Облегченный тампонажный материал

(19) аф (11) 1)Е 21 В 3(р; 0(щ;,13,; " ЙИБДИОТЕКя ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю-,че-. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССпО делАм изоБРетений и ОтнРыти(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважини буровым растворам(54)(57) ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙМАТЕРИАЛ, состоящий из вяжущего и облегчающей добавки, о т л и ч а щ и й с я тем, что, с целью увели ния прочности тампонажного камня, его коррозионной стойкости и снижения проницаемости, он в качестве облегчающей добавки содержит кероген - порошкообразный концентрат органического вещества горючего сланца при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Вяжущее 30-95Кероген-порошкообразный концентрат органическоговещества горючегосланца 5-70Изобретение относится к облегченным тампонажным материалам,применяемым для цементирования нефтяных,газовых и прочих скважин в интервале геостатических температур от - 10 до +250 СИзвестны облегченные тампонажныематериалы, содержащие органическиеи минеральные облегчающие добавкиОто облегченный тампонажный цементдля горячих скважин типа ОЦГ(ТУ 39 -01 - 08-469 в), состоящий из портланд- )Оцемента и молотых шлака и трепела,облегченный портландцемент(ТУ 21 -20-36-78), содержащий опоку илидиатомит,Наибол=е близким к предлагаемому ,5по технической сущности являетсяоблегченный тампонажный материалсостоящий из вяжущего и облегчаю -щей добавки ( 13.Однако вел(оцементное отношение в/1,гельцементных тампонажных раствора.велико, что предопределяет высокуюпроницаемость камня и низкие проч -носгь и коррозионную стойкость.Кроме этого, срок сохраняемостигальцементов невелик, они слеживаются и комкуются.Цель изобретения - повышениепрочности тампонажного камня, егокоррозионной стойкости и снижениепроницаемости. 30Поставленная цель достигаетсятем, что облегченный тампонажны,материал, состоящий из вяжущего иоблегчающей добавки, в качествеоблегчающей добавки содержиткероген - порошкообразный концентраторганического вещества горючегосланца при следующем соотношениикомпонентов, мас,%:Вяжущее 30-95Кероген 5 - 70л 0Кероген - порошкообразный концентрат органического вещества горючегосланца, представляющий высокомолекулярное вещество гетероциклическогостроения, включающее ароматическиефенольныез структуры, Постоянныйэлементный химический состав керогена, мас,%: С 76,99; Н 9,68; О 10,55;Я 1,7; И 0,36; С 1 0,72. Приближеннаяэмпирическая формула СН,Я Кероген ъдкоричневого цвета, с гидрофобнымисвойствами поверхности, плотностьюне выше 1350 кг/м, усгойчив противдействия различных химических ре,гентов кислот, щелочей , не РаствсРим з 5в органических растворителях и вводе. Применяется в промышленностив качестве наполнителя при пооизводстве резинотехнических изде.т;ий ипластических масс. Кероген вь;пускается по ОСТ 38-927-73.Для получения облегченного :ампо -нажного материала кероген был использован в качестве облегчающеи добавкик вяжущим. В качестве вяжущего взависимости От температурноГО д:.апа зона использования материала можноприменять гипса-глиноземистый цемент1 ГЦ при температурах( - 10) в (+30)С,тампонажные портландцементы(15100 "С), шлакопесчаные цементы типаШПЦС(100 - 250 С).П р и м е р 1. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно до однородного состояния 95 мас.Ъ гипсо-глиноэемистогоцемента и 5 мас.% керогена. Смесьзатворяют жидкостью затвсрения(вода)при водосмесевом отношении В/С=0,55.Плотность полученного .ампонажнсгораствора 1740 кг/м, рстекаемость0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе сжатии через48 ч твердения пы. - 10"С и давлении0,1 МПа сос;авляет 0,4 - 0,6 МПа,газопроницаемоогь 0,75 10 мкм,камень корроэионностоек,П р и м е р 2. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании -.местно 70 мас.% тампонажного порандцемента и 30 мас.Ькерогена, затворяют водой при водосмесевом отношении В/С=0,65. Приэтом гголучают облегченный тампонаж -ный раствор плотностью 1470 кг/мс .стекаемостью 0,2 м. Пределпрочности тампонажного камня приизгибе/сжатии через 48 ч тверденияв автоклаве при 75 С и давлении20 МПа составляет 2,7/4,6 МПа,гаэопроницасмость 0,3 10"мкм,камень коррозионностоек,П р и м е р 3. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно 50 мас,Ъ шлакопесчаного цемента типа ПШЦС=200 и 50 мас%керогена, затворяют водой при водосмесевом отношении В/С=0,78. Плотность полученного облегченногогампонажного раствора 1320 кг/мэ,растекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе//сжатии через 48 ч твердения в автоклаве при 250 С и давлении 70 МПа составляет 2,8/5,8 МПа,газопроницаемость0,38 10 Ъкм,камень корроэионностоек.П р и м е р 4. Облегченный тампонажный материал получают при смешивании совместно 30 мас,% шлакопесчаногоцемента типа ШПЦС в 1 и 70 мас,Ькерогена. Материал затворяют водойпри водосмесевом отношении В/С=0,95.Плотность полученного облегченноготампонажного раствора 1240 кг/м,растекаемость 0,19 м. Предел прочности тампонажного камня при изгибе/сжатии через 48 ч твердения в автоклавепри 175 С и давлении 60 МПа составляет 2,0/3,6 МПа, газопроницаемость0,5 10 мкм, камень коррозионностоек.В таблице представлены данные,характеризующие физико - механическиесвойства облегченного тампонажногораствора и камня ва основе вяжущихс добавкой керогена.,78 1250 О,ла 52 О,60 Как видно из приведенных примеров 1 и таблицы, разработанный облегченный тампонажный материал способен твердеть, набирать достаточную прочность, имеет низкую проницаемость в широком диапазоне температур и давлений, 5 камень коррозионностоек в агрессивных полиминеральных пластовых водах, вследствие гидрофобности керогена возрос срок сохраняемости материала. Все перечисленные показатели пре восходят аналогичные показатели гельцементов.Иэ таблицы следует, что добавки керогена способствуют снижению плотности тампонажного раствора при сравнительно низких значениях водосмесевого отношения. Это обеспечивает повышение прочности и снижениегазопроницаемости тампонажногокамня по сравнению с цементами, укоторых снижение плотности тампонажного раствора достигается за счетувеличения водоцементного отношения,например цементов, содержащих глинопорошок, в том числе облегченногошлакового типа ОШЦ по ТУ 39-01-08296-77. Применение облегченного тампонажного материала для цементирования скважин в условиях аномально-низких пластовых давлений может осуществляться по общепринятой технологии без конструктивного изменения цементировочного оборудования.1105614 Продолжение табл Предел прочностикамня через 48 ч,МПа Коррозионная стойкость образцов тампонажного камня в агрессивных водах фчерез12 мес Коэффициент проницаемости камня,х 10 мкм Сроки схватываниктампонажно ораствора,4-мин При из- При сжагибе тии Первый состав Второй состав Начало Конец Стоек(0,94) Стоек(0,94) Стоек 0,96 Стоек(0,96) Стоек(0,98) Стоек(0,98) 0,4 0,75 0,6 19 ОС 24-00 0,85 0,7 1,3 12-06 16-00 0,90 1,4 1,0 13-30 18-00 Стоек (О 92) 2,9 Стоек(0,95) 6-25 8-10 10-00 14 - 30 7-00 8-45 13-00 18-00 4,7 Разру:.н. к 9мес Разруш, к,9месСтоек(0,96) 3,1 1,2 Стоек(0,94) 4,6 2,7 Разруш к 2мес Разруш.к 2мес 0,8 Стоек (0,97) Стоек (0,98) 15-00 20-00 0,55 0,5 0,9 Не схватился Стоек(0,97) Стоек(0,98) Стоек(0,98) 5-30 4 - 00 5-45 Стоек 0,94) Стоек (0,96) Стоек (0,97) 0,15 0,32 0,50 7-30 5 - 20 8-30 3,1 4,1 3,6 2,0 10,1 7,8 8,5 4,7 2,8 5,8 4,9 2,1 10-00 7-00 Разруш,к 2мес Разр,к 2мес 3,55 5,4 3,7 5-30 8-00 Разруш. к 2мес Разр. к 2мес 5,60 7,4 4,3 ГГЦ-гипсо-глиноземистый цемент(ГОСТ 11052-74 ), ПЦ-тампонажный портландцемент(ГОСТ 1581 в 78 ), ШПЦС, 200-шлакопесчаный цемент(ОСТ 39-017-80), ОЩЦ-облегченный шлаковый цемент(ТУ 39 - 01-08-296 в ), кероген(ОСТ 38 в 9-73) глинопорошок(ТУ 39-01-08-658-81 .ф Содержание ионов,кг/м:первый состав а+К - 1,0256, Са -0,0141; М)+ф,0067 СГ -0,8525, БО -О, 2304; НСО -1, 0370, Н Б -О, 1;второй состав - )(а+К -8,6290; Са " - 1,2814; Ме + -0,3702; С 1 - 15,9570; БО -0,1129; НСО -0,5661; СО -О,90, Н Б -0 423, В скобках указан коэффициент коррозионной стойкости тампонажвоготВНИИПИ Заказ 5563/25 Тираж 565 ПоДписноеФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 0,101,150,3015,00 0,10 0,25 0,380,41 Стоек(0,98 Стоек 0,98 Стоек(0,99) Стоек(0,98) Стоек (О 97) Стоек (О, 97) Стоек (0,97 Стоек(0,96) 5-007-309-0010-30 7-0010-0013-0015-00