Тампонажный раствор Советский патент 1980 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

. - ---.. Изобретение относится к тампонажным растворам в частности, обеспечивающим разобщение пластов в скваж1 ках с повышецными забойными температурой и давлением и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле. Известны тампонажные растворы пониженной плотности на основе портландцемента и облегчающих добавок, например, вспученного перлита 1. Существенным недостатком таких растворов является разрушение частиц вспученного перлита под влиянием высокой температуры и давления при креплений глубоких и сверхглубоких скважин.. Прототипом данного изобретения является тампонажный раствор пониженной плотности на основе портландцемента, содержащий облегчающую добавку вспученнрго перлита 2. Зерна вспученного перлита имеют сильно развитую щероховатую поверхность, закрытую пористость, низкую прочность (5 кг/см и менее). Перечисленные свойства перлита приводят к тому, что под влиянием значительных давлений и температур его частицы разрушаются, и эффект снижения плотности раствора в глубокий и сверхглубоких скважинах почти исчезает. Кроме того, частицы перлита, как правило, всплывают при приготовлении раствора, что приводит к осложнениям. Целью настоящего изобретения является повышение стабильности и седиментационной устойчивости тампонажного раствора. Поставленная цель достигается тем, что в качестве облегчающей добавки раствор содержит фильтроперлит при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч.: цемент 100, фильтроперлит 1 -10, воду 56-112. В качестве цемента раствор содержит цемент для «горячих скважин. Отличительной особенностью фильтроперлита является то, что он практически не всплывает в воде. Открытая структура зерен и их гранулометрический состав обеспечивает хорошую смачиваемость и диспергирование фильтроперлита в цементном растворе, что в свою очередь способствует бильности облегченных фильтроперлитоце- ||4;,. ментных растворов. Равномерно- )Ж ляясь в цементном растворе зерна перлита образуют большую и фильтрующую поверхность, , живает частицы твердой фазы, предотвращая соприкосновение и оседание их под действием силы тяжести или перепада давления. Увеличение водоотделения и водоотда чи твердеющего цементного раствора при этом не наблюдается, но имеет место значительное повышение седиментационной устбйчиБОСти и снижение контракционного эффекта облегчённог1э раствора. .Этому способ ствует угловатая структура с открытыми порами частиц фильтроперлита.. Сцепленные по концам или ребрам частички фильтроперлита образуют в растворе пространственную сетчатую структуру, имеющую определенную механическую прочность; В результате фильт роперлитоцементные тампонажные растворы обладают Стабильностью и тиксотропными свойствами..., Структура зерен фильтроперлита позволяет выдерживать больщие температуру и давление. По физико-техническим показателям фильтроперлит соответствует следующим : основным требованиям па ТУ 480-1-79-74: Насыпной объемный вес, кг/м не более 150 Структура зерен открытая Гранулометрический полный остато на сите 0,075 мм не более 20% Всплывающих частиц в воде по весуне более 12 Плотность растворов с добавлением фильтроперлита при давлениях до 750 кг/см и температурах до 165°С практически не повьшается. Указанные растворы имеют хорошую подвижность при высоких давлениях Н температуре. Фильтроперлит также придает, некоторые расширяющие Свойства цементному камню при его затвердевании. Для приготовления фильтроперлйтоцементных растворов пригодны все марки тампонажных цементов (ГОСТ 1581-63). Фильтроперлит можно добавлять к этим цементам в количестве 1 - 10 вес.ч., что поз воляет максимально снизить плотность раствора до 1,22 г/см. Дальнейшее увеличение добавки снижает эффективность его применения, так как прочность образцов из таких растворов значительно уменьшается изза высокой водопотребности смеси с большим содержанием фильтроперлита. Для условий температур 50-100°С применим тампонажный цемент для «горячих скважин. . Цементный камень из таких растворов является газонепроницаемым со значительНОИ адгезией к металлу, что важно при креплении газовых скважин. По прочностным характеристикам цементный камень удовлетворяет требованиям ТУ 21-1-6-67 к облегченным тампонажным цементам .в диапазоне плотности: не менее 1,45 г/cм 1,45-1,55 г/см и 1,55-1,65 г/см . В качестве регулирующих добавок к раствору можно применять синтетическую вин- .; ную кислоту (СВК), концентрированную .сульфитоспиртовую барду (КССБ), фурфурол, гипан. Формула изобретения 1. Тампонажный раствор, на основе цеменТа, содержащий облегчающую добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения ста1бильности и седиментационной устойчивости раствора, в качестве облегчающей добавки он содержит фильтро- . перлит, при следующем соотнощении ингредиентов, вес. ч.: Цемент .100 ФильтроперлитI -10 Вода: 56-1.12 2. Раствор по п. I, отличающийся тем, что в. качестве цемента он содержит цемент для «горячих скважин. ..; ; . . , . . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , L Луценко Н. А. и др. «Тампонажные растворы пониженной плотности. М., дра 1972, с. 77.: ;t 2Г Клюсов А. А. и др.Облегченные тампонажные растворы, М., «Газовая промышленность, 1978, № 3, с. 40-43 (прототип).