Тампонажный материал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 19) 111) ЕСПУБЛИК 3 13 1)5 Е 2 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ ННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ПИС ИЕИ Е Е арственный н проектный ин Хасанов ние скважи др. Справочн ым материал РИАЛ: тампонажный40-80%; отход Изобрете яных и газов онажным ма ементирован ичии пластов ж цель достигается т ериал в качестве к компонента содерж йки бурого угля ношении компонм, что емнеит отпри нтов,ходследмас,м ики 20-6 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Среднеазиатский госудучно-исследовательский ититут газовой промышленн(57) Сущность изобретениматериал содержит цемен ние относится к бурению нефх скважин, в частности к тамтериалам, используемым для ия обсадных колонн при на, склонных к поглощению,Известен тампонажный материал,лючающий тампонажный цемент и облегющую добавку, например, бентонит.Этот материал не позволяет получать облегченные тампонажные растворы с необходимым технологическими характеристиками,Наиболее близок к предлагаемому тампонажный материал, содержащий цемент и кремнеземсодержащий компонент.Этот материал не позволяет получать облегченные тампонажные растворы с низкой седиментационной устойчивостью и г идроотмойки бурого угля 20-60%. Цемент иотход гидроотмойки бурого угля подвергают совместному помолу в течение 60 мин. Добавляют воду и готовят тампонажный раствор. Тампонажный раствор заливают в формы-балочки и цилиндры. Тампонажный раствор твердеет при 22, 75, 100, 120 С и давлении до 20 МПа, Тампонажный раствор испытывают на водоотделение. Определяют прочность цементного камня при изгибе. Определяют давление гидропрорыва на контакте цементного камня и глинистой корки. Характеристики тампонажного материала: плотность раствора 1400-1550 кг/м; коэффициент водоотделения 1,0-2,5; прочность при изгибе 0,7-2,8 МПа; давление гидропрорыва 0,08-0,13 МПа, 1 табл., 1 пр. обеспечивать плотныи контакт цементного камня с сопредельными поверхностями,Цель изобретения - повышение седиментационной устойчивости облегченного тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня на его основе в интервале температур от 20 до 120 С при одновременном повышении плотности контакта цементного камня со стенками скваины.Поставленнаямпонажный матмсодержа щегогидроотмоующем состНиже приведен химический состав отходов гидроотмойки бурого угля, мас.:202 42-47Бурый уголь 40-45АЬОз 8 - 12СаО 1 - 3РегОз 1 - 2Объемная масса отхоздов гидроотмойки бурого угля 450-500 кг/м плотность 1800- 1900 кг/м . Количество отходов гидроот мойки бурого угля только по Ангренскому карьеру составляет несколько миллионов тонн при ежегодном приросте 300-350 тыс. т,Материал-прототип обеспечивает необходимые технологические свойства тампонажного раствора и камня только при нормальном водосодержании, При увеличении водосодержания для получения облегченных тампонажных растворов (ниже 1650 кг/мз) резко ухудшается их седиментационная устойчивость, снижается прочность образующегося камня и, как следствие, ухудшается плотность его контакта со стенками скважины.Предлагаемый тампонажный материал представляет собой продукт совместного помола тампонажного клинкера, гипса и отходов гидроотмойки бурого угля. Ввиду хорошей размалываемости отходов получаемый тампонажный материал характеризуется высокой удельной поверхностью - до 400 м;кг и выше, что обеспечивает2высокую седиментационную устойчивость цементных растворов и прочность цементного камня. Сравнительно низкая плотность отходов гидроотмойки бурого угля обеспечивает получение облегченных тампонажных растворов с плотностью до 1400 кг/м и ниже, Наличие в добавке активного кремнезема позволяет при достижении достаточных термодинамических условий резко повысить прочность тампонажного камня за счет образования низко- основных гидросиликатов кальция.Содержание в отходах значительного количества бурого угля, в состав которого входят различные органические компоненты, при водит к гидрофобизации поверхности частиц цемента в процессе помола компонентов тампонажной смеси, что улучшает адгезию между цементным камнем и гидрофобными стенками скважины, снижает слеживаемость и комкование тампонажного материала, сохраняет его активность в процессе хранения.П р и м е р конкретного выполнения, В лабораторную. шаровую мельницу загружают компоненты тампонажного материала: тампонажный клинкер 2250 г, гипс 150 г, отход гидроотмойки угля 600 г(75:5:20 мас, ч.),После 60 мин помола замеряют тонкостьпомола, время впитывания капель воды.1000 г приготовленного тампонакногоматериала затворяют водой (700 г), Плот 5 ность полученного тампонажного раствора1550 кг/м, растекаемость 24 см, Полученный тампонажный раствор заливают в формы-балочки и цилиндры. Твердеет цементпри 22,75,100,120 С и давлении до 20 МПа,0 Тапонажный раствор и камень испытываютна водоотделение, прочность на изгиб и определяют давление гидропрорыва контактацементный камень-глинистая корка, Глинистую корку формируют путем циркуляции15 нефтезмульаионного бурового раствора, содержащего нефтепродукты в количестве до20 от объема раствора, Подобным образом готовят тампонажный материал с различным содержанием отхода гидроотмойки20 бурого угля и опредляют технологическиепараметры тампонажного раствора и камня,полученных на его основе (см. таблицу).Как видно из таблицы, прочность тампонажного камня, полученного из предложен 25 ных составов тампонажного материала,выше прочности облегченных цементов поГОСТ 1581-85, тогда как тампонажных состав по протитопу не позволяет получатьоблегченные тампонажные растворы необ 30 ходимой прочности и седиментационной устойчивости. С увеличением содержания втампонажном материале отходов гидроотмойки бурого угля улучшается седиментационная устойчивость цементного раствора,35 водоотстой снижается с 2,5(при содержании добавки 20) до 1(при содержаниидобавки 60 ), а время впитывания капельводы тампонажным материалом соответственно увеличивается со 100 до 190 с, что40 связано с ростом гидрофобности вяжущего.С увеличением в тампонажном материалеколичества отходов углеотмойки бурого угляповышается давление гидропрорыва контакта тампонажный камень - глинистая кор 45 ка, что свидетельствует об улучшенииадгезии в данной системе. С увеличениемсодержания в тампонажном материале отходов гидроотмойки бурого угля свыше 60 прочность тампонажного камня при нор 50 мальной температуре не соответствует требованиям ГОСТ 1581-85. Прочностьтампонажного камня, полученного из состава (90:10), при повышенных температурахрезко снижается, что обусловлено низким55 содержанием в тампонажном материале активного кремнезема. Кроме того, при этомзатрудняется получение облегченных седиментационно устойчивых цементных растворов, соответствующих требованиямГОСТ 1581-85,1731939 Формула изобретения Тампонажный материал, содержащийцемент и кремнеземсодержащий компо 15- --- -г Давлениегидропрорыва контакта,НПа Состав тампонажногоматериала, мас,8 Прочность на изгиб через 48 ч, НПа Время впитывания капель воды, с В/11 Параметры раствора Растека- Водоот"емость, стойн черезЗч,22,51,51,01,82,7 Плотность кг/ма Цемент Отход гидроотноики угля рпри С и давлении, НПа 22/0,1 75/01 100/20 120/20 2 1 2 3 1,8 2,5 1,1 .2,4 0,9 1,5 3,8 2,6 2,71,8 1,7 1,5 1,0 0,7 0,5 2,4 0,08 0,12 0,13 80 20 50 50 40 6030 70 1550 0,241450 0,231400 0,2251390 0241790 0,22 0,70,850,90095О 5Прототип 100 160 190 2 О 2 Песок40 10 лак60 0,65 0,8 1620 0,26 1 О-2 35 40 50 Составитель Л.БестужеваРедактор Б,Федотов Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 1563 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, /К, Раушская наб., 4/5 Производственно.издательским комбинат "Патент",г. Ужгород,уп.гагарина, 101 За базу сравнения для подсчета экономической эффективности внедрения предложенного технологического решения принят тампонажный материал по прототипу. Экономическая эффективность использования описанного тамп онажного материала проявляется в снижении затрат на капитальный ремонт, скважин, предупреждении межпластовых перетоков флюидов,нент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости облегченного тампонажного раствора и повышения прочности цементного камня на 5 его основе в интервале температур от 20 до120 С при одновременном повышении плотности его контакта со стенками скважины, он в качестве кремнеземсодержащего компонента содержит отход гидроотмойки 10 бурого угля при следующем соотношенииКОМПОНЕНТОВ, МаС, ОО:Цемент 40-80 Отход гидроотмоикибурого угля 20-60