Тампонажный раствор

(5)5 Е 21 В 33/ ИЯ ЗОБР ИСА ДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРС КОМ тоит в следус,%: тампо- модифици 45-0,165, наамещенный творяют довором затвона изгиб не х к бурению нефпредназначено жин в. условиях мператур.й раствор для ых скважин, сомент и модифизу, который не сроков схватыения водоотдаст охране- сроков повышепри 40 -ит там ванную кислый щем со,5 0,145 - 0,165 ый0,10 - 0,35Остальное слый однозамекристаллическое орошораствориОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче ипереработке сероводородсодержащи газов(56) Авторское свидетельство СССРМ 1328481, кл. Е 21 В 33/138, 1987,Лимановский В,М. и др. Модифицированная метилцеллюлоза - эффективный показатель водоотдачи тампонажныхрастворов. РИТС, сер. Бурение, 1976, М 9,с. 29,Изобретение относится тяных и газовых скважин и для цементирования сква нормальных и умеренных теИзвестен тампонажны крепления нефтяных и газов держащий тампонажный це цированную метилцеллюло обеспечивает необходимых вания и эффективного сниж чи. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является тампонажный раствор, который содержит тампонажный цемент, модифицированную метилцеллюлозу, Воду, в качестве ускоряющей добавки - хлористый кальций.Однако известный раствор в условиях нормальных и умеренных температур имеет(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР (57) Сущность изобретения сос ющем, Раствор содержит, ма нажный цемент 66,05 - 67;5, рованную метилцеллюлозу 0,1 трий фосфорнокислый. одноз 0,10-0,35, вода остальное. Рас бавки в воде при 40 - 50 С. Раст ряют цемент. Прочность камня менее 3,0 МПа при 75 С. 1 табл короткие сроки схватывания и недную прочность цементного камня.Целью изобретения является сние технологически необходимыхсхватывания при одновременномнии прочности цементного камня75 С.Тампонажный раствор содержпонажный цемент, модифицирометилцеллюлозу, натрий фосфорнооднозамещенный и воду при следуюотношении компонентов, мас.%:Тампонажный цемент 66,05 Модифицированнаяметил целлюлозаНатрий фосфорнокислоднозамещенныйВодаНатрий фосфорнОкищенный йаН 2 Р 04 2 Н 20 -вещество белого цвета, хмое в воде, плотность 1900 кг/м, Установзлено, что натрий фосфорнокислый однозамещенный ослабляет воздействие ионовкальция на ММЦ, тем самым предотвращаеткоагуляцию ее и обеспечивает стабилизацию тампонажного раствора, что позволяетрегулировать сроки схватывания и повысить прочность цементного камня,Тампонажный раствор для цементирования скважин готовят следующим образом.Предварительно растворяют в воде расчетное количество ММЦ и натрия фосфорнокислого. Для ускорения и улучшенияпроцесса растворения воду следует нагретьдо 40-50 С, но не выше. при более высокихтемпературах происходит желатинизацияММЦ,Приготовление тампонажного растворапроизводится по общепринятой технологии.Физические и механические свойстваизвестного и предлагаемого тампонажныхрастворов представлены в таблице.П р и м е р. Приготовили 1 м тампонажного раствора при следующем соотношениикомпонентов, мас,% (опыт 5):Тампонажный цемент 66,05Модифицированнаяметил целлюлоза 0,165Натрий фосфорнокислыйоднозамещенный 0,33Вода 33,455Вычисляют массы компонентов по формулещ=ч у а,где т - масса компонента в единице обьематампонажного раствора, кг;7 - плотность раствора, кг/м;з,ч - обьем тампонажного раствора, м;з,а - процентное массовое содержаниекомпонентов.а 1 = 1143,0 кг цемента:а 2 = 5,7 кгйаН 2 РО 4; вз = 285 кг ММЦ; пц = 579 кгводы,Жидкость затворения готовится путем растворения в 579 кг предварительно нагретой воды, 2,8 кг ММЦ и 5,7 кг йаН 2 РО 4.Тампонажный цемент затворяется на приготовленной жидкости затворения.Последовательность приготовления предлагаемых составов, указанных в таблице, аналогична выше описанной технологии и отличается лишь количеством компонентов.Физические и механические свойства данного тампонажного раствора определяются по известным методикам, Фильтрационные характеристики определяют. на5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 приборе ВМ, Для приготовления тампонажного раствора испольэовали цемент.ПЦТ-Д 20-100 Новотроицкого и Кувасайского цементных заводов.Иэ таблицы видно, что введение натрияфосфорнокислого однозамещенного улучшает технологические параметры тампонажного раствора, Содержание натрияфосфорнокислого однозамещенного в пределах 0,1 - 0,35 мас,ообеспечивает тампонажному раствору нормальные срокисхватывания и повышенные прочностныесвойства при значительном снижении водоотдачи (опыты 4 - 10).При содержании натрия фосфорнокислого одноэамещенного менее 0,1 мас,о(опыты 18 и 19) имеет место увеличение индукционного периода (большой интервалмежду началом и концом схватывания),содержание более 0,35 мас.оприводит ксокращению сроков схватывания тампонажного раствора (опыт 20)Оптимальное содержание тампонажного цемента установлено равным 66,05 -67,50 мас. , так как при уменьшении указанной концентрации (опыты 11-12) формируемый цементный камень имеетнезначительную прочность и повышенныесроки схватывания, а при избыточном содержании цемента ухудшается прокачиваемость раствора - растекаемость снижаетсядо 16 см (опыт 13).При содержании в тампонажном растворе ММЦ менее 0,143 мас.опрочностьформируемого камня незначительна, наблюдается повышение водоотдачи раствора(опыты 14 - .15), а при содержании ММЦ более 0,165 мас.% ухудшается подвижностьтампонажного раствора (опыты 16 и 17).Обоснование температурного пределапоказано в опытах 21 и 22,При температурах испытания более 75и менее.40 С тампонажный раствор имеетнеудовлетворительные сроки схватывания,Предлагаемый тампонажный раствор всравнении с прототипом обладает повышенными прочностными свойствами присохранении необходимых сроков схватывания, а также пониженной водоотдачей и может быть рекомендован для широкогоприменения при бурении нефтяных и газовых скважин в условиях нормальных и умеренных температур,Формула изобретенияТампонажный раствор, включающийтампонажный цемент, модифицированнуюметилцеллюлоэу, добавку и воду, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочности цементного камня при одновременном сохранении сроков схватывания, он1740627 0,145-0,165 в качестве добавки содержит натрий фосфорнокислый однозамещенный при следующем соотношении компонентов, мас,оь:Тампонажный цемент 66,05-67,50 Модифицированная метилцеллюлозаНатрий фосфорнокислыйоднозамещенныйВода 0,10-0,35Остальное Водоотдаца,сна/30 нин Сроки схватывания, цас-нин Плот- Тенпеность, ратхра Растехае" Состав танпонаиного раствора, нас.Вт Проц- ность на изгиб НПа ВодаОпыт г1ЦементННЦ КаьР 04 СаС 1 ность, см Конец состав19,0 8,0 19,5 11-274-272-20 66,6 65,7 65,7 84022 830 22 1730 75 О, О, 0,1 2,72 З,З 7 9-55 3-55 1-35 522 360 ый состав П р и м е ц а н и я, 1. Испытания проводились при 0,1 НПэ. 2. В опытах 6,7, 12,13, 14 использовали тампонахный портланлценент ПЦТ-Д 20- 100 Кувасайского цементного завода, в опытах 3-5, 8-11, 15-22 использовали ПЦТ;Д 20- 100 Иовотроицкого завода Составитель А.ШишкинТехред М,Моргентал Корректор П,Гереши Редактор МЦиткина Заказ 2061 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 1718 Т 9 20 21 гг 66,05 66,05 67,50 66,05 67,50 67,50 66;45 66,0 66,0 66,6 66,7 66,7 66,7 66,7 66,7 66,05 66,76645 66,45 0,165 .0,165 0,145 0,145 О,65 0,165 0,155 1,165 0,160 0,160 о,35 0,135 О, 170 0,170 0,160 0,160 О, 16 В 0,155 0,155 0,33 0,33 0,10 0,10 0,35 0,35 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,08 0,08 0,40 0,2 0,2 Известный33,332,932,9Предлагаем33,45533,45532,255ЗЗ,70531,98531,9853319533,63533,64032,0432 о 6532,96532,9332,93ЗЗ,0633,71ЗЗ,9533,195 18,0 18,0 18,5 8,0 С;0 20,0 18,0 18,0 16,0 18,0 20,0 1770 17,0 19,0 19,0 18,5 20,0 20,0 1730 1680 1730 700 17 оО 1700 1700 1700 1640 1720 1740 700 1740 720 1700 680 1720 1700 1700 75 45 75 75 75 45 75 75 55 5 75 45 75 45 75 75 75 80 35 4-00 5-45 4-05 4-00 4-20 5-40 4-50 4-50 5-25 2-05 3-55 5-25 з-зо 5 15 2-05 2-00 2" 15 2-00 8-10 5- 5 8-00 5-50 6-05 6-10 8-10 5-20 7-10 6-30 5-45 5-50 6-50 5-15 7-50 5-55 5-50 3-40 3-05 15-00 3,7 3,4 3,9 3,44 3,58 3,4 З,7 3,0 3,42 4,12 3,45 3,57 3,40 4,06 3,40 З,7 З,8 3,2 8 18 7 12 10 10 15 30 30 14 29 29.7 7 7 1 О 13 15 7