Тампонажный раствор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК б 1)5 Е 21 В 33/13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССР Ь 975659, кл, С 04 В 25/02, 1982.Каримов Н.Х. и др. Разработка рецептур и применение расширяющихся тампонажных цементов. Обзорная информация. Сер. "Бурение". М., ВНИИОЭНГ, 1980. с.50.(57) Изобретение относится к технологикрепления нефтяных .и газовых скважинсложных геолого-технических условиях, треИзобретение относится к технологиикрепления нефтяных и газовых скважин всложных геолого-технических условиях, требующих повышенной надежности разобщения пластов,Цель изобретения - повышение деформативных свойств цементного камня.Тампонажный раствор, включающийпортландцемент, расширяющую добавку наоснове оксида кальция и воду, дополнительно содержит биополимер, являющийся водорастворимым пол исахаридом,продуцированным микроорганизмамиштамма М 1459 или М 637 с мол.м. 10 -10,при следующем соотношении компонентов,мас. :Портландцемент 55-70 бующих повышенной надежности разобще-. ния пластов. Цель изобретения - повышение деформативных свойств цементного камня. Тампонажный раствор включает портландцемент, расширяющую добавку на основе оксида кальция, воду и биополимер, являющийся водорастворимым полисахаридом, продуцированным микроорганизмами штамма М 1459-полимиксан или Ь 637- криптан с молекулярной массой 10 -10, при следующем соотношении, компонентов, мас.: портландцемент 55-70; расширяющая добавка 2-10; водорастворимый биополимер 0,05-5; остальное - вода. Причем в качестве биополимера тампонэжный раствор содержит полимиксан и криптан. Упру- З го-деформативные свойства цементного камня, определяемые величиной предельной деформации образцов при сжатии и значением модуля упругости, на 25-50 выше, чем у известных. 1 табл. Расширяющая добавка на основе оксида кальция 2-10Водорастворимый биополимер, например полимиксан или криптан 0,05-5Вода Остальное.В качестве биополимера тампонажныйраствор содержит полимиксан или криптан,которые являются водорастворимыми полисахаридами, продуцируемыми микроорганизмами,Большая молекулярная масса биополимеров, составляющая 10 - 10, определяет5 7значительные линейные размеры молекул. Это обеспечивает связь между собой достаточно большого числа активных центров, образующихся при гидратации портландцемента гидросиликатов кальция, 1617133оординируемых гидроксильными и карбокильными группами молекул биополимера,олисахариды меньшей молекулярной масы (КМЦ - мол,м. 2 10, ОЭЦ - мол,м, 5 10др,), а также плохорастворимые полисахаиды с мол.м. более 10 не дают заметноголучшения деформативных свойств затверевшего камня, повышая лишь вязкостьампонажного раствора,Преимуществом полисахаридов с 10мол,м. 10 -10 (биополимеров) перед другими полисахаридами в данном случае является то, что они не полимеризуются впроцессе твердения минеральных вяжущих, а следовательно, не вызывают появления внутренних усадочных напряжений.Биополимеры получают методами микробиологического синтеза. В зависимостиот вида микроорганизма - продуцента биополимеры имеют различные торговые наименования - криптан, полимиксан, Процесспроизводства биополимеров включает выращивание микроорганизмов - продуцентов в питательных средах, отделениебиополимера от культуральной жидкости и 25его высушивания. Готовый продукт представляет собой мелкодисперсный сыпучийпорошок от светло-желтого до коричневогоцвета, влажностью до 10-12%, с содержанием полисахаридов 95-98 в сухом остатке. 30В качестве расширяющей добавки ис, пользован оксид кальция, полученный путем обжига карбонатной породы при,1450 ОС и помолотый совместно с 0,2 (помассе) ССБ и 1% продукта конденсации 35нафталинсульфокислот с формальдегидом(С) до удельной поверхности 4900 см /г,Приготавливают предлагаемый расширяющийся тампонажный раствор путемпредварительного смешивания биополимера с компонентами смеси (портландцементом и расширяющей добавкой) в сухом видеи производят эатворение тампонажногораствора по известной технологии. Возможно также предварительное растворение биополимера в воде затворения. При этомможно испольэовать гелеобразную культуральную жидкость, т.е, не производить сушку биополимера, что снижает его стоимость.П р и м е р. 1. В сухом виде тщательно в 50течение 5 мин перемешивают 275 г портландцемента (55 мас,%), 40 г оксида кальция(8 мас.6) и 15 г полимиксана (3 мас, ). Полученную смесь высыпают в чашку для эатворения и приливают 180 мл воды, 55перемешивают в течение 3 мин. Полученный раствор заливают в формы (1 х 1 х 5 см) ипомещают в термастат, где выдерживаютобразцы в воде при 75 С в течение 24 ч.После отвердения в термостате образцы вынимают из форм и выдерживают при комнатной температуре 30 мин, после чего устанавливают в испытательную раму универсальной механической установки "Инстрон 1342" и определяют прочностные показатели, а также предельную относительную деформацию при сжатии. Модуль упругости определяют как отношение предела прочности при сжатии к величине предельной относительной деформации. Затвердевший цементный камень имеет следующие свойства: предел прочности при сжатии 19,5 МПа, линейное расширение 8,6, относительная предельная деформация 4,26 10, модуль упругости при сжатии 4,57 10 МПа(опыт,5),П р и м е р 2, 325 г портландцемента (65 мас, о ) смешивают с 25 г оксида кальция (5 мас. ). В 140 мл воды растворяют 10 г криптана(2 мас. ). Полученный раствор выливают в сухую смесь и перемешивают в течение 3 мин. Полученный раствор заливают в формы и помещают в термостат. Цементный камень имеет следующие свойства:предел прочности при сжатии 20,4 МПа, линейное расширение 6,4%, относительная продольная деформация 4,9 10 з, модуль упругости при сжатии 4,11 10 МПа, э (опыт 6).Свойства тампонажного раствора и известной композиции приведены в таблице. Добавка биополимера менее 0,05 мас. не оказывает существенного улучшения деформативных свойств камня, при содержании в смеси более 5 мас. биополимера тампонажный раствор даже при повышенном водосодержании имеет низкую растекавмость. При содержании в смеси менее 2 мас.% оксида кальция камень имеет малую величину линейного расширения; при содержании более 10 мас.означительно ухудшаются физико-механические свойства камня.Как следует из приведенных данных, упруго-деформативные свойства камня, определяемые величиной предельной деформации образцов при сжатии и значением модуля упругости, на 25-50 выше, чем у известного.Формула изобретения Тампонажный раствор, включающий портландцемент, расширяющую добавку на основе оксида кальция и воду, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения деформативных свойств цементного камня, он дополнительно содержит биополимер, являющийся водорастворимым гетерополисахаридом, продуцированным микроорганизмами штамма й 1459-полимиксан или1617133 М 637-криптан, с мол.м. 10 -10 при соотношении компонентов, мас.7 о;Портландцемент 55-70Расширяющая добавка наоснове оксида кальция 2-10Водорастворимый гетерополисахарид, продуцируемый микроорганизмамиштамма Рр 1459-полимиксанили Рр 637-криптан с мол.м.10 -10 0,05-5,00Вода Остальное физико.механические свойства растворов и камня, твврдеашего 24 ч при 75 яС Состав Сроки схватывания, ч минРастека. емость по конусу внии,Предел прочности, МПаМодуль упругости при слитии, 10" МПв Относительнаяпредельнал де.формация ство а, месс Порт- Око идлвндце- кальция мент биополи мер Вода Полимиксан Криптвн При из- При гибе сжатии Начало Конец Раствор по ввт, св, йл 975659 при аодосмесевом отношении ваном 0 5Составитель Л. БестужеваРедактор И, Каса ард Техред М.Моргентал Корректор Н, Ревская Заказ 4104 Тираж 477 ПодписноеВНИИПИ Госуда ственногуд р нного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" г. У