Тампонажный раствор Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам тампонажных растворов для крепления скважин в сложных геолого-технических условиях.

Известны тампонажные растворы, содержащие в качестве вяжущего алинитовый (хлорсиликатный) цемент.

Однако тампонажные растворы на основе алинитового цемента, отличающиеся высокой гидравлической активностью, термокоррозионной стойкостью, имеют приемлемые сроки загустевания только в условиях нормальных температур, а при повышении температуры сроки загустевания становятся слишком короткими, а поэтому технологически неприемлемыми с точки зрения возможности применения алинитовых тампонажных растворов для крепления скважин.

Наиболее близким по составу и технической сущности к изобретению является там- понажный раствор, включающий в качестве добавок жидкое стекло или полиакрилаты (гипан или полиакриламид). Эти добавки способствуют снижению водоотдачи и могут регулировать сроки схватывания, которые, в целом, соответствуют технологическим требованиям.

Однако сроки загустевания недопустимо малы. Алинитовый цемент отличается хорошей восприимчивостью к действию традиционных реакторов-замедлителей сроков схватывания, однако время загустевания при этом остается недопустимо малым и этими реагентами практически не регулируется.

Цель изобретения - увеличение времени загустевания тампонажного раствора на основе алинитового цемента, при одновременном повышении степени его расширения.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор, включающий алинитовый цемент, добавку и воду, содержит в качестве добавки уксусно-кальциевый порошок (УКП) - кальциевую соль уксусной кислоты, получаемую при нейтрализации гашеной известью летучих жирных кислот, образующихся при термическом разложении древесины, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.; алинитовый цемент 100; УКП 3-10; вода 50-65.

СП

с

ч 00

о о

о

VI

УКП представляет собой в основном техническую соль уксусной кислоты, получаемую при нейтрализации гашеной известью летучих жирных кислот, образующихся при термическом разложении древесины. УКП имеет следующий химический состав, мас.%: производные фенолов 7-10; гашеная известь 10-14; кальциевая соль уксусной кислоты - остальное.

УКП представляет собой порошок, обла- дающий хорошей растворимостью (30-50 г в 100 г пресной или морской воды). Водный раствор порошка имеет слабощелочную реакцию.

Пример 1. В 50 см воды добавляют 3 г УКП и перемешивают до полного его растворения. Затем на полученном растворе затворяют 100 г алинитового цемента и перемешивают в течение 3 мин, После этого определяют технологические параметры полученного раствора и готовят образцы для определения физико-ме ханических свойств цементного камня,

Пример 2. В 65 см3 воды добавляют 10 г УКП и тщательно перемешивают до полного растворения. На полученном растворе затворяют 100 г алинитового цемента и после 3-минутного перемешивания определяют технологические свойства тампо- нажного раствора, а также готовят образцы для физико-механических испытаний.

Приготовление других составов осуществляется в той же последовательности и отличается лишь количественным содержанием компонентов.

Исследованные составы тампонажных растворов представлены в табл.1, а результаты исследований - в табл.2..

Как видно из табл. 1 и 2 при содержании УКП в тампонажном растворе менее 3 мас.ч.

сроки загустевания меняются незначительно в сравнении с алинитовым цементом без добавок. При увеличении содержания УКП свыше 10 мас.ч. сроки загустевания практически не меняются, а физико-механические свойства цементного камня ухудшаются, Исходя из изложенных соображений выбраны пределы содержания добавки в тампонажном растворе 3-10 мас.ч.

Сравнение свойств тампонажного раствора и цементного камня на его основе со свойствами известных тампонажных растворов показывает, что сроки его загустевания значительно больше, чем у известных. Кроме того, тампонажный раствор способен к значительному расширению, степень которого в 1,5-2,0 раза больше, чем у известных.

Использование предлагаемого тампонажного раствора для цементирования глубоких скважин позволяет повысить качество крепления и обеспечить надежную, долговременную изоляцию затрубного пространства.

Формула изобретения

Тампонажный раствор, включающий алинитовый цемент, воду и добавку, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени загустевания растврра при одновременном повышении степени его расширения, он в качестве добавки содержит уксусно-кальциевый порошок - техническую кальциевую соль уксусной кислоты, получаемую при нейтрализации гашеной известью летучих жирных кислот, обра.зую- щихся при термическом разложении древесины, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: алинитовый цемент 100; уксусно-кальциевый порошок 3-10; вода - 50-65.

Таблица1

Сущность изобретения: раствор содержит, мае.ч.: алинитовый цемент 100; уксус- но-кальциевый порошок - техническая кальциевая соль уксусной кислоты 3-10; вода 50-65. Уксусно-кальциевый порошок по- лучают при нейтрализации гашеной известью летучих жирных кислот, образующихся при термическом разложении древесины. В воде растворяют порошок, на растворе затворяют цемент. Сроки начала схватывания при 75°С не менее 4 ч 45 мин. Расширение до 6%. 2 табл.

Алинитовый цемент содержит 4% свободного оксида кальция. Состав 8 содержит 5 мас.ч. доменного шлака.