Тампонажный состав для крепления высокотемпературных скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин в условиях температур до 250°С.

Известен тампонажный состав для цементирования скважин, включающий тампонажный цемент, воду и добавку, повышающую прочность и коррозионную стойкость цементного камня.

К такой добавке относится НТФ совместно с олигомером СБ-1

Однако указанный тампонажный состав обладает следующими недостатками: сложность изготовления в условиях буровой; сравнительно низкие температуры применения (до 100°С), снижение прочности цементного камня при длительном хранении.

Известен также тампонажный состав для крепления высокотемпературных скважин (до 250°С), содержащий в качестве добавки, повышающей прочность, металлоорганические комплексы нитри- лотриметилфосфоновой кислоты

Однако тампонажный состав при использовании указанной добавки обладает

низкой седиментационной устойчивостью тампонажных растворов, отсутствием их серийного производства, низкой долговременной прочностью

Известен тампонажный состав, включающий цемент, НТФ и воду.

Данный состав характеризуется значи- теяьным снижением антикоррозионных свойств, прочности цементного камня на его основе при длительной работе его в условиях высоких температур (250°С), агрессивной среды.

Цель изобретения - сохранение прочностных и антикоррозионных свойств цементного камня при длительном хранении в условиях высоких температур, давлений, агрессивной среды,

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный состав для крепления скважин, включающий вяжущее, добавку, воду, в качестве добавки содержит продукт производства НТФ - реагент амифол, при следующем соотношении компонентов, мас%:

сл

ю

Вяжу щее66 35 71 41

Амифол002 050

ВодаОстальное

Реагент амифол получают нейтрализацией аммиаком композиции ИСБ-М-1 являющейся отходом производства НТФ по ТУ 6-09-20-157-89 Амифол содержит воду и аммонийные соли кислот нитрилотриметил- фосфоновой,метил иминодиметилфосфоно вой, фосфористой и соляной Длительное сохранение высокой прочности тампонаж- ного камня с добавками амифола объдсня - ется значительным его влиянием на кинетику фазообразования в цементном камне

Физико-химические исследования (дифференциально-термический анализ рентгенофазовый анализ электронная микроскопия) образцов

Приготовление тампонажного раствора осуществляют затворением вяжущего водным раствором аминофола Из полученное раствора в соответствии с ГОСТ готовят об- разцы-балочки 2x2x10 см Образцы твердели в агрессивной среде - 5% ном растворе MgSOn МдС1г - 9 1 в течение одного года Образцы испытывают в соответствии с ГОСТ на прочность через 2 30 90 180 270 360 сут твердения О сохранении антикоррозионных свойств судили по величине прочности тампонажного камня

Сравнительная характеристика тамло нажиых составов приведена в таблице

Пример 1 (опыт5) Готовяттампонаж- ный раствор для испытания при 100°С содержащий компоненты мае %

Портландцемент66 440

Амифол0 300

Вода33 260

Из полученного раствора в соответствии с ГОСТ готовят призмы 2x2x10 см Призмы твердеют в автоклавных условиях (Т 100°С, МПа) среда твердения 5%- ный раствор MgS04 MgCl2 9 1 в течение 2 30,60,180,270 360 сут затем их испытывают на изгиб

Пример 2 (опыт 11) Готовят тампо нэжный раствор для испытаний при 160°С содержащий компоненты, мае % ШПЦС71 17

Амифол0 30

Вода28 53

Тампонажный состав испытывают аналогично примеру 1 при автоклавных услови ях{Т 1бО°С Р 50МПа)

Пример 3 (опыт 17) Готовят тампо нажный раствор для испытаний при 250°С содержащий компоненты мае %

ШПЦС71 07

Амифол0 50

Вода28 43

Материал испытывали аналогично при меру 2 при автоклавных условиях (Т 250°С МПа)

Результаты по примерам 1-3 приведе

ны в таблице

Как видно из таблицы, добавки амифола позволяют получить тампонажный кзмень высокой прочности ie только в ранние сро ки твердения (2-е сут) но и обеспечить со хранение высоких значений прочности при длительном (до 360 сут) хранении цементного камня в условиях высоких температур давлений агрессивной среды При добавках амифола менее 0 02 мае % наблюдается снижение прочности цементного камня к 360 суткам хранения до значений недопустимых по ГОСТ

При добавках амифола более 0 5 мае % также наблюдается снижение прочности Прочность цементного камня с добавками амифола более 05 мае % практически не отличается от прототипа При добавках ами фола 0 02-0 50 мае % прочность цементно- го камня через 360 сут твердения в 2-3 раза выше чем прочность цементного камня по прототипу

Формула изобретения Тампонажный состав для крепления высокотемпературных скважин включающий вяжущее, добавку и воду, отличающий- с я тем что, с целью сохранения прочностных, антикоррозионных свойств тампо- нажного камня при длительном хранении в условиях высоких температур давлений, агрессивной среды в качестве добавки он содержит амифол - нейтрализованный аммиаком побочный продукт производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты при следующем соотношении компонентов мае %.

Вяжущее66 35-71 41

Амифол - нейтра лизованный аммиаком побочный продукт производства нитрилотриметилфосфоновойкислоты0 02-0 50

ВодаОстальное

Тампонажный состав для применений высокотемпературных скважин содержит, мас.%: вяжущее 66,35-71,41. амифол - нейтрализованный аммиаком побочный продукт производства нитрилотриметил- фосфоновой кислоты 0 02-0,50; вода осталь ное 1 таб т