Способ получения облегченного тампонажного раствора Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для изготовления облегченных тампонажных растворов.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости раствора, прочности и изолирующей способности камня.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения облегченного тампо- нажного раствора путем смешения тампо- нажного портландцемента, сульфата натрия, добавки на основе модифицированного кремнезема с жидкостью затворения перед введением цемента сульфат натрия и добавку -на основе модифицированного кремнезема диспергируют в жидкости затворения в количестве 10-15% от массы цемента, при этом в качестве добавки на основе модифицированного кремнезема используют гидросил в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия - в количестве 1 мас.ч к 1-4 мас.ч. гидросила.

Наличие гидросила в жидкости затворения портландцемента обеспечивает твердеющему камню повышенное содержание

гелеобразной фазы, снижающей пересыще- ние по Са(ОН)2, и стабилизирует тем самым прочностные характеристики цементного камня,

Способ осуществляют следующим образом.

В емкости цементировочного агрегата с помощью поршневого насоса и гидродис- пергатора готовят жидкость затворения из гидросила и сульфата натрия. Для этого к выкидной жесткой линии цементировочного агрегата подсоединяют гидродиспергатор и начинают циркуляцию технической воды по схеме: поршневой насос-гидродисперга- тор-чанок затворения-емкость агрегата. При циркуляции воды в чанок затворения сыпят сульфат натрия. После его растворения на его водном растворе готовят суспензию гидросила. Причем воду берут из расчета, чтобы при затворении цемента в/ц было 0,7-0,75, а гидросил и сульфат натрия берут в соотношении от 1:1 до 1:4 в количестве 8-15% от массы цемента.

Прокачивая по приведенной схеме при давлении 70-90 атм жидкость затворения в течение 10 мин за счет гидроудара в гидроСО 00

|5Ь

сь

ю

диспергаторе нагревается и образуется устойчивая суспензия из гидросила. Тампо- нажный раствор, полученный по предлагаемому способу, отличается высокой седиментационной устойчивостью и малыми сроками схватывания, за счет чего увеличивается его изолирующая способность.

Применение в отдельности водных растворов гидросила и сульфата натрия в качестве жидкости затворения не дает нужного эффекта. Нужного эффекта не происходит и в случае затворения в воде тампонажной смеси из портландцемента, сульфата натрия и гидросила.

Гидросил представляет собой белый порошок с плотностью 0,8-0,9 г/см , выпускается по ТУ 113-12-45-87.

п

Пример 1. Берут 80 см водопроводной воды, растворяют в ней 33 г сульфата натрия и вносят 6,7 г гидросила. После интенсивного перемешивания на полученной суспензии затворяют 100 г портландцемента и проводят исследования тампонажного раствора по методике ОСТ 39-051-78. Полученный раствор испытывают по указанной методике, т.е. определяют его плотность, растекаемость, водоотстой, сроки схватывания, прочность камня и его изолирующую способность.

У полученного раствора растекаемость 20 см, плотность 1,53 г/см , водоотстой 0,5%, начало схватывания при 20°С 4 ч 20 мин, прочность камня на изгиб в 2-суточном возрасте 0,8 МПа, изолирующая способность (давление гидропрорыва) при 75°С 4.2 МПа/м.

Пример 2. Берут 3 г сульфата натрия, растворяют его в 80 см водопроводной воды и в полученный раствор вносят 9 г гидросила. После тщательного перемешивания на полученной суспензии затворяют 100 г портландцемента и интенсивно перемешивают раствор в течение 3 мин. После перемешивания определяют параметры раствора и камня на его основе. Плотность раствора 1,51 г/см3, растекаемость 19 см,

водоотстой 0,1%, начало схватывания при 75°С 2 ч 10 мин, прочность камня 4.5 МПа, давление гидропрорыва 4,8 МПа/м.

Подобным образом готовят другие рецептуры, приведенные в таблице.

В таблице приведены данные, характеризующие свойства тампонажного раствора и камня на его основе, полученных по предлагаемому способу.

Из таблицы следует, что тампонажный

раствор, полученный по данному способу, обладает в 2 раза меньшим водоотделением чем взятый для сравнения раствор такой же плотности. Кроме того, давление гидропрорыва камня в 2-3 раза больше, чем у камня,

полученного по прототипу. Применение данного способа при креплении скважин повысит качество их цементирования и снизит обводненность получаемой нефти. Формула изобретения

Способ получения облегченного тампонажного раствора путем смешения тампонажного портландцемента, сульфата натрия, добавки на основе модифицированного кремнезема с жидкостью затворения,

отличающийся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости тампонажного раствора при одновременном повышении прочности и изолирующей способности цементного к амня, перед смешением компонентов сульфат натрия и добавку на основе модифицированного кремнезема диспергируют в жидкости затворения в количестве 10-15% от массы цемента, при этом в качестве добавки

на основе модифицированного кремнезема используют гидросил в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия - в количестве 1 мае.ч. к 1-4 мае.ч. гидросила.

Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: в воде растворяют сульфат натрия и гидросил. Полученную суспензию используют для затворения портландцемента. Гидросил используют в количестве 7-12% от массы цемента, а сульфат натрия в количестве 1 мае.ч. к 1-4 мас.ч. гидросила. 1 табл.