ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН Советский патент 1995 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к цементным тампонажным растворам и может быть использовано при цементировании низкотемпературных нефтяных и газовых скважин.

Известен тампонажный раствор для низкотемпературных скважин, содержащий тампонажный цемент для "холодных" скважин, хлорид кальция и воду. К основным недостаткам указанного тампонажного раствора следует отнести чрезмерную усадку и низкую трещиностойкость камня, приводящую к сбросу прочности цементного камня и вследствие этого к нарушению качества крепления скважин.

Известен также тампонажный раствор для низкотемпературных скважин, содержащий тампонажный цемент для "холодных" скважин, ускоритель схватывания комплексную добавку хлорида натрия и хлорида калия, а также воду при следующем соотношении компонентов, мас. Тампонажный цемент 66,7
Ускоритель схваты- вания (5% NaCl+3% KCl) 2,7 Вода 30,6
Недостатки этого тампонажного раствора заключаются в увеличенных сроках схватывания и низкой прочности цементного камня. Кроме того, цементному камню, сформированному из такого раствора, свойственна усадка (хотя и в меньшей мере, чем у первого тампонажного раствора). Перечисленные недостатки способствуют снижению качества цементирования скважины, проявляющегося в разгерметизации затрубного пространства, особенно на контакте цементный камень колонна, что приводит не только к потере газа, но и загрязнению окружающей среды. При этом увеличиваются сроки строительства скважины.

Целью изобретения является сокращение сроков схватывания раствора и получение безусадочного цементного камня с повышенной прочностью.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве ускорителя схватывания раствор содержит шлам магниевых электролизеров отход магниевого производства на стадии электролиза безводного карналлита, при следующем соотношении компонентов, мас.

Тампонажный цемент
для "холодных" сква- жин 62,5-71,4
Шлам магниевых элект- ролизеров 0,57-3,0 Вода Остальное
Шлам магниевых электролизеров представляет собой отход магниевого производства титаномагниевых комбинатов на стадии электролиза безводного карналлита. Шлам электролизеров состоит из следующих компонентов, мас. MgO 26,0; KCl 20,4; NaCl 19,9; MgCl₂ 5,5; Mg 2,57; CaCl₂ 0,83; C 1,3; Ti 1,1; Fe 1,17; Si 0,36; Al 0,13 и пр. Растворимость шлама в воде свыше 95%
Были приготовлены два известных раствора (тампонажный цемент для "холодных" скважин, ускоритель схватывания 5% NaCl и 3% KCl, вода) и десять растворов согласно изобретению с граничными и средним содержанием компонентов, а также с их содержанием выше верхнего и ниже нижнего пределов для температур 20 и 0^оС (см. таблицу).

Данные таблицы свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный раствор для низкотемпературных скважин с оптимальным содержанием компонентов обладает значительно лучшими физико-механическими свойствами, чем известные ранее растворы того же назначения, а именно на 50% сокращаются сроки схватывания, на 30% возрастает двухсуточная прочность камня. При этом не обнаруживается усадки цементного раствора-камня. При содержании компонентов ниже нижнего и выше верхнего пределов наблюдается увеличение сроков схватывания и понижение прочности, а в некоторых случаях возникновение усадки.

Преимущества тампонажного раствора заключаются в следующем:
отсутствие усадки, способствующее сохранению контакта (сцепления) цементного камня с породой и колонной и тем самым предотвращающее опасность возникновения заколонных и межколонных газопроявлений;
сокращенные сроки схватывания и повышенная прочность, позволяющие повысить качество цементирования скважины и сократить сроки ее строительства за счет уменьшения периода ОЗЦ;
низкая стоимость тампонажного раствора за счет замены известного ускорителя твердения, требующего специального приготовления, недефицитным шламом магниевых электролизеров отходом производства титаномагниевых комбинатов.

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН, содержащий тампонажный цемент для "холодных" скважин, ускоритель схватывания и воду, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков схватывания раствора и получения безусадочного цементного камня с повышенной прочностью, в качестве ускорителя схватывания он содержит шлам магниевых электролизеров отход магниевого производства на стадии электролиза безводного карналлита, при следующем соотношении компонентов, мас.

Тампонажный цемент для "холодных" скважин 62,5 71,4
Шлам магниевых электролизеров 0,57 3,0
Вода Остальное