Тампонажная смесь

(51) 5 ПИ ИЕ ИЗОБ ТЕН Я Ь 6 д ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ташкентский политехнический институт им, А, Р, Бируни и Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(56) Атакузиев Т. А. и др, Физико-химическое исследование сульфатсодержащих цементов и разработка низкотемпературной технологии их получения. Ташкент; ФАН, 1983, с, 88 112.Авторское свидетельство СССРМ 730953, кл. Е 21 В ЗЗ/138, 1980,(57) Изобретение относится к области глубокого бурения. Цель изобретения - повышеИзобретение относится к глубокому бурению, в частности к составам для цементирования высокотемпературных скважин при наличии в разрезе агрессивных гипсосоленосных отложений,Цель изобретения - повышение седиментационной устойчивости тампонажного раствора, повышение прочности цементного камня и предотвращение его усадки при22-160 С.Тампонажная смесь для цемен 1 ирования нефтяных и газовых скважин включает вяжущее и в качестве минеральной добавки - сульфоалюминатно-силикатный цемент при следующем соотношении компонентов,мась;Вяжущее 75 96Сульфоалюминатносиликатный цемент 4 25.Я 2 1654543 А ние седиментационной устойчивости тампонажного раствора, повышение прочно. сти цементного камня и предотвращение его усадки при температуре от 22 до 160"С. Тампонажная смесь для цементирования нефтяных и газовых скважин включает вяжущее и в качестве минеральной добавки сульфоалюминатно-силикатный цемент (САСЦ) при следующем соотношении компонентов, мас.о,: вяжущее 75-96; САСЦ 4-25, САСЦ получают путем низкотемпературнои (1200 1300 С) сырьевой смеси, состоящей иэ извес 1 няка, фосфогипса и каолинонои глины. Тампонажный раствор на основе т,эмпо нажнои смеси отличается пониженным водоотделением, а цементный камень ха рактеризуется отсутствием усадочных деформаций и повышенной прочностью.2 табл,Для экспериментальной проверки со станов тампонажной смеси подготог 1 лены 6 смесей ингредиентов (табл. ) В качес 1 ве вяжущего используют тампонажныи цел 1 ент (при необходимости допускается введение наполнителя), который смешивают суль фоалюминатно-силикатным (САС) цем.нтол 1 и заданных соотношениях и затворяют водой При необходимости в жидкосгь растворения добавляют ээмедлигели схватывания Затво. рение тал 1 понажного раствор и определение основнык его своисге производят по общеизвестнои методике.САС цемент получают пуем низкотемпературного обжига (1200 13006) сырье вои ших 1 ы состоящеи иэ извесВяла фосфогипса и каолиноной глины 1. го мине ралогический состав представя н л 1 ин валами: сульфоалюмина 1 ом ,Слд .мсульфосиликатом (Сз 323), белитом (С 25) иизбытком сульфата кальция (Са 304 иэб). Минералогический состав указанного цементарегулируется значениями коэффициента насыщения (КН) и сульфосиликатного модуля(п). Путем изменения этих параметров можно получать САС цементы с различными показателями сроков схватывания.Применяемый в качестве добавки к тампонажному раствору САС цемент получаютпри КН=0,667 и п=1,0, температура обжига1250 С. Он характеризуется следующим минералогическим составом : С 4 АзЗ 9,13;Сь 325+С 28 85,60: СЯизб. 0,43; СдАР 2,40 исроками схватывания; начало 10-20 мин, конец 25 - 30 мин, Набор прочности при твердении САС цемента протекает интенсивно,чему способствует наличие в его составегидравлически активных компонентов(СаАзЗ и Саво о.).В табл. 1 представлены полученныеструктурно-механические свойства тампонажной смеси с различным соотношениемингредиентов и известных составов,П р и м е р 1. Берут тампонажный портландцемент, добавляют измельченный САСцемент при следующем соотношении компонентов, мас. ф :Вяжущее 96,0САС цемент 4,0Сухую смесь затворяют пресной или минералиэованной водой при В/Т=0,5, Режимиспытания следующий: Т=22 С, Р=1 атм.Растекаемость тампонажного раствора составляет 21 см, плотность 1800 кг/м, водозотстой 0,9 ф , что примерно в 15 раз меньше,чем у известной смеси, Прочность цементного камня через 48 ч твердения образцовсоставляет; при изгибе 6,0 МПа, при сжатии12,3 МПа. Образцы не дали усадку.П р и м е р 2. Тампонажная смесь, содержащая мас. :Вяжущее 90,0САС цемент 10,0Приготовление и испытание тампонажного раствора производят описанным способом. В/Т=0,45, ТС, Р=ЗО МПа,растекаемость 21 см, плотность 1790 кг/м,водоотстой 0,4, Прочность затвердевающего камня через 48 Ч составляет: при изгибе 10,7 МПа, при сжатии 16,0 МПа, что в 2,5раза выше, чем у известной смеси, Каменьбеэусадочный,Данные табл. 1 показывают, что тампонажный раствор на основе тампонажнойсмеси обеспечивает резкое снижение водо-.отстоя и повышение прочности цементногокамня, который характеризуется отсутствиемусадочных деформаций.45 50 55 формула изобретения Тампонажная смесь для цементирования нефтяных и газовых скважин, включающая вяжущее и минеральную добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости тампонажного раствора, повышения прочности цементного камня и предотвращения его усадки при температуре 22-.160 С, в качестве минеральной добавки она содержит сульфоалюминатно-силикатный цемент при следующем соотношении компонентов, мас, ;Вяжущее 75-96Сульфоалюминатно"силикатный цемент 4-25 При содержании 3,0 САС цемента всоставе тампонажного раствора обеспечивается положительный эффект по части снижения водоотстоя и повышения прочности5 цементного камня. Однако такого количества САС цемента недостаточно для компенсации его усадки.Увеличение содержания САС цементасвыше 257 ь (30 ь) также благоприятно ска 10 зывается на росте прочности цементногокамня и снижении водоотстоя, Однако вследствие бурной кристаллизации гидросульфоалюминатов кальция (особенно трехсульфатнойформы) происходит интенсивное расширение,15 темп исида которого превосходит таковые набора прочности цементного камня, в результате чего он растрескивается.Тампонажный раствор на основе тампонажной смеси может применяться для це 20 ментирования глубоких скважин.В табл. 2 представлены результаты поопределению сроков схватывания тампонажного раствора.Определяют сроки схватывания тампо 25 нажного раствора, содержащего наибольшее количество САС цемента (25 ). К этомусоставу добавляют известные реагенты-эамедлители схватывания в количестве 0,05 -0,1 от массы сухой смеси,30 Как видно из табл, 2 начало схватываниятампонажного раствора, содержащего САСцемент, незначительно сокращается,Использование данной тампонажнойсмеси позволяет обеспечить длительный35 срок службы скважин вследствие высокойпрочности, термо- и солестойкости цементного камня, а также отказаться от дорогостоящих ремонтно-изоляционных работ понаращиванию цементного кольца и повтор 40 ной герметизации мест перетоков эа счетотсутствия усадки, водоотстоя и увеличенияв объеме цементного камня.х Щ ц 1В,Э СО1 х х а, а х м Н кф н цц ац еЮе О Э а О Э х С Э ц к с 1 ц1 Э г1 ф 1 Мц Ю е ол СЧЮоО Ю 1 Моо хс оогО ц 1о ф . са а о о о сч а ог сг Ог та ао ю о о оао Щ с 1,а хц ф с Х 1 1 11 1 1 фц о о о о х Э х о 1 а о о 1 ф 1о рБаЭ щ 1щ ос, цао фю х хцо хх аоа х2 Ф3 фЭэ аа эь х с о с Е а ф ос о а х о сч с О ф о оа аа с 4 О с гЧ сч гЧ1 б 54543 Таблица 2 Составитель Л,БестужеваТехред М.Моргентал Корректор Т,Палий Редактор Н.Рогулич Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина 101 Заказ 1938 Тираж 368 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5