Тампонажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится к нефтепромысловому делу, к строительству нефтяных и газовых скважин и может быть применено, в первую очередь, при креплении высокотемпературных скважин.

Известен тампонажный раствор на основе портландцемента, в котором в качестве замедлителя схватывания используется виннокаменная кислота (ВКК), способная эффективно замедлять схватывание тампонажных растворов до 18оС ГП .

Однако ВКК является дорогостоящим реагентом (1 т стоит 6000 руб.) и остродефицитным материалом, который только частично удовлетворяет потребности в нем.

Известен тампонажный раствор, содержащий в своем составе добавкузамедлитель - реагент Л-7. Реагент Л-7 очень эффективный замедлитель, применим для цементирования скважин

В широком диапазоне температур от 75 до 250С 2.

Однако из-за сложности технологии существующий объем производства не может удовлетворить потребности в нем нефтяной промышленности. Кроме того, он сравнительно дорог (1 т реагента Л-7 стоит 2300 руб.).

Известен также тампонажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду и добавку-замедлитель - гипан с хромпиком, которая применима для крепления скважин до температуры 3.

Однако гипан загущает тампонажные растворы и сравнительно дорог.

Цель изобретения - повышение термостойкости раствора до 250С с одновременным снижением его стоимости.

Указанная цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит зеленую патоку - отход производства

глюкозы при следующем соотношении ингредиентов, весД:

Тампонажный цемент Зеленая патока 0,, Хромпик0,05-0,5

ВодаОстальное

Зеленая патока является отходом производства глюкозы и выпускается согласно ТУ 18 УССР 15-75. По внешнему виду она представляет собой сиропообразную жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом, хорошо растворяется в воде. По химическому составу она является смесью продуктов гидролиза крахмала глюкозы, продуктов реверсии глюкозы и неполного гидролиза крахмала. Зеленая патока нетоксична, используется в медицине. Стоимость 1 т зеленой патоки 127 руб. Технология введения термостойкого замедлителя

в раствор исключительно проста.

Зеленая патока и хромпик растворяются в воде, на которой готовится Тампонажный раствор (из портландцемента, шлакового цемента).

Исследования показывают, что указанные добавки зеленой патоки и хромпика позволяют замедлять начало схватывания тампонажных растворов при 80250°С до З- ч.

В табл. 1 показано влияние ЗПХ на физико-механические свойства тампонажных смесей.

Таблица 1

0,

0,1

Портландцемент

0,6

0,12 2,8 0,15 3. 0,17

0,04

0,15

ШПЦС-120

0,06

0,15 0,18

0,2

0,6 0,22

0,32

0,2

ШПЦС-200

0,6 0,2

1,0 0,3 0,4

1,2

1,80

80 80

21

1,80

22

1,80

21 100

300

1,80

22,5 100 300

1,81

23 120 300

1,81

23 400 1 130 80 80

18

,45

1,78

,45

18

1,78

1

, 45

1,78

18 100

300

,45

18

1,78 100 300

,45

1,78

19 400 130

,45

20 160

,45

19 160

1,79 500

,45 160

19,5

1,79 500

,45 180

20

1,79 500

,45

20

1,79 200 500

,45

1,80

21 600 220

,45

1,80

22 600 250 и оттеков (зеленой патоки) от веса цемента. 5909 Хромпик, используемый для замедления схватывания совместно с зеленой патокой, выпускается согласно ГОСТ «220-65. Индивидуальное действие зеленой патоки и хромпика на раст-5 воры вяжущих неэффективно. Применять хромпик самостоятельно как земедлитель не рекомендуется. В основном он используется в смеси с ССБ и гипаном. Зеленая патока способна замедлять схватывание тампонажного портландцемента до 80-90°С. При более высоких температурах зеленая патока не замедляет схватывание портландцемента При введении в воду и растворений хромпика совместно с зеленой патокой в указанных выше концентрациях достигается эффективное замедление схватывания тампонажных растворов до 20 250°С. Пример 1.Оптимальный состав для портландцементных растворов при 130°С, вес.: Портландцемент6 Хромпик0,17 Зеленая патокаЗ, ВодаОстальное ст ве дл ве дл дл сх пр 6 Пример 2. Оптимальный сов для раствора ШПЦС-120 при , Д: ШПЦС-12069 Хромпик0,22 Зеленая патока 0,6 ВодаОстальное Пример 3. Оптимальный состав раствора ШПЦС-200 при 180°C, .: ШПЦС-200 Хромпик Зеленая патока Вода Остальное Пример k. Граничный состав температуры 80°С, вес.%: Портландцемент 6 Хромпик0,05 Зеленая патока 0,0 ВодаОстальное Пример 5. Граничный состав температуры 250°С, вес.: ШПЦС-2006,0 Хромпик0,5 Зеленая патока 2, ВодаОстальное В табл. 2 представлены сроки атывания и результаты испытаний длагаемого тампонажного раствора. Таблица 2 Как видно из табл. 2, цементный камень, получаемый из тампонажных растворов с добавками зеленой паток и хромпика (ЗПХ), обладает хорошей прочностью на изгиб и сжатие, зна чительно превышающей требования ГОС Как показывают испытания, при хр нении зеленой патоки в полевых условиях в закрытой цистерне ее свойства сохраняются в течение 2-х лет. Экономическая эффективность от применения зеленой патоки с хромпиком в качестве замедлителя схватыва ния тампонажных растворов за 1 год составит 335 тыс. руб. Формула изобретения Тампонажный раствор для цементир вания высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве основы Тампонажный цемент.

Продолжение табл. 2

Прочность, кгс/см , через сут воду и хромпик, отличающиис я тем, что, с целью повышения термостойкости раствора до температуры 250°С с одновременнь1м снижением его стоимости, он дополнительно содержит зеленую патоку - отход производства глюкозы при следующем соотношении ингредиентов, вес.: Тампонажный цемент б7-б9 Зеленая патока 0,, Хромпик0,05-0,5 ВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шадрин Л.Н. Технология и организация крепления скважин. М.,Недра, 1975, с. 122. 2.Авторское свидетельство СССР № +07851, кл. С ОА В 13/2, 1971. 3.Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., Недра, 1973, с. 132 (прототип).