Способ приготовления тампонажногоРАСТВОРА Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится к креплениш нефтяных и газовых скважин, а именно к приготовлению тампрнажного материа ла для цементирования в условиях сероводородной агрессии.

Известен способ приготовления тампонажного раствора путем затворения коррозиестойких тампонажных цементов 1 .

Недостатком этого способа являет- ся ограниченный выбор цементов для этих условий.

Известен способ приготовления тампонажного раствора путем введения вяжущего в жидкость затворения. В качестве жидкости затворения используют рассолы различных солей. Способ позволяет получать тампонажный камень, коррозионно устойчивый к солёвой агрессии 2.

Однако тампонажный камень, сформированный из раствора, приготовленного способом, не обладает коррозионной стойкостью в сероводородной среде, т.е. не обеспечивает надежного крепления скважин, содержащих в пластовых флюидах сероводород.

Цель изобретения - повышение прочностных и антикоррозионных свойств тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что жидкость эатворения перед введением вяжущего насыщают сероводородом.

Затворение вяжущего на предварительно насьвденной сероводородом жидкости обеспечивает повышение коррозионной стойкости тампонажного камня к сероводородной агрессии. Этот процесс можно объяснить тем, что при затворении вяжущего на насыщенной сероводородом жидкости происходит образование сульфидов кальция, которые облалают вяжущими свойствами .

Способ приготовления тампонажного .раствора заключается в следующем.

Жидкость затворения предварительно насыщают сероводородом до концентрации 3 г/л (полное насыщение) путем барботирования последнего через жидйость, после чего проводят затворение на ней тампонажного материалацемента.

Исследования на прочность и коррозионную стойкость тампонажного камня из различных типов цементов, затворенных на жидкостях различного состава, проводятся как в пресной, так и в сероводородной среде, какой является насыщенная до концентрации Зг/л водопроводная вода. По мере выдержки тампонажного камая концентрация сероводорода снижается, поэто 4у ежедневно путем барботирования сероводорода лонцентрация его повышается до исхоДной.

В табл. 1 приведено изменение прочности тампонажного камня из цемента для горячих скважин в зависимости от жидкости затворения; в табл. 2 - изменение прочности тампонажного камня из расширяющегося цемента в зависимости от жидкости затворения и среды хранения; в табл. 3 - зависимость прочности тампонажного камня (ИЗ шлакового цемента ШПЦС-120 от жидкости затворения и среды хранения.

Таблица

100 цемента

Пресная.

60 воды пресной

Сероводородная

100 цемента

Пресная

Сероводород60 воды, насыщенной о ная

100 цемента

Пресная

60 эмульсии

Сероводородпреснойная

100 цемента

Пресная

60 эмульсии, насыщенСероводородной .(, S ная .

Состав тампонс1жного

Среда раствора, вес.ч. хранения

Пресная

Сероводородная

Пресная

ной

Сероводородная

244, 2

293,7

203,i

223,2 235,3 186,9

243,3

217,8 199,4 245,2

201,3

151,8 246,7 180,4

258,2

221Л

Таблица 2

Прочность на сжатие при хранении в первые три месяца, кгс/см

48,8

36,0

51,4

35,6 42,9 50,5

45,4

57,7

100 цемента

Пресная Тампонажный камень, сформированный из цемента для горячих скважин затворенного на пресной воде, имеет пониженную прочность при хранении в сероводородной среде, (табл. 1, смесь 1), в то время как затвореиие цемента на сероводородсодержащей жид кости приводит к повышению прочности камня в течение всего времени испыта ния при хранении в агрессивной среде (табл. 1, смесь 2). Образование в этом случае сульфидов кальция подтверждается результатами исследований прочностных характеристик цементнбго камня, хранившегося в пресной воде (табл. 1, смесь в которой происходит выщелачивание

Таблица 3

14,0

26,0

14,5 сульфидов кальция, что и приводит к более медленному росту прочности в первые три месяца. Следует отметить значительное увеличение «коррозионной стойкости цементного камня, сформированного из цемента, затворенного на насыщенной сероводородом эмульсии (табл. 1, смесь 4). Тенденция упрочнения тампонажного камня, приготовленного на жидкости, насыщенной сероводородом, сохраняется и для других типов цементов, таких как тампонажный расширякщийся цемент Ленинградского опытного завода (табл. 2) и шлаковый ШПЦС-120 (табл. 3).

Как показали результаты исследования прочности камня, сформированного из расширяющегося цемента, затворенного на насыщенной сероводородом воде, повышается и у образцов, хранившихся в прессной среде тaбл. 2, смесь 2 ) При этом прочность образцов, приготовленных на сероводородной, воде и хранившихся в той же , нарастает более интенсивно, чем контрольных хранившихся в пресной воде (табл. 2 и 3, смесь 2) .

Идентичные результаты, полученные практически для всех типов испытанных цементов, а для цемента для горячих скдажин при различных водоцементных отношениях -(табл. 4), свидетельствуют об общей закономерности, объясняемой образованием сульфидов кальция.

Как показали исследования, проч.ность образцов, приготовленных на пресной жидкости, сохранившихся в сероводородной среде, на 15-25% ниже прочности контрольных образцов, хранившихся в пресной среде.

Таким образом, предлагаемый способ приготовления .тампонажного раствра имеет большие преимущества перед известными и позвол гет повысить прочность и коррозионную стойкость тампонажного камня, в сероводородной среде и понизить его проницаемость, иск-, лючив тем самым эаколонные перетоки и проявления и увеличив долговечность крепи.

Формула изобретения

Способ приготовления тампонажйого раствора для крепления нефтяных и газовых скважин путем введения вяжущего в жидкость затворения, отличающийся тем,, что, с целью повышения прочностных и антикоррозионных свойств тампонажного камня в условиях сероводородной агрессиид жидкость затворения перед введением вяжущего насыщают сероводородом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования сквс1жин. М,, Недра, 1977, с. 236 (прототип).