Облегченный тампонажный материал Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к облегченным тампонажным материалам, применяемым для цементирования нефтяных, газовых и прочих скважин в интервале геостатических температур от 30 до 250°С.

Цель изобретения - создание облегченного тампонажного материала, камень из которого отличался бы низкой проницаемостью, а раствор исключал бы недоподъем, а следовательно, увеличивался бы межремонтный период эксплуатации скважин.

Для достижения цели тампонажный материал содержит вяжущее, а в качестве облегчающей добавки пыль газоочисток производства ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вяжущее70-80

Пыль газоочисток производства

ферросилиция20-30

Пыль газоочисток производства ферросилиция (ТУ 14-5-157-87) представляет собой отходы производства, образующиеся на заводах ферросплавов при выплавке ферросилиция.

В качестве вяжущего в зависимости от температурного диапазона использования материала можно применять глиноземистый цемент (ГОСТ 969-77) (10-30°С), тампонажный портландцемент (30-100°С), шлакопесчаные цементы типа ШПЦС (100- 250°С).

Механизм получения облегченного тампонажного цемента при температуре 50- 150°С заключается в следующем. Введенная в указанную систему тонкодисперсная пыль газоочистки производства

ферросилиция участвует в структурообразо- вании системы, дополнительно образуя гидроалюмосиликаты кальция, кольматирует поры, снижая проницаемость камня.

Известно использование пыли-уноса производства ферросилиция для изготовления автоклавных изделий. Однако это не относится к производству тампонажных материалов, а пыль-унос используется с другой целью.

Пример. Для приготовления 1 кг тампонажного материала необходимо смешать 800 г глиноземистого цемента и 200 г пыли газоочистки производства ферросилиция. Затем к полученной смеси (1000 г) добавили 700 мл воды. Полученный раствор перемешивали в течение 3 мин, после чего определяли растекаемость раствора по ко- . нусу АзНИИ (20см), плотность пикнометром (1,52 г/см3) (ГОСТ26 798.0-85-26 798.2-85). Раствор заливали в вертикальные формы размером 20 20 л 110мм и оставляли на 24 ч при температуре 10°С и давлении 0,1 МПа.

Через сутки прочность при изгибе определяли на испытательной машине марки Instron, а прочность присжатии - на прессе, ПСУ-10 испытанием половинок образцов, полученных после испытания на изгиб. Проницаемость определяли на ГК-5. Полученный тампонажный камень обладал следующими свойствами:

Прочность, МПа,

через 24 ч при температуре 10 ± 2°С и Р 0,1 МПа

при изгибе 2

при сжатии 3

Проницаемость К 0,24

Остальные примеры готовятся аналогично.

Как видно из примера и таблицы, разработанный облегченный тампонажный материал набирает высокую прочность, имеет низкую проницаемость в широком диапазоне температур и давлений. Все перечисленные показатели превосходят аналогичные показатели аналогов и прототипа, что свидетельствует о преимуществах рэзработэнного материала.

При введении пыли газоочистки ферросилиция в количестве меньше 20 % не достигается требуемая плотность тампонажного раствора, не исключается недоподъем тампонажного раствора и не достигается увеличение межремонтного периода работы скважин. При введении указанной добавки в больших количествах (40%) наблюдается ухудшение физико-механических свойств камня.

Предлагаемый тампонажный материал найдет широкое применение для цементирования скважин, вскрывших зоны с аномально-низким пластовым давлением.

кроме того, предлагаемый материал может быть применен и при производстве легких бетонов и теплоизоляционных ограждающих конструкций.

Формула изобретения

.1. Облегченный тампонажный материал, включающий минеральное вяжущее и облегчающую добавку, отличающийся тем, что, с целью снижения проницаемости, исключения недоподъема раствора и увеличения межремонтного периода эксплуатации скважин, в качестве облегчающей добавки он содержит пыль газоочисток производства ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Минеральное вяжущее70-80 Пыль газоочисток производства

ферросилиция. 20-30 2. Материал . 1, о т л и ч а ю щ и и с я

тем, что в качестве минерального вяжущего он содержит глиноземистый цемент, или портландцемент, или доменный гранулированный шлак.

Свойства облегченного тампонащного материала

Изобретение относится к облегченным тампонажным материалам, применяемым для цементирования нефтяных и газовых скважин. Сущность: облегченный тампонажный материал содержит вяжущее 70-80 мас.% и облегчающую добавку - пыль газоочисток производства ферросилиция 20-30 мас.%. Тампонажный материал применим для цементирования скважин с аномально- низким пластовым давлением, при температуре 30 250°С, а также при производстве легких бетонов и теплоизоляционных ограждающих конструкций в строительной промышленности. 1 з.п. ф-лы. 1 табл.

75

90

75

80

70

60

20

25

30

10 4и

Заявляемый диапазон

0,720,0 1,52 10 - - 0,8 20,5 1.И 100 О,у 21,0 1,3 200 Зэпредельтз значений заявляемого решений

-0,6 21,0 1,71 100

-1,1 18,5 1,13 200

Прототип 20 . 25 Диалог

0,85 0,9

20,5

20,0

1,66 1.«5

10

100

20

0,75 21,5 1.5 100

20,0 1,52 10 20,5 1.И 100 21,0 1,3 200 ий заявляемого решений

21,0 1,71 100

18,5 1,13 200

20,5

20,0

1,66 1.«5

10

100

0.1

30

50

30

50

0,1

30

21,5 1.5 100 30

2,0 3,6 5,1

1,1 0.5

1,0 1,2

.0 6,8 И.ч

0,1Ь

о,о8 0,05

5,21

3,16