Тампонажный раствор Советский патент 1980 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к области получения полимерных тампонажных растворов, используемых для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях Крайнего Севера, а также для тампонирования кондукторов и направлений в скважинах, вскрывающих отлойсения многолетнемерзлых пород в интервале температур от -5 до -15°С. Известна полимерцементная композиция на основе полиэфирного связующего, содержащая минеральный наполнитель, ускоритель отверждения и инициатор |l3 . Однако известная композиция не позволяет получить нормальное отверждение раствора при. отрицательюдх температурах а сам. пршесс отверлодения требует длительной выдержки и повышенных давлений. При этом отвержденные продукты имеют невысокие физико-механические . свойства. Наиболее близким по составу из ужег . известных является тампонажный раствор на основе полиэфирного связующего и на полнителя, отверждаемый в присутствии перекисного инициатора путем введения в смесь ускорителей отверждения, например, нафтената Со или третшшого амина , Однако Этот раствор отверждается только при комнатной или повышенных температурах, а отверн- енные продукты также имеют низкие прочностные свойства. Цель изобретения - разработка тампо- нажного раствора холодного отверждения, способного отверждаться при отрицательных температурах от -5 до -15 С, с получением Камня с повышенными прочностными свойствами. Для достижения указанной цели в тампонажный раствор на основе ненасыщенного полиэфира, включающий минеральный наполнитель, сшивающий мономер (олигоэфиракрилат), инициатор и ускоритель, отверждения, в качестве ускорителя отверждения вводят эвтектическую смесь ферроцена или его алкилпроизводных 1,1 -диметил - 1,1 -ДИЭТИЛ-, 1,1 -дипропил,1 -дибутилферроценЗ с олигоэфиракриатом в соотнгаиении 1:10; при следуюем соотношении компонентов, вес,%:

Ненасыщенный полиэфир

(НПС-60921М, ПИ-33

ипиТ1Н-г5). 40:-50

.Олигоэфиракрнлат (,

, ТМГФ-11)35-37

Минеральный наполнитель

(барит, песок, бентонит) 10-13

Ускйритель отверждения

(эвтектическая смесь ферровена или его алкилпроизводных|1,1 -диметил,-, -диэтип

-l,l -дипропил,- 1,1 -дибутилферрохен с олигоэфиракрилатом3-5

Инициатор отверждения (гипериз, перекись метилзтилкетона, паста перекиси бензоила).2-5 .

Растворяя О,1 г феррсядена или его алкшгароизводного в 100 г олигоэфиракрилата, готовят эвтётичес сую смесь (ЗС) ускорителя. Инициатор отверкдения вводится в тампонажную смесь после совмещения эвтектической смеси ускорителя с полиэфиром и наполнителем. Высокая скорость сшивки при отршатеяь.ных темtrepiaTypax достигается вследствие высокой эффективности применяемой редокссистеьш, обусловленно величиной окислительно-восстановительного потенциала aTflavia металла у ферроцена и его алкилпрЬиаводных. Получение повышенных прочЙ6С:тtibix И тёрМбтаолшнонных характеристик объясняется высокой степенью струк турирования полиэфирного связующего в процессе отверждения.

Для получения тампонансной смеси, отверждающейсяг при отрицательных температурах, имеющей различные сроки схватывания и физико-механические свойства, ГОТОВИТ тампонажные сМеси с различным типом ненасыщенного полиэфира, ускорителя и различными инициаторами в вес.%

П р и.м е р 1. Ненасыщешпз1й эфир гШС-60921М) 40, олигоэфиракрилат (ТГМ-ЗС) 37, наполнитель (барит) 13, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь ферроцена с ТГМ-ЗС 1:1О) 5, инициатор отверлодёния - гидроперекись изопропилбензола (гипериз) 5.

Время жизнеспособности материала при 20°С 14О мин, при -10°С 5 ч. Температура отверждения -10°С. Прочность отвержденного материала через 20 мин после начала схватывания смеги при на сжатие 850 кг/см на изгиб 42О кг/см. Усадка 0,05.%.

П р и м е р 2. Ненасыщенный полиэфир 50, олигоэфиракрилат (МГФ-9) 35, наполнитель (песок) 10, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь 1,1-диэтилферроцена с МГФ-9 1:10) 3, инициатор отверждения (перекись метилэтилкетона) 2.

Время жизнеспособности: тампонажной смеси при 110 мин, при -15°С 6ч Температура отверждения -15 С. Прочность смеси отвержденнохч) материала через 2 О мин после начала схватывания смеси при -,15°С на сжатие 770 JKT/CM На изгиб 330 кг/см . Усадка отвержденного материала 0,08%.

Примерз. Ненасыщенный полиэ фир (ПН-35) 45, олигоэфиракрилат (ТМГФ-11) 36, наполнитель (бетонит) 12, ускоритель отверждения (эвтектическая смесь 1,1-дибутилферрсцёна с ТМГФ-11 1:10) 4, инициатор отверяс-, дения (паста перекиси бензоила) 3.

Время жизнеспособности смеси при температуре 90 мин, при 2,5 ч. Температура отверждения -5°С. Прочность отвержденного материала через 20 мин порле начала схватывания смеси при -5 С на сжатие 8ОО кг/см , на изгиб 45О кг/см . Усадка 0,07%.

Основные физико-механические свойства талтонажногчэ раствора и камня на его основе приведены в табл. 1 и 2

Таблица

Усадка, 9ь

Прсадент экстрагируемых в ацетоне за 30 сут.

Прочность на сжатие, кг/см Прочность на изгиб, кг/см

0,15

0,05

8

850 420

N

q

a

Ы

к

Ю

a H

и

CO oi

; Как видно из табл.. 1 и 2 тампонажный раствор способен хорошо отверждать ся при отрицательных температурах с пек пучением камня с высокими прочностными свойствами. изобретения о р м у л а 1, Тампонажный раствор для крепления скважин при отрицательных температурах, содержащий в качестве основы ненасыщенную полиэфирную смолу, олигоэфиракрилат, минеральный наполнитель, ускоритель отверждения и инициатор отверждения, отличающийся тем что, с целью обеспече йия нормального отверждения в условш1х отрицательных температур в интервале от -,5 да -15°С и получения камня с высокими прочностными свойствами, в качестве ускорителя отверждения используют эвтектическую смесь. фе1рроцена или его алкилпроизводных l,l -Диметил,-, -диэтил,-, -«ипроПил,- 1,1-дибутилферрсцен с оли гоэфиракрилатом при следующем соотно.шении компонентов, вес,%; Менасьщтенная полиэфирная смола40-50 Олигоэфиракрилат35-37 Минеральщай наполнитель 10-13 Ускоритель отверждения {эвтектическая смесь ферроцена или его алкштроизводныхС -. -диметил - 1,1 -диэтил,- 1Д-дипропил,- 1,1 -дибутилферроцен с олигозфиракрилатом ,3-5 Инициатор отверлсдения2-5 2, Тампонажный раствор по п. 1, тличающийся тем, .что автек 1ескую смесь ферроцена или его ашшлоизводных с олигоэфиракрилатом исльзуют в соотношении 1:1О. Источники информации, pHHsiTbie во внимание при экспертизе 1. Патент Яп.онии N 51-44992, . 26/3/С 51, М,,кл. С 08 F 299/О4, блик. 1976. 2.Be :onwe k-Ferliie i2- TecVAnik, 74, 40, N9 7, S,49G-496.