Тампонажный материал (МТЦ) Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, в которых применяются термические методы повышения нефтеотдачи пластов (нагнетание пара, газа, внутрипластовое горение и т.д.).

Цель изобретения - повышение долговечности тампонажного камня при циклических прогревах до 400°С.

Тампонажный материал (MTU), включающий тампонажный портландцемент, доменный гранулированный шлак предельного чугуна, кварцевый песок, и добавку, дополнительно содержит полиэфир ортокремниевой кислоты, содержащий не менее 40% 5Ю2, а в качестве добавки - кальцинированную соду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Тампонажный

портландцемент

Гранулированный

доменный шлак

передельного чугуна

Кварцевый песок

Кальцинированная сода

44,85-59,95

19,0-25,0

19,0-25,0

2,0-5,0

Полиэфир ортокремниевой кислоты0,05-0.150

Введение в состав тампонажного мате- риала кальцинированной соды приводит к образованию кальцита в начальный период гидратации и твердения при температурах 3-40°С. В процессе циклических прогревов до 400°С кристаллы кальцита (термостойкость кальцита более 800°С), являясь центрами кристаллизации, участвуют в образовании гидрокарбоксилатов кальция, которые формируются за счет шлаковой составляющей и кварцевого песка, что приводит к повышению термостойкости камня во времени при 360-420°С. Наличие в составе полиэфира ортокремниевой кислоты (этил- силиката) обеспечивает укрепление структурных связей в цементном камне при циклических прогревах за счет блокирования активных центров сформировавшихся кристаллов, препятствуя гидролизу продуктов гидратации при охлаждении системы до естественных температур в скважине (3- 40°С). Поэтому состав обеспечивает формирование термостойких гидратных фаз и

w

Ё

VI со

VJ

О

ГО

сохранение их основных показателей при длительном термоциклировании в условиях скважин, эксплуатирующих с применением термических методов воздействия на пласт.

Пример. Для приготовления 1 кг МТЦ берут 448,5 г тампонажного портландцемента, 250 г гранулированного доменного шлака передельного чугуна, 250 г кварцевого песка, 50 г кальцинированной соды и 1,5 г этилсиликата-40.

Вначале осуществляют совместный помол шлака, песка кальцинированной соды и этилсиликата-40. Измельчение проводят до удельной поверхности 3500 см /г. Затем 551,5 г полученной смеси смешивают с 448,5 г тампонажного портландцемента. В полученную смесь вводят 450 г воды и перемешивают смесь в течение 3 мин.

Раствор/ заливают в вертикальные формы размером 20х20х 110 мм3 и оставляют на 24 ч при 22°С и атмосферном давлении. Часть образцов испытывают для определения прочности на изгиб и сжатие, остальные помещают в автоклав, который прогревают при 400°С в течение 8 ч. Образцы твердеют при 400°С в течение 5 сут. после чего автоклав отключают и образцы охлаждают. Через 2 сут образцы вновь подвергают нагреву до 400°С. После 1,10, 20 и 30 циклов нагрева-охлаждения по 4 образца извлекают из автоклава для определения прочности камня на изгиб и сжатие.

Анализ экспериментальных данных показал, что при циклических прогревах на протяжении 30 циклов тампонажный камень характеризуется стабильными физико- механическими свойствами.

Использование МТЦ позволяет повысить герметичность затрубного пространства в процессе длительной эксплуатации с температурой рабочего агента до 400°С. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Тампонажный материал, включающий тампонажный портландцемент, доменный гранулированный шлак передельного чугуна, кварцевый песок и добавку, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения долговечности тампонажного камня при циклических прогревах до 400°С, он дополнительно содержит полиэфир ортокремние- вой кислоты, содержащей не менее 40% SIO2, а в качестве добавки он содержит кальцинированную соду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Тампонажный

портландцемент44,85-59,95

Доменный

гранулированный

шлак передельного чугуна19-25

Кварцевый песок19-25

Кальцинированная сода2-5

Полиэфир ортокремниевой

кислоты, содержащий

не менее 40% ЗЮа0,05-0,150.

Тампонажный материал (МТЦ) используется при бурении и эксплуатации скважин, в которых применяются термические методы повышения нефтеотдачи. Тампонажный материал содержит, мас.%: тампо- нажный портландцемент 44,85-59,95; гранулированный доменный шлак передельного чугуна 19-25, кварцевый песок 19- 25, кальцинированная сода 2-5, полиэфир ортокремниевой кислоты 0,05-0,150.