Тампонажная смесь Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится к бурению скважин, в частно.сти к тампонажным смесям для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известны тампонажные смеси, включакяцие цемент и добавку, замедляющу сроки схватывания при повышенных температурах и давлениях. К таким добавкам относятся борная кислота винно-каменная кислота, гидролизованныйполиакрИлонитрил (гипан), сульфит-спиртовая барда (ССБ), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), нитролигнин,нейтральный черный контакт (НЧК) и др. Количество вводимой добавки колеблется до 3 вес.%. flj.

Однако указанные смеси обладают следующими недостатками: низкой эффективностью замедления сроков схватывания, так, например, виннокаменная кислота при добавке До 2 вес.% при температуре 150°С удлиняет начало схватывания цемента до 3-4 часов, а КМЦ при концентрации добавки до 1,5 вес.% при температуре удлиняет начало схватывания До 1,5 часов. .

Кроме того, указанные реагенты являются дорогими и дефицитными продуктами .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является талшонажная смесь для цементирования нефтяшлх и газовых сквс1жин на основе портландцемента и добавки, в которой используется тринатриевая и трикалневая соль i-оксиэтиледендисфосфоновой кислоты общего вида (ОЭДФ):

ей о-м

вН5-ё-1Е -в

j в-м

M-e-P-0-M

S

1-л« К;

при следующем соотнсяиении компонентов

вес.%:

цемент 99,70-99,99 ОЭДФ 0,01-0,3

Однако известная тампонажная смесь обладает низким э,ФФектом замедления сроков схватывания цемента, требуются значительные расходы добавки, а стоимость ОЭДФ в настоящее время составляет 25 тыс.руб/т,

Целыо изобретения является nosaшение. эффекта замедления сроков схватывания цемента, снижение расхода вводимой в тампонажную смесь добавки, удешевление тампонажных смесей.

Поставленная цель достигается тем, что используется тампонажная смесь (JtO-P-Ctt2)2-lf-( где при следующем соотношении компонентов , вес. % г. цемент -99,850-99,99 моноватриевая соль производного 1-3-диаминопропанол-2 (ДПФ) ,005-0,150 В качестве мононатривой соли про изводного 1,3 диаминопропанол-2 используется продукт синтезу формальдегида, фосфористой кислоты с амином следующего вида; Н2К- йИг- ;н-СИ2- 111 , . I -in , ъде я - f - 8 конечный продукт синтеза - кристаллическое вещество белого цвета, гигроскопичное, хорошо растворимое в воде. В предлагамой тампонажной смеси используется полимерное соена основе цемента и добавки, в качестве которой используется мононатриевая соль производного 1,3-динаминопропанол-2- {ДПФ-1) общего вида:H-CH2 k itt2-P-OTI дикение со степенью полимеризации равной 1-5. Авторами использовался продукт с широкой гаглиюй степеней полимеризации (1-5) г-что позволило получить более детаевый чем ОЭДФ и его стоимость составляет 2500 руб/т. Предлагаемая тампонажная смесь приготовляется следукадим образом. В расчетное количество воды вводится добавка-замедлитель сроков схватывания (производное 1,3 диамйнопропанол-2) и на этом растворе затворяется цемент по обычной технологии. В табл.1 приведены параметры тампонажных смесей (предложенного и известного) при верхних, нижних и оптимальных соотнсиаениях компонентов. Эффект замедления ероков схватывания тампонажной смеси определялся при температуре и давлении 450 кГС/см по методике изложенной Э ГОСТе 1581-78. . Таблица

Прототип

0,01 0,01 0,30

Из табл. видно, что даже при незначительном содержании в теилпонажной смеси мрнонатриебой соли производного 1,3 диаминопропанола-2 происходит удлинение сроков схватывания. А при добавке ДПФ-1 равной О,15% эффект замедления сроков схватывания выше на 1 ч 27 мин по сравнению с

2-54 3-56 4-40

добавкой ОЭДФ, равной 0,3%. Нижний и верхний пределы добавки ДПФ-1 объ.60 ясняется следующим.

Пример 1. Параметры тампонажной смеси при добавках ДПФ-1 при концентрации 0,002% в сравнении с &5 контрольным опытом приведены в табл.2 Из примера 1 видно, что при добав Kctx ,меньше 0,005%, замедление сроков схватывания меняется в пределах, не имеющих практического значения . Пример 2. Увеличение сро.ков схватывания выше 5 ч 30 мин не целесообразно, так как при существую щей технологии цементирования скеажин глубиной 3000-5000 м процесс продолжается не более 4 час. А время до начала схватывания тампонажной смеси должно ть больше продолжительности цементирования на 5-10 мин на каждые 1000 м (А.И.Булатов Тампонажные материалы и технология цеме тирования скважин, М., Недфа, 197 стр.73). Таким образом, при использовании данного технического решения полностью реализуется цель изобретения, а именно:

О

0 5Н 2-1 i|j2H2

сн, ewa

при следующем соотнесении ингредиентов в вес.%):

тампонажный цемент 99,850-99,995мононатриевая соль

1,3-диаминопропанола-20,005-0,15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Таблица 2

ока

с.130-133.

2.Авторское свидетельство СССР 640019, кл. Е 21 В 33/138, 1977 (прототип). повышается эффект замедления сроков схватывания тампонажной смеси при высоких температурах; сокращается расход вводимой добавки - понизителя сроков схватывания, предложеное в качестве добавки вещество в 10 раз дешевле, чем добавки в Прототипе. Формула изобретения Тампонажная смесь для цементирования высокотемпературных скважин, содержсццая тампонажный цемент и зймедлитель сроков схватывания смеси, отличающаяся тем, что, с целью повышения зффекта эамеплентя сроков схватывания, в качестве замедлителя смесь содержит мононатриевую соль производного 1,3-диаминопропанола-2 общего вида: