Тампонажный материал

)5 Е 21 В 33 138 БРЕТЕ К АВ льс Его и, ов ю и эксважин.и сниДоба глинозем ровднию наиболее тез указа случае, ес ка синтети стОГО шлака минералов Г стоичивых и ных минера ПЬ ОСЧ ериапа состав и равен кти и содержании во-гпиоэемиестее обладаи. Кроме того, рограна ного щением еле- оницаемостьревах на протяженый камень иэ тамГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзныйинститут по крерастворам(57) Изобретение оппуатации нефтяЦель - обеспечен л, М 21 научно-исследовательскийплению скважин и буровым, Н. А. МариампоБезрукова и М, А.8.8)детельство СССРВ 33/138, 1980.детельство СССР1 В 33/138, 1986.ЫЙ МАТЕРИАЛтносится к бурениных и газовых ские термостойкости Изобретение относится к бурению и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при применении термических методов повышения нефтеотдачи пластов,Цель изобретения - повышение термостойкости и снижение проницаемости тампонажного камня при циклическом нагреве до 400 С при одновременном повышении его сцепления с обсадными трубами.Тампонажный материал содержит компоненты в соотношении, мас,%:Тампонажный портландцемент 55 - 77 Кварцевый песок 20-35 Шлак синтетический известково-глиноземистый 3-10 Шлак синтетический известково-глиноземистый является отходом при рафинировании стали и имеет следующий химический состав, мас.%: 502 7-10; А 20 з 35 - 37; СаО 40; М 90 8; ЕеО 5; 5 0,7; примеси - до 1.3,жение проницаемости тампонажного камня при циклическом нагреве до 400 С при одновременном повышении его сцепления с обсадными трубами, Тампонажный материал содержит следующие компоненты при их соотношении, мас,%: тампонажный портландцемент 55 - 77; кварцевый песок 20-35; шлак синтетический известково-гпиноземистый 3 - 10. Последний является отходом при рафинировании стали, Добавка иэвестковоглиноземистого шлака способствует формированию минералов гидрогранатного типа наиболее устойчивых при 350-410 С. При приготовлении тампонажного материала вначале осуществляют совместный помол песка и шлака, затем добавляют воду и тща тельно перемешивают. 2 табл. еского известковопособс вует форми- дрогранатногО типа ри 350-410"С, Синов возможен в том, в вности вяжещуго ма- ,0 с, -- =- 1,15,мо- ,ъЛ СаО 502 Д М 2 = -- .: =-0,08 - й 203 ю 502О 0.1.Тампонажный материал ив нем синтетического извесгкостого шлака в указанном колиет именно такими параметрамобразование минералов гидтипа сопровождается сакравидных пор, что снижает птампонажного камня,При циклических пронии 10 циклов тампонажпонажного материала обладает стабильными физико-механическими свойствами. Кроме то;о, при введении в тампонажный материал добавки синтетического известково-глиноземистого шлака в контактном слое 5 тампонажного камня с желеэосодержащими минералами обсадных труб происходит химическое взаимодействие однокальциевого двухалюмината с окислами железа, В результате хемосорбции указанного мине рала на поверхности металла (стали) образуется гидроалюмоферрит кальция, что является причиной увеличения силы сцепления камня с поверхностью металла (обсадной трубы), что в конечном счете. 15 определяет величину адгезии.На протяжении всего температурного диапазона 20 - 300 С тампонажный камень имеет высокие адгезионные показатели.В табл. 1 даны свойства раствора и там понажного камня.П р и м е р 1. Для приготовления 1 кг тампонажного материала необходимо 700 г тампонажного портландцемента, 250 г кварцевого песка и 50 г шлака синтетиче ского известково-глиноземистого. Вначале осуществляют совместный помол шлака и песка, Затем 300 г полученной шлакопесчаной смеси смешивают с 700 г тампонажного портландцемента. Затем к полученным 30 1000 г материала добавляют 420 мл воды, Приготовленный тампонажный раствор заливают в формочки для формирования стандартных образцов тампонажного камня. Полученный тампонажный камень обладает 35 следующими свойствами;Прочность, МПа, через 24 ч при 22+ + 2 ОС:изгиб 1,3 сжатие 1,8 40 после 1-го цикла теплового воздействия;изгиб 10,6 сжатие 316 после 10-го цикла теплового воздейст вия:изгиб 1 1,3сжатие 34,5 Проницаемость К х 10 - , м, при теп 15ловом воздействии: 50После 1-го цикла 0,04 после 10-го цикла 0,03.П р и м е р 2. Для приготовления 1 кг тампонажного материала необходимо 650 г тампонажного портландцемента. 270 г 55 кварцевого песка и 80 г шлака синтетического известково-глиноземистого, Вначале осуществляют совместный помол шлака и песка. Затем 350 г полученной шлакопесчаной смеси смешивают с 650 г тампонажного портландцемента, Затем к полученным 1000 г материала добавляют 420 мл воды, Приготовленный тампонажный раствор заливают в формочки для формирования стандартных образцов тампонажного камня. Полученный тампонажный камень обладает следующими свойствами;Прочность, МПа, через 24 ч при 22+ 2 ОС:изгиб 1,4 сжатие 2,0 После 1-го цикла теплового воздействия изгиб 11,0 сжатие 32,0 После 10-го цикла теплового воздействияизгиб 11,40 сжатие 36,7- 15 2Проницаемость К х 10 м, при тепловом воздействии:после 1-го цикла 0,01 после 10-го цикла 0,02 П р и м е р 3. Для приготовления 1 кг тампонажного материала необходимо 550 г тампонажного портландцемента, 350 г кварцевого песка и 100 г шлака синтетического известково-глиноземистого. Вначале осуществляют совместный помол шлака и песка. Затем 450 г полученной шлакопесчаной смеси смешивают с 550 г тампонажного портландцемента. Затем к полученным 1000 г добавляют 450 мл воды. Приготовленный тампонажный раствор заливают в формочки для формирования стандартных образцов тампонажного камня. Полученный тампонажный камень обладает следующими свойствами:Прочность, МПа, через 24 ч при 22+ + 2 С;изгиб 1,5 сжатие 2,1 после 1-го цикла теплового воздействия:изгиб 11,2 сжатие 34,1 после 10-го цикла теплового воздействияизгиб 11,8 сжатие 38,2-15 2Проницаемость, К х 10, м, при тепловом воздействии;после 1-го цикла 0,02после 10-го цикла 0,01 Применение запредельных значенийпредлагаемого тампонажного материала меняет величину модуля основности и модуля активности, вследствие чего нарушаются условия синтезирования гидрогранатов и1654540 ухудшаются физико-механические свойствакамня,В табл. 2 представлены результаты испытаний тампонажного камня на сцепление 5 со сталью (методом на отрыв).Как видно из табл.2, сила сцепления тампонажного камня при введении известково-глиноземистого шлака увеличивается более чем на 406. 10Использование предлагаемого тампонажного материала позволяет повысить герметичность затрубного пространства скважины в процессе термического воздействия на пласт и сократить число ремонтов 15 в процессе эксплуатации. Таблица ОпытСостав тампонажного материала, мас,7. Сроки схвзтыванияири 22 С, ч-мино В/Ц ГастекаемостьКвар-цевый 1 на клитейШлакпроиз -водства пеТампо- нажиый Начало конец см ный песок портландцемент редельного чугуна 3 - 10 4 - 30 0,42 20,5 70 25 20,0 2-50 0,42 27 65 1 О 3-20 2-00 2 - 30 0,42 35 55 1 - О 20,5 0,45 15 35 50 Продолжение табл.1 Предел прочности при 222 С через 2 ч ч, ИПа Опыт Свойство камня после циклических прогревов от 22 до 400 С после 1-го цикла после 1 О-и циклов Изгиб Сжатие Прочность, ИПа. Провинив Прочность, ИПа Про,ипаевмости5"1 О, и емость фр10 , и 11 згиб Сжатие Изгиб Сжатие 1,3 1,8 0,6 31,6 0,0432,0 0,034,0,0217,9 1,34 34,5 11,3 0,03 0,02 11,0 1,ч 2,0 36,7 1,ч 1,5 2,1 11,2 38,2 11,8 0,0 1,6 8,8 13,2 7,3 6,23 Шлаксинте -тиче: -кийизвестковоглино -земистый Формула изобретения Тампонажный материал, включающий тампонажный портландцемент, кварцевый песок и шлак, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения термостойкости и снижения проницаемости тампонажного камня при циклическом нагреве до 400 С при одновременном повышении его сцепления с обсадными трубами, он в качестве шлака содержит шлак синтетический иэвестковоглиноземистый при следующем соотношении компонентов, мас.:Тампонажный портландцемент 55-77 Кварцевый песок 20-35 Шлак синтетический известково-глиноэемистый 3-101654540 бл ица 2 Состав тампонаеногоматериала, мас,Й Опыт В/. Растекаусловия испыта- ний емость, сн Шлак син тегнческнй иэве Темпера тура, С Давление,на стково глиноэемнстый 20 77 20 0,1 1,4 70 25 50 50 З,9 66 27 ЗОО 80 5,6 80 8 20 0,1 0,9 5 50 0,44 21,5 ЗОО ЗО 20 З,60 0,45 20,5 0,45 20,0 20 1,0 50 ЗОО 80 З,7 Составитель Л.БестужеваТехред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор Н. Рогулич Заказ 1938 Тираж 367 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 Портлянццемент 0,42 19,5 0,42 19,0 0,42 18,5 0,4 20,0 Сила сцеплениятампонаююгокамня с металлом НПа, череэ24 ч