Тампонажный состав Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к строительству скважин, а именно к тампонажным составам, используемым для цементирования обсадных колонн в низкотемпературных скважинах.

Извествен тампонажный состав, состоящий из портландцемента для холодных скважин (ПЦТ-ДО-50) и хлорида кальция.

Для этого тампонажного состава характерна усадка, большие сроки схватывания.

Наиболее близким к заявленному является безусадочный тампонажный состав для отрицательных температур, включающий портландцемент и содосульфатный плав - продукт обжига капролактама.

Недостатком этого тампонажного состава является большое время процесса формирования цементного камня и большая трещиностойкость (хрупкость) образовавшегося цементного камня

Цель изобретения - уменьшение сроков схватывания тампонажного состава при низких положительных и отрицательных

температурах и понижение показателя хрупкости.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный состав, содержащий портландцемент и содосульфатную смесь - отход глиноземного производства, дополнительно содержит глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент60,67-65,00

Со осульфатная смесь 1,33-4,00

Глицерин0,34-2,00

ВодаОстальное

до 100

Содосульфатная смесь - отход глиноземного производства имеет следующий химический состав, мас.%:

Сульфат натрия

Карбонат натрия

Сульфат аммония

Двуокись кремния

Для предупреждения

60,35-73,20 24,00-35,50 2,70-4 00 0,10-0,15 растрескивания

,

цементного камня при перфорации невозможно, чтобы цементное кольцо не разрушилось, поэтому требования ктампонажно- му раствору - цементному камню увеличение перфорационных свойств за счет уменьшения хрупкости - трещиноватости материала, которая определяется по формуле

Я

где Я- хрупкость;

Осж предел прочности на сжатие, МПа; Оизг предел прочности на изгиб, МПа. Принято считать, что для повышения надежности и долговечности изоляции пластов А находится в диапазоне от 2 до 5.

Для испытаний использовался портландцемент марки ПЦТ-ДО-50 по ГОСТ 1581, глицерин соответствовал требованиям ГОСТ 6259, а содосульфатная смесь соответствовала требованиям ТУ 48-5-212-81.

Содержание химических компонентов в смесях: содосульфатной смеси (ССС) и содо- сульфатного порошка представлены втабл, 1.

Физико-механические свойства тампо- нажных растворов определялись в соответствии с требованиями ГОСТ 310.3-310.4 и представлены в табл. 2.

Для приготовления тампонажного состава добавка содосульфатной смеси и глицерина вбодится в воду затворения.

П р и м е р 1. Портландцемент, г 627,7 ССС, г26,0

Глицерин, г13,0

Вода, мл333,3

Растекаемость тампонажного раствора 19 см, начало схватывания 260 мин, конец схватывания 360 мин, хрупкость 3,6. П р и м е р 2. Портландцемент, г 650 ССС, г13,3

Глицерин, г3,4

Вода, мл333,3

Растекаемость тампонажного состава 19 см, начало схватывания 420 мин, конец схватывания более 640 мин, хрупкость 3,3. Граничный состав ССС - 4%, глицерина 2% - образуется хрупкий камень с Я 6,1. Увеличивать содержание компонентов далее нецелесообразно.

Наименьшее значение компонентов можно применить при положительном зна- чении температуры (геостатическое значение), а при отрицательных значениях температуры процесса кристаллизации за счет образования льда преобладает над процессом образования цементного камня, при положительных температурах цементный камень теряет прочность.

Формула изобретения

1.Тампонажный состав, включающий портландцемент, содосульфатный продукт

и воду, отл и ч а ющийся тем, что, с целью уменьшения сроков схватывания тампонажного раствора при низких положительных и отрицательных температурах при одновременном снижении хрупкости камня, он до- полнительно содержит глицерин, а в качестве содосульфатного продукта содержит содосульфатную смесь - отход глиноземного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: Портландцемент60,67-65,00

Содосульфатная смесь - отход глиноземного производства1,33-4

Глицерин0,34-2

ВодаОстальное

2.Состав по п. 1,отличающийся тем, что содосульфатная смесь - отход глиноземного производства имеет следующий состав, мас.%:

0 Сульфат натрия60,35-73,20

Карбонат натрия24,00-35.50

Сульфат аммония2,7-4

Двуокись кремния0,10-0,15.

Таблица

В °nwTex2.5,e.M.i2 . обр,, треяимы. полому эти

bS S JCSZSS SS s KF1

1

Сущность изобретения: состав содер; жит портландцемент 60,67-65,00%, содо- сульфатную смесь - отход глиноземного производства 1,33-4,00%, глицерин 0,34- 2,00%, вода - остальное до 100%. Отход содерх ит сульфат натрия 60,35-73,20%, карбонат натрия 24,00-35,50% сульфат аммония 2,70-4,00%, двуокись кремния 0,10- 0,15%, Отход и глицерин растворяются в воде, на которой затем затворяют портландцемент. Раствор удовлетворительно схватывается при отрицательных температурах до -8°С и дает камень пониженной хрупкости. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.