Тампонажный состав Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится к производству тампонажных составов и предназначается для изоляции зон интенсивных поглощений при бурении скважин в солевых переслаивающихся с солями пород при наличии в них перетоков пластовых вод.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазовой промышленности,. геологии и горном деле.

Известен тампонажный для цементирования обсадных колонн скважин в сол лях, содержащий кислый , магнезиальный цемент, хлорид кальция и воду 1.

Однако указанный тампонажный раствор, специально предназначаемый только для цементирования обсадных колонн скважин, после затворения имеет высокую растекаемость 180-190 мм, а образование цементного камня происходит только через 10-12 ч. Кроме того, образующийся цементный камень через 2 месяца трескается и размывается пластовыми водами. Поэтому из5естн1лй тампонажный раствор, не обладая закупоривающими свойствами после затворения в течение длительного времени, никак не может быть

использован для изоляции зон поглощений при .бурении скважин.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является тампонажный состав 2j для изоляции зон поглощений при бурении скважин, содержащий цемент, полиакриламид (ПАА), хлорид кальция и воду при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч:

Цемент100

ПАА.0,1

Хлорид кальция 5

Вода45

Однако у известного состава в условиях солевых и переслаивгиощихся с солями пород полностью отсутствует сцепление с этими породами, и, кроме того, известный состав имеет низкие закупоривающиеся свойства: малую первоначальную густоту 2-4 мм низкую пластическую прочность 7 гс/о и большие сроки схватывания от 3 ч 25 мин до 4 ч 55 мин. Поэтому известный состав не позволяет производить т.ампонажные работы в солевых и переслаивакщихся с солями породах и осо- бенно при наличии нескольких перетоftoB пластовых, вод. Цель изобретения - повышение заку ,ривающих свойств состава и получение кого в условиях солевых и пересла вающихся с солями пород при наличи в них перетоков пластовых вод при одновременном сохранении его водос кости и высокой прочности. Поставленная цель достигается. jteM, что состав дополнительно соде жит магнезит каустический,- причем компоненты находятся-в следующем Соотношении, вес.ч: Цемент 100 aгнeзит каустический 5-10 Хлорид кальция4-5Полиакрила0,05-0,2 мид 46,6-56,5 Вода Для получения пред Пример. лагаемого тампонажного состава берут портландцемент тампонажный, магнезит каустический (светлосерый порошок), ГОСТ 1216-41,.полиакрила мид (ПАА), представляющий собой желеобразное веЩество желтого цвета, хлорид кальция, воду водопроводную общей жесткостью 5 мг-экв/д Сначала готовят 3%-ный раствор ПАА, для чего 0,05-0,2 г 100%-ного ПАА растворяют при комнатной температуре в 1.,6-6,5 мл воды (в части от ее общего количества и соде жимое перемешивают. В оставшемся объеме воды (в 45-50 мл} в другой емкости растворяют 4-5 г хлорида кальция. Затем 100 г цемента затво ряют на водном растворе хлорида Кальция и в эту суспензию до бавляют 5-10 г магнезита. Содержимое перемешивают 2-3 мин со скоростью 60-100 об/мин .до равномерного распределения магнезита в суспензии. К полученной суспензии добавляют ранее приготов ленный 3%-ный рас±вор ПАА и при пе реманивании в течение 20-30 с посл добавления раствора полиакриламида получают предлагемый тампонажный .состав, представляющий собой тесто образную массу. В каждом опыте определяют закуп ривающие свойства образовавшегося тампонажного состава. Свойства предлагаемого тампонажного состава сравнивают со свойствами известного тампонажного .состава, содержащего цемент, йолиа риламид, хлорид кальция и воду. Данные о свойствах предлагаемог и известного тампонажного составов приведены в табл.1 и 2. Данные приведенные в .2 показывают, что предлагаемый тампонажный состав образует камень который не теряет сроих прочностны свойств в воде даже через 7 сут. Так, например, прочность предлагаемого тампонажного камня уже через 1 сут. имеет значение 36,2-52 кг/см, что позволяет -разбуривать тампонажный стакан ранее суток твердения. Кроме того, тампонажный камень, сформированный из предлагаемого тампонажного состава, является водостойким материалом, что доказывается данными, приведенными в таблице, а именно: прочность камня, который хранился в воде, через 4 сут. достигает величины 110-225 Кгс/см. а через 7 сут. - 137-279 кгс/см. Результаты исследований также показывают, что кроме новых полученных положительных качеств прочностные и водостойкие свойства тампонажного камня, полученного из предлагаемого состава, близки к свойствам камня, полученного их: известного. Совместное присутствие в предлагаемом составе магнезита и хлорида кальция не приводит к образованию цемента Сореля в разрушительных количествах и его Образованию препятствует в известной мере наличие полимера - иолиакриламида, а именно хлорид кальция расходуется на коагуляцию полимера и поэтому не вступает во-взаимодействие с магнезитом. В- дальнейшем гидратация портландцемента, каустического магнезита и набор прочностной характеристики состава происходи при остаточных количествах катионов кальция. Технико-экономические преимущества предлагаемого тампонЕ1ЖНОго состава по сравнению с известным состоят в том, что предлагаемый состав обладает свойством сцепления с солями, в то время как известный состав вообще не имеет такого свойства; у предлагаемого тампонажного состава по сравнению с известным составом первоначальная густота выше и 12-20 раз, пластическая прочность выше в 4-10 раз, короче сроки схватывания: начало схватывания короче в 3-7 раз, а конец схватывания - в 1,3-2,5 раза. Благодаря тому, что педлагаемый состав одновременно обладает и высокими структурно-механическими свойствами, и силой сцепления с солями, создается возможность производить качественную изоляцию зон поглощений за одну обработку в условиях солевых и переслаивающихся с солями лород даже при наличии в них переiTOKOB пластовых вод. При использовании же известного состава в таких случаях вестного состава в таких условиях качественной изоляций достичь практически невозможно, так как состав размывается.

Таблица 2

Формула изобретения

Тампонажный состав для изоляции зон поглощений при бурении скважин, содержащий цемент, хлорид кальция, полиакридамид и воду, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения закупоривающих свойств состава в условиях солевых и переслаивающихся ссолями пород при наличии в них перетоков пластовых вод при одновременном сохранении его водостойкости и высокой прочности/, состав дополнительно содержит магнезит каус;тический, причем компонеты находятся в следующем соотношении, вее.ч:

Цемент 100

Магнезит каутическийХлорид кальция

ПолиакриламидВода

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

поглощений. Серия Бурение, М., ВНИИОЭНГ, 1974, с.43, таблгЮ, (прототип).