при 20°С, МПа-с730

Содержание свободных изоцианатных групп (-NCQ)% 8,5 Температуре вспышки в открытом тигле, °С126

Температура застывания, С -25 При взаимодействии предполимера с ВОДОЙ изоцианатные группы смешиваются с образованием мочевидных связей и выделением С02. Продукт реакции представляет собой пластичный резиноподобный материал. Возможно отверждение в воднмх дирперсных системах (глинистый и цементный растворы, гидрофильная эмульсия , пена)

Время начала отверждения находится в пределах 3-15 мин. При взаимодействии с водными суспензиями глин, барита и мела сроки отверждения практически не изменяются, ко при этом повышается пластическая прочность отвержденного состава.

В качестве полимера могут быть использованы сйединения Хайсил, а также Буретан.

0 Состав тампонажного раствора приведен в табл. 1; свойства раствора - в табл. 2. Приме р, Для экспериментальной проверки готовят десять составов тампонажного раствора (табл. 1). В предлагаемом

5 составе в качестве п редполимера испол ьзуют реагент Хайсил-OH-fAN, а качестве отвердителя - бентонит, а также тампонажный цемент.

Состав 2 (табл. 1) готовят следующим

0 образом. К100 гпредполимера при перемешивании добавляют предварительно приготовленную смесь из 20 г бентонита, 50 г цемента.

При изучении свойств тампонажного

5 раствора используют стандартные методики, применяемые при исследовании тампонажных материалов, теплопроводность в соответствии с экспресс-методом болькенштейна B.C.; адгезионные свойства по методу кольца: проницаемость по вакуумному методу)..

Из табл. 2 видно, что состав на основе предполимера с бентонитом обладает низкой теплопроводностью и проницаемостью,

5 достаточно высокой адгезией к металлу, постоянной во времени. Величина адгезии недостаточна для надежного крепления устья скважины (состав 1).

Предлагаемый тампонажный раствор

0 по сравнению с известным обладает высокой прочностью сцепления с металлом, возрастающей во времени (в течение 15 сут увеличение адгезии в 9-12 раз), низкой теплопроводностью и нулевой газопроницае5 мостью (составы 2-4).

Оптимальное содержание бентонита в предлагаемом тампонажном растворе установлено 20-25 мас.ч. При уменьшении содержания бентонита (менее 20 мас.ч.)

0 наблюдается увеличение коэффициента теплопроводности (состав 5). Повышенное содержан1 1е бентонита приводит к снижению адгезии к металлу (состав 6).

Содержание цемента в тампонажном

5 растворе установлено 50-75 мас.ч. Превышение содержания цемента приводит к ухудшению теплоизоляционных свойств, а снижение содержания цемента - к снижению прочности сцепления (составы 7 и 8 соответственно).

Предлагаемый тампонажный раствор обеспечивает высокую прочность сцепления с колонной, достаточную для надежного крепления устья скважин в условиях ММП. При этом исключается растепление ММП при длительной эксплуатации месторождения за счет ниэкой его теплопроводности. Отсутствие проницаемости тампонажного раствора обеспечивает сохранение теплоизолирующих свойств при кратковременном растеплении ММП.

Формула изобретения Тампонажный раствор, включающий тампонажный цемент, глину и полимер, о тпинающийся тем, что, с целью снижения теплопроводности и проницаемости при одновременном повышении прочности сцепления тампонажного материала, он в качестве полимера содержит предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианатными группами, а в качестве глины - бентонит при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

0

Тампонажный цемент50-75

Бентонит20-25

Предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианатными

группами100

Т«6яиц 1

Таблиц

Изобретение относится к добыче нефти и газа. Цель изобретения - снижение теплопроводности и проницаемости при одновременном повышении прочности сцепления тампонажного материала. Тампонажный раствор содержит следующие компоненты, мас.ч.:^ампонажный цемент 50--75; бентонит 20-25; предполимер уретанового ряда с концевыми изоцианат- ными группами 100. Раствор готовят введением смеси бентонита и цемента в предполимер. При взаимодействии предпо- лимера с rигpockoпичecки связанной водой бентонита образуется пористый пластичный резиноподобный материал. Использование раствора обеспечивает повышение ^сачества цементирования в условиях много- "летнемерзлых пород. 2 табл.соСИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к тампонажным растворам для цементирования скважин при отрицательных температурах, в частности для цементирования '.приустьевой части скважины в интервалах многолетнемерзлых пород (lyiMFI).'.Известен калийно-щелочной тампонаж- ный раствор (КЩР), в состав которого входит портландцемент для "холодных" скважин, затворенный на воде с добавкой 2-20 мЭс.ц; углекислого калия и 2-20 мас.ч. едкого калия, взятых в соотношении 1:1. При взаимодействии зтого раствора с минералами тампонажного цемента формирование камня при низкмх температурах значительно ускоряется и протекает практически так же, как и при +20°С.Однако данный раствор обладает высокой теплопроводностью (при - 5''С А 0,6-0.8Вт/м-град), в связи с чем он не может предотвратить растепления мерзлоты при бурении и эксплуатации скважин.Наиболее близким к изобретению является тампонажнЫй пеноцементный раствор, содержащий минеральное вяжущее, наполнитель, пенообразователь, например а - олефинсуфонат или эмультал или синтанол. змульгатор, например аэросил или бутокси- аэросил, кремнийорганическое соединение (ГКЖ-94), воздух и калийно-щелочную жидкость затворения.Недос-татками этого раствора является то, что при низких давлениях (менее 0.5 МГТа), характерных для приустьевой части скважины, он обладает достаточно высоким козффициентом теплопроводности (порядка 0.27-0,35 Вт/м.град). низкой прочностью сцепления с металлом, высокой проницае«и^остью (порядка 5.5-10'*^ё00 00>&