Тампонажный раствор Советский патент 1982 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

1

Изобретение относится к тампюнаж ным материалам для цементирования и производства ремонтно-изоляционных в нефтяных и газовых скважинах ..

Известны тампонажные растворы, содержащие цемент, загуститель жидкой фазы - гипа, или гипан с ускорителем твердения - содой 1.

Однако этот раствор стабилен при температурах ниже с повыгае-нием температуры изолирующая способность раствора резко падает, кроме того,раствор характеризуется продолН жительными- сроками схватывания и низкой прочностью.

Известен тампонажный раствор, содержащий цемент и сополимер кодинилового спирта с винилпластом, обладающий низкой водоотдачей и повышенной седиментационной устойчивостью 2 |.

Однако этот раствор седиментационно неустойчив при испытаниях в условиях, имитирующих условия цементирования наклонно-направленных скважин (наклонные трубки), отличается мсшой скоростью загустевания и набора прочности, характеризуется невысоким градиентом давления начала фильтрации.

Введение ПВС-ТР в количестве более 0,8 мае. % при В/Ц 0,5 приво- дит к получению непрокачиваемого ра.створа (растекаемость 10 см по конусу, при ,5) и значительному замедлению сроков схватывания до (2 сут) и получению камня низкой проч10ности .

Известен цементно-полимерный тампонажный материал, состоящий из портландцемента, бентонитовой глины, эпоксидной смолы ТЭГ, отвердителя15полизтиленполиамина ПЭПА и воды 3.

Однако этот раствор имеет низкую седиментационную устойчивость в условиях цементирования наклонно-на20правленных скважин и низкий градиент давления начала фильтрации, что не позволяет обеспечить изоляцию заколонного пространства , особенно при значительных градиентах межпластовых давлений, и получать успешный

25 результат при приведении изоляционных работ, под давлением.

Цель изобретения - улучшение качества раствора за счет повышения его седиментационной устойчивости в

30 условиях цементирования наклоннонаправленных скважин, а также сни жение проницаемости и ускоре.ние на бора прочности раствора при тверде нии. Поставленная цель достигается тем, что в качестве добавки раство содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Портландцемент 55-66 Водорастворимая алифатическая эпоксидная смола 2,0-4,0 Отвердитель аминного типа 0,4-0,8 Поливиниловый сприт 0,3-0,8 ВодаОстальное Кроме того, в качестве водорастворимой алифатической смолы саствор содержит смолу марки ТЭГ-1 или; ДЭГ-с1 согласно ТУ 05-16-45-76,а в качестве отвердителя аминного типа - ПЭПА, ДЭТА, ТЭТА УП-0633. Али ати-ческая эпоксидная смола ( АЭС J в водном растворе в присутствии отвердителя образует локальные пространственные сшитые структуры. При затворении цемента раствором смолы ее сшитые продукты адсорбируются на частидох клинкерных минералов и гидратных новообразова ний, образуя систему дополнительны связей в твердеющем растворе и час тично кольматируя поровое простран ство цементного теста. Однако в силу низкой концентрации полимеров в растворе и малой молекулярной массы АЭА надежная кольматация порово пространства возможна только после отсоса цементным тестом при гидратации значительного количества воды и получения отвержденного продук та смолы с малым содержанием растворителя в пространственной сетке. поливиниловый спирт.марки в цементном растворе под действием солей, образугацихся в процессе гидратации цемента, высаживается в виде сгустков студня в поровом пространстве цементного теста, кольматируя его АЭС, и практически мгновенно адсорбируется на поверхности клинкерных материалов и гидратных новообразований, создавая благоприятные условия для последугацей адсор ции высокомолекулярного поливинило; вого спирта. При -комплексном действии полимеров ( АЭС с отвердителем и ) практически полностью кольматируется поровая структура на всех стадиях твердения. Благодаря образованию непроницаемой структуры и адсорбционной способности полимеров обеспечивается высокая седиментационная устойчивость тампожного раствора, в том числе при испытаниях В наклонных трубчах, имитирующих условия цементирования наклонных скважин.Тампонажный раствор характеризуется также малым промежутком времени между началом и концом загустевания, высоким темпом набора прочности на ранних стадиях твердения за счет связывания избыточной воды полимерами. Раствор готовят в стака-. не с лопастной мешалкой в течение 10 мин. Затем в расчетный объем раствора вводят последовательно смолу, отвердитель и доливают воду до получения расчетного объема жидкости,затворения. На полученном растворе после перемешивания в течение, 3 мин затворяют цемент, В качестве отвердителя используется поли этилен полиамин (ПЭПА). Для определения растекаемости, седиментационной устойчивости, начального давления гидропрорыва, седиментационной устойчивости, на- чального давления гидропрорыва, физикоз-технических показателей приготавливают образцы тампонажнрго раствора (камня) с разным соотношением цемента, смолы, отвердителя, , воды, комплексное действие АЭС приводит к значительному повышению изоляционных свойств раствора (камняJ, нормальной плотности, облегченности (градиент ) давления начала фильтрации.. , Применение предлагаемого тампонажного раствора позволяет повысить качество цементирования наклонно-направленных скважин, скважин с значительными градиентами межпластовых давлений, предупредить водогазопроявление, обеспечить получение безводной продукции, увеличение периода безводной эксплуатации.скважин, повысить успешность ремонтно-изоляционных работ. Предлагаемый тампонажный расггвор может быть использован для строительства и ремонта бетонных конструкций гидротехнических сооружений, строительства подземных газохранилищ. Формула изобретения 1,Тампонажный раствор,содержащий портландцемент , водорастворимую алифатическую эпоксидную смолу, отвердитель аминного типа, добавку и воду, отличающийся тем, ЧТО, с целью повышения седиментационной устойчивости раствора в условиях цементирования наклонно-направленных скважин, снижения проницаемости и ускорения роста прочностных свойств раствора при твердении, в качестве 5 9662 добавки раствор содержит поливинило-. вый спирт , при следующем зоотношении ингредиентов, мае. %: Портландцемент 55-66 Водорастворимая алифатическая эпоксидная смола 2,0-4,0 Отвердитель аминного типа 0,,Э ТК ливиниловый спирт 0,3-0,810 Вода Остальное 2. Раствор по п. 1, о т л и ч а юц и я тем,что в качестве водорастворимой алифатической смолы он содержит смолу марки ТЭГ-1 или ДЭГ-115 согласно ТУ 05-16-45-78. 74 3. Раствор по п. 1, о т л и ч аю ц и и с я тем, что в качестве отвердителя аминного типа он содержйт ПЕПА, ДЭТА, ТЭТА УП-0633. . Источники информации, принятые во влимание при экспертизе 1, Мариамиольский П.А. Опыт приманения реагентов-понизителей водоотдачи и пластификаторов цементных растворов-РНТС. - Бурение, 1968, 7, с..18-21. 2. Авторское свидетельство СССР 578433, кл. Е 21 в 33/138, 1977. 3. Авторское свидетельство СССР 555887, кл. Е 21 В 33/138, 1975.