Облегченный тампонажный раствордля НизКОТЕМпЕРАТуРНыХ СКВАжиН Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к облегчен: ным тампонажным материалам, которые могут применяться для цементирования нефтяных и газовых скважин, осложненных наличием трещиноватых, проницаемых, слабосвязанных и мерзлых пород. Известен тампонажный раствор, состоящий из высокоалкминатного цемента 42,8 вес.%, толченного огнеупорного кирпича 28,6 вес.% и воды 28,6 вес,%. Введением молотого огнеупорного кирпича в этот раствор предотвращается снижение прочности цементного камня, вызываемое nepekpHcталлизацией гексагонал.ьных гй рралюмйнатов кальция в кубические Д, Известен также тампонажный р&створ, состоящий из смеси высокоглиноземистого цемента 50 вес.% и золы . уноса 50 вес.% 2 . Однако цементному камню,сформированному из таких растворов свойствен ны низкая морозостойкость, незначительное сопротивление ударному изгибу и недостаточно прочное сцепление колонной. Кроме того, к недостаткам такого раствора относятся низкая про ность и высокая теплопроводность цементного кс1мня при отрицательной температуре. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является облегченный тампонажный материал для низкотемпературных сквгокин, содержащий гипсоглиноземистыйцемент, облегчакадую добавку - лигнин и воду. Затворение такой смеси производится водой при водоцементном факторе, равном 0,бр.. Однако цементный камень, сформированный из такого раствора, имеет низкий коэффициент морозостойкости, характеризующий, его устойчивость при циклических колебаниях температуры от (Положительной до отрицательной, что соответствует условиям периодической эксплуатации скважин, связанны, например, с ремонтом, неспособен вьщерживать усилия, вызываемые как уйарами бурильных о колонну во время chycKo-подъемных операций, так и эксцентричностью шарошечных долот при разбуривании цементн.ого стакана, а также отличается недостаточной прочностью сцепления с обсадной колонной и высокой стоимостью и дефицитностью лигнина.

Цель изобретения - повьпиение адгезионных свойств и морозе- и ударостойкости цементного камня.

Указанная цель достигается тем, что в качестве облегчающей добавки раствор содержит перлитовый легковес при следующем соотношении компонентов , вес.%:

Гипсоглиноземистый цемент44,0-57,5

Перлитовый легковес 5,0-6,0 ВодаОстальное

Перлитовый легковес представляет собой замкнутые стеклянные гранулы, полученные путем вспучивания породы

лукообразной структуры при температуре . Перлитовый легковес соответствует марке 100 по ГОСТ 10832-74.

Пример. По предлагаемому е составу готовят десять растворов с граничньам и средним содержаниями компонентов, а также с их содержанием вьале верхнего и ниже нижнего пределов для температур. 20и . . Для сравнения готовят также два известных раствора.

Свойства предлагаемого и известного тампонажных растворов представлены в таблице.

Коэффициент морозостойкости цементного камня определялся, как. отношение прочности на изгиб образцов 28-и суточного возраста после 10, 20 и 30 циклов замораживание - оттаивание (по режиму 30 мин. замораживаниа при - 10°С и полное оттаивание при 4-4 С) к прочности эквивалентных образцов при соответствующей температуре твердения.

Данные таблицы свидетельствуют

о том, что предлагае ий тампонажный раствор с оптимальным содержанием

компонентов об/ адает лучшими свойствами, .чем известный; коэффициент морозостойкости цементного камня возрастает на 18-29%, сопротивление ударному изгибу / в 2 раза, прочность сцепления/- в 3 раза. Изменение содержания компонентов выше верхнего и ниже нижнего пределов приводит либо к расслаиванию системы, либо, к потере подвижности.

Предлагаемый тампонажный раствор получают обычным способом, т.е. смесь, тщательно гомогенизированная

в цементносмесительной машине, затворяется водой в гидравлической воронке или фрюзерноструйной мельнице, входящей в комплект агрегата для приготовления промышленной жидкости.

Предлагаемый тампонажный раствор позволяет повысить качество цементирования скважин за счет повышения морозостойкости ,1 ударостойкости цементного камня и прочности его сцепления с колонной. Указанные факторы в совокупности способствуют сохранению монолитного цементного камня и обеспечивают надежную и до.лговечную герметизацию затрубного пространства. Кроме того, предлагаемый раствор улучшает условия цементирования скважин с наличием проницаемого и слабосвязанного коллектора, поскольку гранулы перлита являются закупооивающим материалом. Перлитовый легковес является местным недефицитным мате-, риалом и стоимость .е.го /о в 10 раз

меньше, чем лигнина, содержащегося. в известном растворе. Эконо ическая эффективность только за счет экономии цемента достигает 2000 рублей на одну условную скважину.. Качественная герметизация затрубного пространства способствует повьшению экономической эффективности.

Формула изобретения

5 Облегченный тампонажный раствор для низкотемпературных скважин, содержащий гипсоглиноземистый цемент, облегчающую добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью .повышения адгезионнЕлх свойств и мороQ зо- и ударостойкости цементного камня, в качестве облегчающей добавки он содержит перлитовый легковес при следующем соотношении компонентов, ве-, %. :.

5 Гипсоглиноземистый

цемент 44,0-57,5

Перлитовый легковес 5,0-6,0 « ВодаОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кечегезян А.Н. Исследование специальных видов тампонажных раствоГ(РОВ. Экспресс-информация Бурение, М., ВНИИОЭНГ, 1977, № 19, с. 7.

2.. Булатов А.И. и др. Устойчивость цементного камня к циклическим колебс ниям температуры. Экспрессинформация, Бурение, М., ВНИИОЗНГ, 1978, 1, с. 7.

3. Авторское свидетельство СССР № 578436, кл. Е 21 В 33/138, 1976.(