Тампонажный состав Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к строительству нефтегазодобывающих скважин и может быть использовано при приготовлении там- понажных составов.

Известен тампонажный состав, включающий тампонажное вяжущее и кремнеземистую добавку - хвосты флотации алунитовых руд. Однако, он обладает недостаточной коррозионной стойкостью, как термической, так и химической.

Известен тампонажный состав для высокотемпературных скважин, включающий доменный гранулированный шлак, кварцевый песок и известково-глиноземистый шлак. Недостатком его является недостаточная коррозионная устойчивость в условиях сероводородной и магнезиальной агрессии, а цементный камень нестоек пир температурах 150-300°С вследствие наличия известково-глиноземистого компонента, являющегося нетермостойким и

активным по ионному обмену с пластовыми флюидами от начала схватывания тампо- нажного раствора до конца схватывания, что позволяет флюидам проникать постволу раствора.

Известен тампонажный состав, включающий минеральное вяжущее и королек - отход производства шлаковаты, имеющий повышенную прочность и долговечность цементного камня в температурном диапазоне 20-300°С. Недостатком его является недостаточная устойчивость цементного камня к магнезиальной агрессии.

Целью изобретения является повышение устойчивости цементного камня к магнезиальной агрессии при сохранении устойчивости к сероводородной агрессии и прочности цементного камня в температурном диапазоне 20-300°С.

Поставленная задача достигается тем. что тампонажный состав, включающий мисл

С

VI VI

О

ю о ю

со

неральное вяжущее и,королек - отход производства шлаковаты, содержит вышеуказанные компоненты при следующем их соотношении, мас.%:

Минеральное вяжущее6-40

Королек - отход производства шлаковаты60-94, при этом в качестве минерального вяжущего он содержит портландцемент или гипс, или каустический магнезит.

Королек является бросовым отходом производства минеральной ваты, получаемой в результате переработки силикатного расплава доменного шлака с базальтовой лавой. Корольки содержат 10-20% нитевидных фракций, превращающихся при помоле в частицы игольчатой формы и выполняющих армирующую функцию. Благодаря высокому содержанию в корольке А1аОз, отношению CaO+MgO к SI02, повышенной свободной внутренней энергии за счет максимальной степени застеклован- ности, тампонажный состав, включающий королек и минеральное вяжущее, имеет высокую устойчивость цементного камня к магнезиальной агрессии при сохранении устойчивости к сероводородной агрессии и прочности цементного камня в температурном диапазоне 20-300°С,

Тампонажный состав готовят путем помола королька в мельницах с последующим добавлением вяжущего портландцемента, гипса, извести, магнеЗи- та. После этого готовят тампонажный раствор путем затворения массы вяжущего расчетным количеством жидкости затворения согласно существующим ГОСтам.

Определяют показатели раствора, а затем цементного камня.

Коэффициент коррозионной стойкости определяют по отношению прочностных показателей образца, твердевшего в агрессивной среде, к показателям образца, твердевшего в воде (Кет).

Коэффициент набора прочности находят, как отношение показателей начала за- густевания к концу схватывания тампонажного раствора.

Прочностные характеристики тампонажного камня определяют с 22 до 300°С, причем заданные технологические характеристики тампонажного раствора на полученном вяжущем регулируются, как реагентами ускорителями, так и замедлителями.

Пример (прототип). Берут вяжущее, приготовленное по прототипу 100 г и затворяют водой из расчета В/Ц 0,45. Замеряют показания раствора, через сутки измеряют прочностные характеристики камня, твердевшего в различных средах и рассчитывают КСт КСт 0,3 в газовом сероводороде; 0,5 в хлористом магнии. Прочность при 250°С твердения 0,25/4,8 МПа сгиз/Осж . Коэффи- циент набора прочности составляет 0.2.

П р и м е р 2. Берут 6,0 г портландцемента и смешивают с 94 г королька. Смесь 100 г затворяют жидкостью затворения В/Ц 0,42 (42 мл). При этом предел прочно- сти 7из/0сж равен 7,1/19,6 МПа Кст 1,23 в сероводородной среде и 1,3 в кислой среде.

Коэффициент набора прочности 0,80.

П р и м е р 3. Берут 50 г королька и смешивают с 50 г каустического магнезита. Приготовленную смесь затворяют, делают замеры раствора, а затем камня.

Предел прочности при высокой температуре 5,2/12,5 МПа сгиз/Осж. а Кст 0,92/1,82 в сероводородной и кислой среде. Причем данная смесь более стойкая в магнезиальной среде.

Коэффициент набора прочности 0,80.

Остальные составы готовят аналогичным образом. Как видно из таблицы, цемен- тный камень на основе тампонажного состава отличается по сравнению с прототипом высокой устойчивостью к магнезиальной агрессии.

При этом при содержании в составе ко- рольков меньше 60 мас.% положительный эффект не достигается вследствие наличия щелочных компонентов.

В зависимости от конкретных горно-геологических условий в состав дополнитель- но вводят наполнитель, например, гравий или кварцевый песок.

Кроме этого свойства тампонажных растворов легко регулируются, как реагентами-ускорителями, так и реагентами-за- медлителями, расширяя температурный диапазон твердения от низких до высоких температур.

Применение данного тампонажного состава позволит повысить надежность крепи скважин на 30-50% сохранить недра и экологию региона, где бурятся скважины.

Формула изобретения

1. Тампонажный состав, включающий минеральное вяжущее и королек-отход про- изводства шлаковаты, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости цементного камня к магнезиальной агрессии при сохранении прочности цементного камня в температурном диапазоне 20- 300°С, он содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%:

Минеральное вяжущее6-40

Королек - отход производства шлаковаты60-94

2, Состав по п.1,отличающийся тем, что в качестве минерального вяжущего

он содержит портландцемент или известь, или гипс, или каустический магнезит.

Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: минеральное вяжущее 6-40 и королек - отход производства шлаковаты 60-94. В качестве минерального вяжущего состав содержит портландцемент или известь, или гипс, или каустический магнезит. Компоненты состава механически перемешивают и затворяют жидкостью при ,42. Характеристика состава: повышается устойчивость цементного камня к магнезиальной коррозии при сохранении прочности цементного камня в температурном диапазоне 20-300°С. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Технологические свойства тампонажного вяжущего

Прототип 75

0,1

ОЛ5

Заявляемый диапазон

0.3

0,5

0,2

0,25

4,8