Тампонажный раствор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е 21 В 33/ 13 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ А ВТОРСНОМУ азов ССР973Р2.Р198 ению и уют Злапол кого или ия, Сод ержаее 307, диок%, Действие ид еритов ойений равноот 5 ролиз минераидеритовой кты гидролиза створимостью м. Они защищие новообрабыстрого обсрстов, ементных оровойЗщцк абильного с а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГННТ СССР(46) 07.04,91, Ьюл.13 (71) Северо-Кавказский научнодовательский институт природнь (72) А.А.Перейма и Л.В.Перцева (53) 522.245,42 (088.8) (56)Авторское свидетельство С870673, кл . Е 21 В 33/ 138, 1Авторское свидетельствоССС464552, кл. С 04 В 7/26, 197Авторское свидетельство ССС1258986, кл. Е 21 В 33/138, (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР (57). Изобретение относится к б нетяных и газовых скважин. Цел изобретения - увеличение време Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам тампонажных растворов, и может быть использовано для цементирования скважин в зоне рапоносных пластов.Цель изобретения - увеличениео времени загустевания при 50-150 С, стабилизация расширения в ранние сроки твердения, уменьшение газопроницаемости цементного камня.Тампонажный раствор содержит магнезиальный цемент, хлористый магний, карбонатную добавку, воду, причем в качестве карбонатной добавки он содержит сидеритовую руду при следующем соотношении компонентов,мас. Х:Магнезиальный цемент 33-51Хлористый магний 8-10Сицеритовая рудВода,801640368 густевания при 50-150 фС, стабилизаци расширения в ранние сроки твердения, уменьшение газопроницаемости цементного камня, Тампонажный раствор содержит магнезиальный цемент, хлористый магний, воду и в качестве карбонатной добавки - седеритовую руду при следующем соотношении компонентов, мас,И: магнезиальный цемент 33- 51, хлористый магнит 8-10; сидеритовая руда 13-33; вода остальное, Тампонажный раствор обеспечивает увеличение временного загустевания в 1,2- 8,2 раза, стабилизацию расширений цементного камня на 3-5 сутки и уменьшение его газопроницаемости в 6-21 раз. 1 табл. В тампонажном растворесидеритовую руду Вакальстоустовского месторожденние железа в руде не менсида кремния в пределахв тампонажном растворе сруды указанных месторождзнач ено е.С повышением температурдо 150 С усиливается гидлов, входящих в состав сруды, Образующиеся продухарактеризуются малой раи гелеобразным состояниещают основные цементируюзования (оксихлориды) отразования кристаллическихзамедляя загустевание црастворов.Низкое значение рН псти, необходимое для ст1640368 Состав тампонажного раствора, мас,% Технологические свойства Магнезиальный Хпористый Известия к Плотностьжидкости затВода Сиде - ритоРас- Бремя загустевания, текае- ч-мин, при Р=30 МПамость,и температуре,С Плотность цементного раствора, 1 х х 10 кгеи магний вая Руда цемент см ворения,1 10 кг/м 50 100 150 33 13 33 20 27 18 34 14 12 2,25 2,17 2;30 2,23 2,27 2,26 2,24 2, 24 2, 15 2, 12 2,15 26 1,24 26 1,27 24 1,29 25 1,26 25 1,24 23 1,23 26 1,23 25 1130 27 1, 26 26 1,25 24 1,30 19,0 5-20 3-15 18,5 .3-50 2-30 17,5 4-45 3-00 18,0 4-00 2-45 18,0 5-00 3-10 15,0 2-50 1.-45 18,5 4-10 2-05 16,0 3-40 2-25 19,5 2-55 1-50 18, О 2-40 0-55 17,5 3-00 -55 33 8 51 10 33 1046 9 40 8 52 7 32850 11 65 9 45 12 2-05 1-25 1-55 1-45 1-45 0-20 0-45 1-30 0-35 О 0-25 П р и и е ч а н и е. Испытания выполнень 1 по стандартным методикам, ГОСТ 26798,ществования оксихлоридов магния, поддерживается благодаря присутствию всоставе цементного раствора сидеритовой руды, включающей амфотерный гццроксид железа и кислотный оксид-диоксид кремния. Таким образом, обеспечивается стабильное во времени расширение цементного камня с образованиемтриоксихлорида магния, 10Присутствие карбоната железа свысокой плотностью (3,8 10 з кг/м)в цементном камне, представленном оксихлоридами магния, способствуетобразованию компактной малопроницаемой структуры. Уменьшению газбпроницаемости камня способствует такжеобразование в поровом пространствекамня геля силикатов магния,П р и м е р 1. 330 г (33 мас.Х)магнезиального цемента смешивают с330 г (33 мас.%) сидеритовой руды,предварительно измельченной до удельной поверхности 300+20 м/кг, Затем80 г (8 мас,%) хлористого магния 25растворяют в 260 г (26 мас.%) воды.Получают жидкость затворения с плотностью 1,24 10 з кг/м, которой затворяют тампонажную смесь,Время загустевания тампонажногораствора плотностью 1,2510 кг/мзпри Р=ЗО МПа и =50 оС составляет5 ч 20 мин, при С=100 С - 3 ч 15 мини тери 1=150 С - 2 ч 5 мин. Двухсуоточная прочность при 150 С равна8, МПа, газопроницаемость равна0,2110 мкм. Расширение при 150 С через сутки составляет 0,8%, а через 2 суток стабилизируется и составляет 1,02% и в дальнейшем не увеличивается,П р и м е р 2. Проводят все технологические операции так, как указано в примере 1, и получают тампонажный раствор следующего состава, г (мас.%):Магнезиальный цемент 510 (51)Хлористый магний 100 (10)Сидеритовая руда 130 (13)Вода 260 (26)Время загустевания тампонажного раствора плотностью 2,1 10 з кг/м при Р=ЗО МПа и =50 С составляет 3 ч 50 мин, при=100 С - 2 ч 30 мин и при =150 фС - 1 ч 25 мин, Двухсуточная прочность при 150 оС равно 14,4 МНа, газопроницаемость равна 0,08 ф 10 фмкм. Расширение при 150 С через сутки составляет 0,65%, далее продолжает расти и стабилизируется на пятые сутки, составляя 1,10%.П р и м е р 3, Проводят все технологические операции так, как указано в примере 1, и получают тампонажный раствор следующего состава,г (мас%);Магнезиальный цемент 460(46)Хлористьей магний 90(9)Сццеритовая руда 200(20)Вода 250(25)Время загустевания тампонажного раствора плотностью 2,23 10 кг/и при Р=30 МПа и 1=50 С составляет 4 ч при 100 С - 2 ч 45 мин и при1640368 Содержание в тампонажном растворесидеритовой руды в количестве менее13 мас.% не обеспечивает необходимого5времени загустевания и стабилизациюрасширения в ранние сроки твердения,в количестве более 33 мас.% не обеспечивает необходимую прочность камняв.двухсуточном возрасте,Таким образом; по сравнению с известным предлагаемый тампояажныйраствор обеспечивает увеличение времени загустевания при 50 С в 1,2-1,7 раза, при 100 оС - в 1,5-2,0 раза,при 150 ОС - в 5,0-8,2 раза, стабилизацию расширения при 150 С на 3-5сутки твердения, уменьшение газопрончцаемости в 6-21 раз. 20 ,ф о р м у л а и з о б р е т а н и я Тампонажный раствор для крепленияскважин, содержащий магнезиальныйцемент, хлористый магний, карбонат ную добавку и воду, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения времени загустевания при 50150 оС, стабилизации расширения в ранние сроки твердения и уменьшения 30 газопроницаемости цементного камня,он в качестве карбонатной добавкисодержит сидеритовую руду при следующем соотношении компонентов, мас.%:Магнезиальный цемент 33-51Хлористый магний 8-10Сидеритовая руда 13"33Вода Остальное 35 камня,Двухсуточная проч - ность при изгибе при 150 С,МПа Газопро- ницаемость 1.10 мкм, при 150 С Расширение, %, при 150 С 5 6 2 3 1,0 ,ог 1,10 1,10 1,03 1,33 1,06 . 1,06 1,02 102 1,49 1,49 1, 10 1,10 1,20 1,20 1,08 1, 09 2,26 2, 301,04 1,05 0,80 0,98 1,02 0,65 Огй 8 0,98 0,85 1,0 1,02 0,76 0,98 1,02 0,78 1;01 1,020,33 1,36 1,40 0,77 1,03 1,06 0,58 1, 08 1, 12 О, 71 1,01 1,03 1,02 1,82 2,02 О 40 О 32 0 98 1,02 1,08 1,03 1,04 1,02 1,44 1,08 1,16 1,05 2,10 1,00 0,21 0,08 0,26 0,14 0,.27 0,67 0,72 0,370,49 3,27 1,63 1,02 1, 02 1,10 1,10 1,03 1, 03 1,06 1) 06 1,02 1, 02 1,46 1,48 1,09 1,10 1,18 1,20 1,06 1, 07 2 у 1 б 2, 201,02 1) 03 3,7 14,4 9,2 12,8 10,6 6,5 Э 6,5 3,1 7,8=150 С - 1 ч 45 мин. Двухсуточная прочность при 150 оС равна 12,8 МЛа,- Ф газопроницаемость равна 0,1410 мкм.Расширение при 150 оС через сутки составляет 0,76%, далее продолжает расти и стабилизируется на пятые сутки, составляет 1,06%.Составы и свойства исследованных тампонажных растворов приведены в таблице.Линейное расширение камня из известного тампонажного раствора непрерывно растет в течение 8 сут с появлением поверхностных радиальных трещинЛинейное расширение камня на основе разработанного тампонажного раствора стабилизируется на 3-5 сутки ив дальнейшем не растет, что обеспечивает целостность и низкую газопроницаемость цементного камня,Содержание в тампонажном растворемагнезиального цемента в количествеменее 30 мас.% не обеспечивает достаточной прочности цементного камня,а более 51 мас,% - необходимой растекаемости и времени загустевания тампонажного раствора,Содержание в тампонажном .растворехлористого магния в указанных пределах обусловлено необходимостью получения жидкости затворения плотностью(1,25-1,29)10 кг/м, требуемой дляобеспечения стабильности оксихлоридовмагния и низкопроницаемой структуры через времятвердения, сут