Тампонажная смесь Советский патент 1980 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к производству полимерных тампонажных смесей на основе карбамидного полимерного связуклдего и может быть использовано в качестве теплоизоляционного облегченного тампо- нажного материала при бурении нефтяных, газовых, паронагнетательных и других скважин в температурном диапазоне от -5 ДО+6О С в нефтегазовой промышленности и горном деле. Известна полимерная тампонажная смесь на основе карбамидного связующего, включающая минеральный наполнитель воду и отвердитепь Ц} . Однако такая смесь отверждается только при комнатной и повышенных температурах, а отвержденные образцы имеют большуза усадку и низкую водостойкость. Наиболее близкой по составу и технической сущности из известных ранее является тампонажная смеСь на основе кар бамидного связующего, включающая минеральный или органический наполнитель, а также модифицирующую добавку, пластификатор и отвердитель . Однако такая тампонажная смесь от верждается в присутствии г (лсоких температур и давлений, а отвержденные продукты имеют невысокие изоляционные свойства (водостойкость), а также низкие деформативные свойства, Цель изобретения - разработка тампо нажной смесив способной отверждаться в те1ушературном диапазоне от -5 до +60 С с получением камня с хорошими изоляционными свойствами. Поставленная цель достигается тем, что тампонажная смесь на основе карбамидного связующехх), включающая наполнитель, модификатор, пластификатор и отвердитель, в качестве отвердителя содерлшт эвтектическую смесь20 о-ного сернокислого или солянокислого гидроксиламина с 40/с)-ной п-бензолсупьфокиспотой

в соотног:ении 1:1 при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Карбамидная смола (синтезированная при сооткошенни мочевины и ST lioro ф малйна от 1:3 до 1:3,5).45-55

Наполнитель (лигнин, барит, полиэфирная пыль)18-22

. Модификатор (бакелитовый лак)20-22. Пластификатор (латекс бутадиенстирольного каучука)4-6 Отвердитель (автектиче екая смесь 20%-ного Сернокислого или солянокислого гидроксютамина с 40%-ной п-бензолсульфокислотой в соотношении 1:1)3-5, а в качестве полимерного связующего кар мидную смолу, синтезированную при соотношеШ1И мочевины .и 37%-ного фсчрмалина от 1:3 до 1:3,Г.

Эвтектическая смесь отвердителя вводится в тампонажную смесь после совмещения смолы с пластификатором, модификатором и наполнителем. Отвер кдение TaivmoHaxiHofl смеси при отрицательных температурах достигается вследствие высокой реакционной способности метилольных групп карбамидной смолы (синтезированной при соотношении мочевины и 37%-ного формалина от 1:3 до 1:3,5) с аминогруппой гйдроксиламина и сшивающего эффекта п-бензольсульфокислоты. Высокая водостойкость отвержденных продуктов достигается за счет образоъа- ния пространственного полимера; содержащего в своей структуре арилалкильные радЕскалы модификатора. Хорошие упругоэластические свойства отвержденного материала достигаются за счет наличия 6 цепи сополимера звеньев бутадиенстирольного опигомера. . - ,w...,,-, .,.,.,,, , Готовят тампонажные смеси с рвзшл соотношением полимерного связующего, модификатора, пластификатора, наполните, ля и отвердителя.

Пример. Берут компоненты ь следующем соотношении, вес.% Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37%ного формалина 1:3)45

Наполнитель (лнгкнн,

фракция 0,8 мм)22

Модификатор (бакелитовый

лак)22

Пластификатор (латекс бутадиенстиролъного каучука)6

Отвердитель (эвтектическая

смесь 20°о-ного сернокислого

гидроксиламина с 40%-ной

п-бензолсульфокислотой. в

соотношении 1:2)5 .

Время начала схватывания тампонаисной смеси при +20С составляет 1.5 ч, при 3,3 ч.

Начало схватывания тампонажной смеси определяют в соответствии с методи-. кой ГОСТ 1581-63. Прочность материала, отвержденного при 20 С, через 4 ч

после йачала .. схватывания при сэкатии

54 кг/см изгибе 30 кг/см

Прочность материала, отвержденного при -2°С, через 10 сут. после начала с:жатывания при сжатии 57 кг/см : при изгибе 32 кг/см . Процент экстрагируемых после 2-х месячного пребывания в воде отвержденного при 20°С образда составляет 1.5-2%. Усадка 0,4-0,5%.

ПриМер2, Берут тампонажную смесь при спедуквдем содер1жании компонентов, вес.%:

Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37 %-ного формалина 1:3,5)50

Наполнитель (барит)20

Модификатор (бакелитовый лак)21

Пластификатор (латекс, бутадиенстирольного каучука)5 Отвердитель ( эвтектическая смесь 2О%-ного солянокислого гйдроксиламина с 40%-ной п-бензолсульфокислотой в соотношении 1:1)4 . Время начала схватывания тампонажной смеси при +2ОС составляет 1,3 ч, при - 5°С 7 ч. Прочность материала, отвержденного при 20 С, через 4 ч после начала схватывания при сжатии 45 кг/см при изгибе 25 кг/см . Образцы, отвержденные при , через 10 сут, после начала схватьтвания имеют прочность при сжатии 50 кг/см, при изгибе 38 кг/см. Процент экстрагируемых после 3-х месячного пребывания образцов в воде составляет 2-3%. Усадка составляет 0,3%

Пример 3. Берут компоненты в лецугацем соотношении, вес.%: Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37%-Hoix) формалина 1:3)55 Наполниз-епь (полиэфирная пыль) 18 Модификатор (бакелитовый лак) 2О Пластификатор (латекс бутадиенстирольного каучука)4 Отвердитель (тектическая смесь 20%-ного сернокислого гидроксиламина с 4О%-ной .

, ..4

п-бензолсульфокислотой в

соотношении 1:2)3 .

Время начала схватывания тампогшжной смеси с отвердителем при 20с составляет 1 ч. Жизнеспособность смеси при составляет 20 мин. Прочность материала, отвержденного при , через 4 ч после начала схватывания при сжатии 58 кг/см при изгибе 37 кг/см. Прсадент Экстрагируемых пйеле 2-х месячного пребывания образцов отвержденных при в воде составляет 1,52%, Усадка отвержденного материала составляет 0,5%.

Данные опытов сведены в таблице.

Лигнин,,

фракция

0,855 2265 20 1,13 0,4 1,5 SQ.

22,.54 В числителе - предел прочности при изгибе Как видно из таблицы полученная тампонажная смесь способна нормально отверждаться при положительных и отрицательных температурах с получением какьня с повышенной водостойкостью, малой усадкой и высокими изоляционными свойствами. Применение предлагаемого материала позволяет сократить период ОЗЦ до 3 ч. Стоимость 1 т тампонажной смеси составляет 180 руб. Обций экономический эффект от применения предлагаемого материала составляет 2421 руб. на скважину.

32

57 менателе - предел прочности при сжатии, Формула изобрете н и 1, Тампонажная смесь на основе карбамидного связ5гющего, включающая наполнителЕ, пластификатор, модификатор и от-вердитель, отличающаяся тем, чгго, с целью отверждения в диапазоне температур от -5 до+60°С и получения камня с высокими изоляционными свойствами, в качестве отвердителя испстоззуют эвтектическую смесь сернокислого или солянокислого гидроксиламина с 40%-ной п-бензолсупьфокислЬтой в соот772631ношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Полимерное связующее (карбамидная смола)45-55 Наполнитель18-22 s Модификатор20-22 Пласти1фшштоР4-6 Огвердитель (автектнчёская смесь 20%-ного сернокислогр или солянокислого гидро-О ксиламива с 4О%-ной п-бензопсульфокасдогай в соотношенин 1:1)3-5 2 g 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве полимер. ного связующего смесь содержит карбамидную смолу, синтезированную при соотношении мочевины и формалина от 1:3 до 1:3,5. Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №490903, кл. Е О2 3/14, 1973. 2. Патент Японии NJ 48-41926, кл. 9А, раз. 11, опублик. 1974 (прототип).