Тампонажный раствор Советский патент 1979 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

1

Изобретение относится к полимерным тампонажным растворам для цементирования нефтяных и газовых скважин при отрицательных температурах, а также для заполнения шахтных выработок, газонепроницаемых перемычек, строительных материалов и т.д. в условиях Крайнего Севера и может использоваться в нефтегазовой, горной промышленности и строительстве.

Известен раствор на основе полиэфирного и фуранового связующего с 1-3% отвердителя. Однако введение полиэфирной смолы и отвердителя в указанных количествах не позволяет проводить отверждение Материала при отрицательных температурах, а отвержденные продукты имеют невысокие физико-механические и изоляционные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому из известных тампонажных полимерных растворов является раствор, содержащий ненасыщенные полиэфирные смолы типа-ПИ.ЧПН-l, ПН-32) , модифицирующую добавку, ускоритель отверждения инициатори минеральные наполнители Однако отверждение такого раствора возможно при повышенных температурах, а при пониженных температурах

требуется введение дополнительных ускоряющих компонентов. Отвержденные продукты имеют недостаточную прочность на сжатие и, кроме того, такие растворы имеют высокую токсичность.

Цель изобретения- - разработка тампонажного материала, способного отверждаться в условиях отрицательных температур от О до , а тампонажный камень на основе которого обладал бы повышенными изоляционными, физико-механическими и деформативными свойствами.

Цель достигается тем, что в там-понажный материал, включаю1ций минеральный наполнитель, ферроценсодержащую ненасыценную полиэфирную смолу, ускоритель отверждения, инициатор и модификатор, дополнительно вводят олигоэфиракрилат при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Олигоэфиракрилат, например ТГМ-ЗС,

МГФ-9, ТМГФ-11 40-60

Ненасыщенная полиэфирная смола 10-30

Модификатор 0,5-1,0

30 Инициатор 1,0-2,0 отверждения . Минеральный наполнитель Остальное Смола с инициатором вводится пос ле совмещения наполнителя с олигоэфиракрилатом. Прочность и высокие изоляционные свойства тампонажного камня, формирующегося в процессе отверждения тампонажного материала определяются развитием системы стру турирующих процессов наполнителя и связующего. В результате таких процессов поровые пространства наполни теля заполняются олигоэфиракрилатом кольматируя тем самым капиллярные каналы, что позволяет создать прочную структуру камня при отверждении системы. Отверждение материала при отрицательных температурах происходит вследствие высокой эффективност окислительно-восстановительной сист мы: металл переменной валентности перекись. Для получениятампонажного мате риала, отверждающегося при отрицательных температурах, и камня с ра личными физико-механическими свойс вами, были приготовлены композиции различным содержанием ферроценсоде жащей ненасыщенной полиэфирной смо ФШС-1. Состав 1. вес.% Ферроц ен содержаща я ненасыщенная полиэфирная смола ФНПС-1 10 Олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС). .60 Ацетрбутират целлюлозы 1 Минеральный наполнитель барит20 бетоннтовая глина 5 1 нициатор отверждения: гидроперекись изопропилбензола (гипериз) 2 Паста перекиси бензоила (ПБ)1 Время жизнеспособности материала мин; прочность отвержденного маиала на сжатие 360 кг/см, на из113 кг/см . Температура отверждеОС. Состав 2, вес.%: Ферроценсодержащая ненасыщенная полиэфирная, смола ФНПС-1 20 Олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС)50 Модификатор (ацетопропионат целлюлозы) 1 Минеральный наполнитель (цемент)25 Инициатор (гипериз) 3 Паста перекиси бАнзоила 1 Время жизнеспособности материала мин, прочность на сжатие кг/cM f на изгиб 135 кг/см. пература отверждения . Состав 3, вес.%: Ферроценсодержащая ненасыщенная полиэфирная смола ФНПС-1 30 Олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС) 40 Ацетобутират целлюлозы 0,5 Наполнитель древесная мука 10 тальк10 Инициатор (гипериз) 5 Паста перекиси бензоила 3 Время жизнеспособности материала мин; прочность на сжатие кг/см , на изгиб 130 кг/см . Тематура отвержд.ения материала -5°С, Данные по физико-механической чности приведены также в табл. 1 . Физико-механические свойства тампонажного

Для -(2-5) С инициатор добавляли в количестве 5% от веса ФНПС-1

для остальных температур 3%.

Знаменатель - время жизнеспособности тампонажного материала при 20с. Как видно из табл, 1 и 2, полученные тампонажные материалы способны отверждаться в условиях отрицательных температур с получением камня с высокими физико-механическими и изоляцион ными свойствами. Введение смолы ФНПС-1 в разных количествах позволяет получать тампонажный материал с различным временем начала схватывания и отверждения,что является важной технической характеристикой при креплении газовых и нефтяных скважин. Применение тампонажного материала позволяет повысить качество цементирования скважин в условиях Крайнего Севера, обеспечить.надежную изоляцию затрубного пространства в условиях отрицательных геостатических температур, сократить время тампонажных работ.. . Ожидаемый эконсмический эффектот внедрения тампонажного материала составит 1000 руб. на скважину. Технология Приготовления указанного тампо нажног.о материала не отличается технологической сложностью. Таблица 2 материала и камня на его основе Формула изобретения Тампонажный раствор, содержащий сшивакяций олигомер, минеральный наполнитель, модификатор и инициатор отверждения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности отверждения материала в условиях отрицательных температур в диапазоне от О до .-5°С и получения камня с высокими изоляционными свойствами, раствор дополнительно содержит олигоэфиракрилат, например ТГМ-ЗС, МГФ-9 или ТМГФ-11, а в качестве сшивающего олигсмера - ферроценсодержащую ненасыщенную полиэфирную смолу ФНПС- при следующем соотношении ингредиентов, вес. % . Олигоэфиракрилат, например ТГМ-ЗС, МГФ-9 или ТМГФ-1140-60 Ферроценсодержащая ненасыщенная полиэфирная смола ФНПС-110-30 Модификатор0,5-1,0 Инициатор отверждейия 1,0-2,0 . Минеральный наполнительОстальное