Облегченный тампонажный раствор

(57) Иэобр нефтяных и насти к пол ров для це ким пласт к бурению в частых раство учению ентиро вым да тампонажания ск жин с низель иэоление ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский институт нефтиза им, И.М. Губкина(72) О.К. Ангелопуло, В.С. БакВ.Н, Никитин и Чжао Пин Хуан(56) Авторское свидетельство СУ 648718,.кл. Е 21 В 33/138,Геранин М.П. и др. Крепленижин в осложненных условиях. Вгазпром. Обзорная информация,1982, с, 20-22. 801432394 бретения - повышение прочности цементного камня в интервале темпераотур 0-50 С. Раствор содержит тампонажный цемент для "холодных скважин",поташ, воду и облегчающую добавку.Последняя включает гидролизный лигнин, модифицированный хлориднымивозгонами - отходом титаномагниевогопроизводства при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: тампонажный цемент для "холодных скважин"75-90; гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами 10-25;поташ 2-10, вода 80-130. Модифицированный гидролизный лигнин получаютРпутем кипячения гидролизного лигнина в водном растворе хлоридных возгонов с последующей сушкой. Применяемыехлоридные возгоны являются отходамипроизводства металлического магнияиэ карналлита на стадии рафинирования электролита. 2 табл, 143219420 раствора осуществляется по известной технологии, В промышленных условиях он может быть приготовлен путем смешения ТЦ и модифицированного гидролизного лигнина, взятых в заданном массовом соотношении, с помощью цементосмесителя с последующим затворением смеси на водном растворе поташа заданной концентрации. Модифицирование гидролизного лигнина можно проУ Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к получению тампонажных раство ров для цементировании скважин с ниэ 5 ким пластовым давлением.Цель изобретения - повышение прочности цементного камня в интервале температур 0-50 С.Облегченный тампонажный раствор содержит тампонажный цемент (ТЦ) для "холодных скважин", ускоритель схватывания - поташ, облегчающую добавку - гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонами (отхо дом титаномагниевого производства) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:ТЦ для "холодныхскважин" 75-90Гидролизный лигнин,модифицированныйхлоридными возгонами 10-25Поташ 2-10Вода 80-130 . 25Модифицированный гидролизный лиг, нин получают путем кипячения гидролизного лнгнина в водном растворе хлоридных возгонов с последующей сушкой. Хлоридные воэгоны, применяемые 30 для модифицирования гидролизного лигнина, представляют собой отход производства металлического магния из карналлита на стадии рафинирования электролита. Хлоридные возгоны включают следующие основные компоненты,7.: ГеС 1 6-9", РеС 1 э 18-21 ф, А 1 С 1 23-32; МдО 11-16, МяС 1 7-10, МаС 1 3-5, Мя 1-2,5.Для использования в качестве облегчающей добавки наилучшими свойствами обладает модифицированный гидролизный лигнин, обработанный в 2- 103-ном водном растворе хлоридных возгонов при соотношении объема раствора (1 м ) к массе гидролизногоэлигнина (1 т), равном 3-4, в течение 10-40 минс последующей сушкой, Приготовление облегченного тампонажного изводить на заводе гидролизной промышленности или в тампонажных конторах буровых предприятий.П р и м е р 1. Берут 270 г ТЦдля "холодных скважин", 30 г модифицированного гидролизного лигнина,смешивают, вводят 6 г поташа в 240 смводы и перемешивают до полного растворения, затем затворяют сухую смесьна водном растворе поташа, В результате получают состав 1. При этомгидролизный лигнин модифицируют кипением в 23-ном водном растворехлоридных воэгонов при соотношенииобъема водного раствора к массе лигнина М=З,О см/г в течение 10 мин.Плотность и растекаемость определяо,ют при 22 С. Часть исходных материалов, предназначенных для испытанияопри 0 С, заранее выдерживают прио0 С и раствор приготавливают при0 С. Определяют сроки схватыванияи прочность на сжатие после 2 сут и3 мес твердения при 0,22 и 50 С.П р и м е р 2, Берут 247,5 г ТЦдля "холодных скважин", 52,5 г моди-фицированного гидролизного лигнина(кипенпе проводят в 6 Е-ном водномрастворе хлоридных возгонов в течение25 мин при М=3,5 см /г с последующей3сушкой при 105 С), смешивают, вводят.18 г поташа в 315 смз воды и перемешивают до полного растворения поташа,затем затворяют смесь на водном растворе поташа. В результате получаютсостав 2. Линейное расширение данногораствора составляет ОЕ в условияхтвердения под давлением 1,0 МПаП р и м е р 3. Берут 225 г ТЦдля "холодных скважин", 75 г модифи.цированного гидролизного лигнина(кипение проводят в 10 Е-ном водномрастворе хлоридных воэгонов в течение40 мин при М=4,0 см/г с последую"щей сушкой), смешивают, вводят 30 гпоташа в 390 см воды и перемешивают до полного растворения поташа,затем смесь затворяют на водном растворе поташа. В результате получаютсостав 3.Для получения облегченных тампонажных растворов для цементированияоскважин с температурой 0-50 С испытывают составы 1-5, приведенные втабл. 1.Свойства тампонажного раствора ицементного камня для составов 1-5приведены в табл. 2,Таблица 1 Режим модифицирования Со- Состав раствора, мас.ч.ставТЦ Гидро- Поташ Водализныйлигнин М , см /г + Концентрация Время обрахлоридных 69 тки, минвозгонов,7. 1 90. 10 2 80 3,0 1 О 2 825 17 5 6 105 10 4,0 40 10 1300 6512 140 3 75 254 95 55 70 30 3,0 4,0 50 12 ф М - соотношение объема водного раствора хлоридных возгонов к массе гидролизного лигнина. 1 Таблица 2 Сроки схввтыввния, ч-мин Плотность, Растека" кг/и емость,смТемпера" тура тверо дения, С Прочность на сжатие МПа,через Состав 2 сут Э мес Начало Конец 1 "40 1- 1520 1 1520 3-40 4,5 8,4 50 7-20 3-00 7 р 2 22 7-40 1,0 10-50 1 1520 3,2 7,5 2-30 2 1380 50 Из приведенных данных следует, что состав 4 имеет повьппенную плотность, что нежелательно, состав 5 имеет медленное схватывание и низкую раннюю прочность, особенно при 0 С. Технико-экономические преимущества изобретения состоят в получении тампонажного раствора с очень низкой плотностью (до 1250 кг/м ), твердеюэщего при 0-50 С,Использование большого количества гидролизного лигнина (до ЗЗ,ЗХ от массы цемента) - отхода гидролиза древесины - в облегченном тампонажном растворе дает возможность утилизировать этот отход и тем самым способствовать охране окружающей среды. 194Формула изобретенияОблегченный тампонажный раствор,содержащий тампонажный цемент для"холодных скважин", поташ, воду иоблегчающую добачку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения прочности цементного камня в инотервале температур 0-50 С, в качествеоблегчающей добавки он содержит гидролизный лигнин, модифицированныйхлоридными возгонами - отходом титаномагниевого производства, при сле"дующем соотношении компонентов,мас.ч.:Тампонажный цеет дляхолодных скважин 75-90Гидролизный лигнин, модифицированный хлоридными возгонамиПоташВода1432194 Продолжение табл. 2 хватывания, Прочность на сжатиемин МПа,черезКонец 2 сут 3 мес10-30 2,0 5 Сос емпераура тверо ения, С отность, Рас кг/м емо 2 1 ЭВО 8-30 1 Э 80 Э 3-20 25 4,22 с 2-2 2-30 24 200 Составитель Л. Б Техред Л.Олийнык тужева Корр ект А, Об Редак пи каз 540 531 Тир Госуда елам и ое ВНИКП по 3035, ственного обретений Ж, Рауш 4 сква,роизводственно-полиграфическое предприятие., г, Ужгород, ул. Проектная,Подпкомитета ССи открытиИкая наб., д