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

1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при креплении высокотемпературных скважин.

Известен тампонажный раствор с добавкой в качестве замедлителя f .глюконата кальция, применяемый для цементирования при температурах до 220С 1.

Окнако глюконат кальция является остродефицитным материалом и для нужд нефтяной промышленности не отпускается.

Известен также тампонажный раствор, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду, глюконовую кислоту, сахарную кислоту, глюконат натрия и сахарат натрия . Этот состав добавок к цементу назван реагентом Л-7 и эффективен в диапазоне температур 75-250° С 2.

Одаако технология его приготовления слЪжна и связаь t с вьщеленнем в окружающую среду большого количества окислов азота.

Целью изобретения является охрана окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор Дли цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий и качестве основы тампонажный цемент, воду, глюконовую кислоту, сахарную Кислоту,глюконат натрня и сахарат натрия,, дополнительно содержит бихромат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Тампонажный цемент62,0-69,0

Глюконовая кислота0,018-0,183

Сахарная кислота 0,020-0,340

Глюконат натрия0;020-0,370

Сахарат натрия0,030-0,780

Бихромат натрия0,004-0,170

ВодаОстальное

Этот состав добавок к цементу назван реагентом Л-9.

На чертеже показана технологическая схема производства этого состава.

Устанбвлено, что при соотношении Сахаров мелассы и азотной кислоты 1:1 окисление сахаров мелассы проходат до 80%. Уменьшение азотной кислоты на окисление позволяет уменьшать выделение окислов азота в 2.3 раза по сравнению с производством известного реагента Л-7. Часть из них рекуперируется, оставшиеся окислы в незначительном количестве сжи гаются и выбрасываются через выхлопную трубу в атмосферу. Оставшиеся неокисленные сахара после нейтрализации азотной кислоты содой окисляются бнхроматом калия. Таким образом проводится комбинированное окисление Сахаров мелассы с использованием двух окислителей: азотной кислоты, которая является сильным окислителем и окисляет большую часть (80%) Сахаров мелассы, и хромпика, который эффективно докисляет оставшиеся сахара. Бихромат натрия для окисления берется в количестве 20% от веса Сахаров, так как это количество Сахаров не окисляется азотной кислотой. Самостоятельно использовать бихромат натрня как окислитель мелассы экономически невыгодно, так как азотная кислота как окислитель сильнее и в 2 раза дешевле. Технология приготовления данного тампонаж ного раствора включает окисление мелассы азот ной кислотой в реакторе-окислителе J нейтрализацию окисленного сиропа кальцинированной содой до рН-3,0 в нейтрализаторе и введение 98 4 добавки бихромата натрия NajCj О с доведением рН до 3,5-4,5. Меласса, содержащая сахарозу, подвергается окислению азотной кислотой при соотношении сахарозы и кислоты 1:1 в реакторе-окислителе 1 из нержавеюшей стали, снабженном пароводя- ной рубашкой, мешалкой и трубой для отвода образуюпхихся во время реакции окислов азота. Общее время окисления мелассы 3-4 ч при , ступенчатом поднятии г температуры от 75 до По окончании 1-й ступени окисления производится нейтрализация йотной кислоты калвцикнрованной .содой в нейтрализаторе 2 до рН 3. По достижении указанной рН проводится доокисление оставшейся сахарозы бихроматом натрия в том же аппарате; В результате окисления и нейтрализации получается смесь оксикислот (глюконовой и сахарной) и их натриевых солей, которая центробежными насосами 3 перекачивается в отстойники накопителя 4. Влияние реагентов Л-9 и Л-7 на физико-механические свойства тампонажных растворов и цементного камня приведено в таблице.

S3ГЧРЧ-rn

2 S 2 Б S S S

OO

S «1 н

3lr Tt Юfnt

ooooeocoooeooooo

I

o r eo - or Q

VO

tgvovo.

o

oS S S я 2: S Й t

00

wo

OO

R S P - f: S r; P vO

- о о

ГГ|rl-о .Tj-TJ ° Й ° о g

- л c4 Д s 3; j

Л1ЛiH

Й 8

1Лuo

N 4

о о о

I m о

го

о 119 Исследования показали, что предлагаемый тампонажный раствор имеет показатель, начала схватывания при температурах 80-250°С До 34 ч, а цементный камень, получаемый из него обладает хорошей прочностью т изгцб и сжати значительно превышающей требования rcxinr. Использование добавки Л-9 замедлителя схватывания предлагаемого тампонажного раствора позволяет Сохранять окр)гжающую средуФормула изобретения Тампонажный раствор для цементирования высокотемпературных нефтяных и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, воду, глюконовую кнсйоту, сахарную кислоту, глюконат натрия и сахарат натрия, отличающийя тем, по, с целью охраны окружакицей среды, он дополнительно содержит бнхромат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Тампонажный цемент 62,0-69,0 Глюконовая кнслоха0,018-0,183 Сахарная кислота0,020-0,340 Глюкоиат натрия0,020-0,370 Сахарат натрия0,030-0,780 Бнхромат иатрия 0,004-0,170 ВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 649825, Кл. К 21 В 33/138, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № 407851, кл. С 04 В 13/24, 1971 (прототип).

ЧХЗг I

Е

4

о i1

к

«

3