Тампонажный раствор

, И, Рогоза, Е. Ф. Исакова, В. В. Федоров и В. А, Б изоб ете нроектн сударственный научно - исследовательский ийститут нефтяной промышленности(7 4) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ка способствует модифщса за счет окислительно - восс цессов. Это позволяет прим больших количествах без тампонажного раствора - при использовании минерал н Изобретение относится к бурению нефтяныхи газовых скважин, в частности, к тампонаж.ным растворам с низкой водоотдачей, применяемым для цементирования скважин различного назначения с забойными геостатическимитемпературами до 2 МС,Известны тампонажные растворы, содержащие цемент, воду и различные добавки - поннзители водоотдачи и стабилизаторы, в томчисле такие как полиакрнламид, метас и другие сополимеры полиакриловой кислоты Я.Недостатками растворов являются: довольно высокая их водоотдача, низкая термостой.кость полимеров (за исключением гипана) ималая эффективность их применения в мине 15рализованных средах с высоким содержаниемполивалентных катионов,ции мо тановит ых проенять гипан в не- ухудшения свойств амня, в том числе изованных сред 121. Недостатком известного раствора являетоясокая водоотдача.Целью изобретения является снижениедоотдачи тампонажного раствора. во тамсульем ая цель достигтвор дополнитсульфат натрияомпонентов,Поставленнпонажный рафат железа исоотношенииЦемент Гипан Сульф Сульф Вода Техно нию яВляется" цемент, ержащую гитветственноцемента. Вветвора хромпн ат железа ат натрия логия приготовлен не отличается от о аствораключает едующие о Наиболее близким к изобрет ампонажный раствор, включающии оду, комплексную добавку, сод ан и хромпик в количествах, соо ,1 - 0,6% и 0,05 - 0,03% от массь ение в состав тампонажного ра ается тем, что елью содержит при следующ ма с.%: 68,6-65,4 0,07-0,21,0,03 - 0,07 0,34 - 1,40 Остальное ня тампонажного бщепрннятои и991025 3В пресной нли минерализованной водепоследовательно растворяются сульфаты нат.рия и железа, а затем гипан в заданных концентрациях. На полученной жидкости затворяют цемент известными способами.Так как все добавки, входящие в составтампонажного раствора, хорошо растворимыв воде, то на приготовление жидкости эатворения не требуется существенных затрат времени и средств,Сочетание сульфатов железа и натрия,как И хромпик в известном тампонажномрастворе, играет роль модификатора макромолекул гипана, Однако сущность и конечный результат модифицирования в обоих случаяхразличны. В данном случае при растворениисульфатов в воде сульфат - ионы связываютионы железа в комплексы составаЕе (Ь 04),ад 1При последующем введении гипана, представляющего собой сополимеры полиакрилата натрия, полиакриламида и попиакрилонитрила в соотношении 8:1:1, происходит реакция заме. щения молекул воды (ад) и сульфат - ионов во внутренней сфере комплекса железа кар. боксильными группами гипана: В результате такого замещения образуются капественно новые высокомолекулярные хелатокомплексы ипи сшитые железом разветвленные и сетчатые полимеры структуры типасооюа СОО 1 ча -нс-сн-сн-сн-сн -св-сн,;сн-сн-Я.соо оо,.Сй-СН -СН -СН-СН-СН-СН-соОна на что указывает окрашивание растворов в сине-зеленый цвет.Введение в состав тампонажного раствора сульфата натрия обусловлено необходимостью закомплексовать с его помощью катионы Ее , тем самым защитить гипан от непосредственно. го их коагулирующего дейсгвия, что выража. ется в отсутствии коагуляции гипана при введении последнего в раствор, Образующиеся полимерные хелатокомплексы устойчивы к действию поливалентных катионов, содержащихся как в исходной минерализованной во де, так и в продуктах гидратации цемента (гидроокиси А 1, Са, Ее). Это обеспечивает высокую стабильность свойств тампонажного раствора при использовании различных типов цементов, Фильтрация такого раствора, содер.жащего добавку с разветвленной и сетчагойструктурой, протекает оо значительным возрастанием фильтрационных сопротивлений (сиижением водоотдачи) за счет кольматации пори капилляров цементной суспенэии, фильтра.Оионной корки и фильтра высокомолекулярными хелатокомплексами, Снижение водоот:,дачи известных тампонажных растворов, содер 1 О жащих гипан с несшитыми, линейными макромолекулами, достигается преимущественно засчет увеличения вязкости жидкости затворения,для чего концентрация гипана должна дости.гать больших значений,15 Результаты испытаний приведены в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемый тампонажный раствор, содержащий небольшие ко.личества гипана характеризуется от единицдо десятков раэ меньшей водоотдачей по срав.нению с известными при хорошей подвижнос.ти.Наряду с низкой водоотдачей предлагаемыйтампонажный раствор образует прочный газонепроницаемый камень, Изменяя содержаниесульфата натрия в тампонажном растворе,можно регулировать сроки его схватывания,Повышенное содержание в жидкой фазе тампонажного раствора сульфат - ионов делает образу.ющийся цементный камень стойким к коррозионному действию пластовых вод с сульфат.ной агрессией. Применение предлагаемого тампонажногораствора позволит значительно повысить качество цементирования скважин и продлить срок их службы за счет предупреждения или сведения к минимуму следующих отрицатель.ных факторов; преждевременное загустевание раствора из - эа отфильтровывания его жидкой 40фазы в проницаемые пласты, загрязнение продуктивных пластов фильтратом тампонажного раствора, образование фильтрационных пере- точных каналов в твердеющем растворе - камне, коррозионное разрушение цементного камня в интервалах залегания пластовых вод 45. с сульфатной агрессией,Только сокращение расхода гипана и замена дорогостоящего и дефицитного хромпика на недорогие и доступные сульфаты натрия и железа позволит получить экономический эффект в 20,7 руб, накаждую тонну обрабаты. ваемого цемента.,07 0 0 уль ат железа 9 3079 33,03 3 036 329 30,воис стекаемость по конузНИИ, см 18 22 т 19 относительная водоотдача за 30 мин, при Т=100 С, Р=5,0 МПа, % 87 65 16 Сульфат желеСульфат натрия,03 - 0,07 ,34 - 1,40 Остальное бретения ормула включающий цементающийсяя водоотдачи, онсульфат железа ищем соотношении ации 68,6 - 65, 0,07 - 0,2 Составитель М, НиколаевТехред. Т.Маточка орректор Л актор О. Юрковецкая н аз 85/47 Тираж 601 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/дпнсн П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Компоненты, мас.% цемент шлакопесчаный Тампонажный растворводу и гипан, о т л и чтем, что, с целью сниженндополнительно содержитсульфат натрия при следуюкомпонентов, мас.%:ЦементГипан Источники информпринятые во внимание при1. Шадрин Л. Н. Добавкираствором. М., ВНИИОЭНГ, 192. Авторское свидетельствокл. Е 21 В 33/138, 1966 (про кспершзетампонажньО, с. 157.СССР йе 17тип).