Тампонажный раствор

союз советскихсоциАлистическихРЕСПУбЛИК 4089 А О 9) (И) 3 3, 21 В ЗЗ/1 ИЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ АВТОРСКОМУ С гается тем ржащий и/ озу и вод екстрин компоне У при нтов, 1000,3-0,40,1 - 0,255-60 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Саратовнефтегаз"(56) Авторское свидетел ьство СССРВ 1273506, кл, Е 21 В 33/138, 1985.Авторское свидетельство СССРВ 773251, кл. Е 21 В 33/138, 1979.Авторское свидетельство СССРВ 1361305, кл. Е 21 В 33/138, 1985,Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к. составам для цементирования обсадных колонн.Известен тампонажный раствор, содержащий портландцемент, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксид щелочного металла, мочевину и воду.Недостатками известного состава являются .высокая водоотдача и малые сроки схватывания.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является облегченный цементный раствор, содержащий, мас,ч.: портландцемент 100; оксизтилцеллюлоза, 0,45-0,60; хлорид кальций 0,5-7,0; вода 75-85, Этот состав имеет более благоприятные характеристики водоотдэчи и сроков схватывания.Однако раствор отличается низкой температуростойкостью (до 50 С), а тампонажный камень, полученный при его(54) ТАМПОНАЖНЫИ РАСТВОРВМ Изобретение относится к строительству. нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение температуростойкости и снижение водоотдачи раствора при одновременном повышении прочности на изгиб образующегося при твердении цементного камня. Тампойажный раствор содержит, мас.ч.: портландцемент 100; оксизтилцеллюлозу 0,3-0,4; декстрин 0,1- 0,2; воду 55-60. Изобретение позволяет провести качественное цементирование высокотемпературных скважин. 3 табл С: использовании, имеет низкую прочность на Я изгиб, что препятствует использованию данного тампонажного раствора в высокотемпературных скважинах и снижает качество тампонажных работ, 4Целью изобретения является повышение температуростойкости тампонажного, раствора и прочности на изгиб тампонажно- С) го камня, получаемого с его использовани- р ем, а также дальнейшее снижение водоотдачи. Поставленная цель достампонажный раствор, содандцемент, оксизтилцеллюолнительно содержит дледующем соотношениимас,ч.;ПортландцементОксиэтилцеллюлозаДекстринВодаПри использовании оксиэтилцеллюлозы и декстрина в выявленных соотношениях обеспечивается повышение термостойкости тампонажного раствора и прочности на изгиб получаемого с его использовании тампонажного камня при одновременном снижении величины водоотдачи,Предлагаемый тампонажный раствор для цементирования обсадных колонн готовят путем последовательного растаорения в воде расчетных количеств декстрина и оксиэтилцеллюлозы и затворения полученным раствором соответствую 1 цего составу количества тампонажного портландцемента для "горячих" скважин.Для экспериментальной проверки приготовляют 85 составов предлагаемого тамп онажного раствора с различными соотношениями входящих в него компонентов.Испытания растворов и полученных с их использованием образцов цементного камня проводят по стандартным методикам, принятым в нефтяной промышленности. Режим проведения испытаний растворов: температура 100 С, давление 45 МПа,В табл. 1 приведены полученные в процессе испытаний технологические параметры тампонажных растворов с различным содержанием добавок (оксиэтилцеллюлоэы и декстрина) и воды затворения.На основании полученных данных определяют оптимальные с точки зрения обеспечения требуемого комплекса свойств соотношения компонентов, мас.ч,; оксиэтилцеллюлоза 0,3 - 0,4; декстрин 0,1 - 0,2; портландцемент 100; вода 55 - 60 (составы 22-24, 28-30,34-36, 63-65, 69-71, 75-77).При повышении содержания добавок выше указанных значений тампонажный раствор имеет неприемлемые величины сроков схватывания, а при меньших их содержаниях резко снижается прочность цементного камня, получаемого с использованием раствора,Время загустевания предлагаемого раствора в пределах выявленных соотношений компонентов в диапазоне температур до,100 С составляет не менее 1,5 ч, что значительно больше времени, необходимого для прокачивания раствора при цементировании обсадных колонн, Это свидетельствует о достаточно высокой термостойкости предлагаемого раствора.В табл. 2 представлены характеристикипредлагаемого тампонажного раствора5 (трех составов - 23, 29, 35 - в пределахоптимальных соотношений компонентов) иизвестного тампонажного раствора (оптимального состава).Как видно из табл. 2, предлагаемый рас 10 твор в сравнении с известным обеспечиваетболее чем трехкратное повышение прочности тампонажного камня, образующегосяпри затвердевании раствора, имеет в 1,1-2,5раза меньшую водоотдачу и значительно бо 15 лее высокую термостойкость.В табл. 3 приведены параметры тампонажных растворов при раздельном и совместном применении оксиэтилцеллюлозы идекстрина, а также без использования этих20 добавок,Приведенные данные показывают, чтопри совместном применении добавок до-стигаемый эффект увеличения пределапрочности тампонзжного камня.на изгиб25 превосходит суммарный на Оз 3 МПа, з снижения водоотдачи - на 11 см, т,е. обеспечивается сверхсуммарный эффект.Таким образом, предлагаемый тампонажный раствор в сравнении с известным30 обладает более высокой температуростойкостью и обеспечивает дополнительное(сверхсуммарное) снижение водоотдачи иповышение прочности образующегося притвердении цементного камня, что позволяет35 использовать его в высокотемпературныхскважинах и обеспечивает повышение качества тампонажных работ,Формула изобретенияТампонажный раствор, включающий40 портландцемент, оксиэтилцеллюлозу и воду, о тл ича ю щи й с я тем, что, с цельюповышения темперзтуростойкости и снижения водоотдачи раствора при одновременном повышении прочности на изгиб45 образующегося при твердении цементногокамня, он дополнительно содержит декстрин при следующем соотноеении ингредиентов,мзс.чПортландцемент 10050 Оксиэтилцеллюлоза 0,3-0,4Декстрин 0,1-0,2Вода 55-60.1714089 абли ца Содерианне Состав растеоПвранетри танпонавного раствора и камня Пределпрочностикамняна из"гнбчерез2 Ь ч,гфгае РЭЦ Реюнм испьта- ния Портландцементдтв"горячианскеааин Декстрнн Времяагустевання,и-мин Плотность,г/см Рвоте" квеность,си Темпера. тура, Свелениее,МПа Времяфильтрацииимнн-с КоличествоФильтратасм начало конец 1-15 1-45 0-55 О-ЯО Ю 25 О 5Не 1 ЭО 2-06 2-30 2-50 г-Б 2-55 1"49 1 45 2-19 2-30 2-45 2-50 2-55 55 66 о-Зв О"32 39-0 30 0 30-9 30 О 30"О15 1-15 -15 1-15 "15 гм 5 26"0 ЭР"9 ЭОЭОЭО-О 30"0 30-0 30-9 30 0 30"0 30 О 30-0 30-0 30-0 30-0 30-0 30-0 39-0 ЗО О 30-9 г 7 21 2 У 2,8 29 31 2 ь 2517,0 16,0 15,5 , 15,е14,0 Р 25 г 25 )25 в 25 )25 )25 . 2019,0 19,5 20,0 20,5 21,0 21,5 ЭВ,5 19,0 9,5 2 ф 22,0 23,5 8,0 185 20,6 4250 23 5 1 8 46 46 46 46 46 46 100 100 геф 100 106 1 ОО 190 00 60 109 ОО 190 100 РО 106 90 100 100 1 ОР 160 190 г 0,25 ф эф 6,35 ф,аф 6,45 0,05 0,19 6,15 0,20 925 0,36 0 1 О 21 2,7 2 7 27 27 2,7 2,4 27 а,в 3,2 Э 2 з,г й,8 е 0,20 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,30 Р,ЗР 0,30 0,30 030 0,30 о,э 5 6,35 6.35 О,З 5 035 0,35 0,40 9,40 0,40 ф,аф 0,46 о,аф 6,45 6,45 0,45 0,45 0,45 е,а 5 е 0,95 6,10 О,5 О 29 0,25 8 16 18 18 18 8 16 6 16 1 Ь 16 16 11 1 1 11 0,30 0,0 1 Эф 2-99 2,15 240 2-45 2-50 1"15 1-45 2 90 йщэе 2-Э 5 2"46 1-05 г+ЭО 1-50 2-15 2 20 2 20 0 Я 1-15 1-45 2 06 2 ь 05 аг-Юф 0,16 015 0,20 190 190 100 г,9 Э,г э,э з.э 3,2 2,8 З,Э Э,Ь 3 Ь 0,25 00 0,30 0,05 100 00 90 0,10 0 15 0,20 6,25 9 ЗО 0,65 о,5 6,20 0,2 0,30 20, 2 Э,5 23 175 18,0 8,5 19 5 205 21, 15,0 6,0 ЭУ,О гв,5 19,6 28, в 25 T25 рг Р 25 )25 18 0 7,0 16,5 190 190 00 100 60 106 100 100 1 ОО 00 э,з з,о з,э Э,5 1 7 7 7 у ЭО О 36-0 Э,б 30-0 30-6 э,ю з,а э,а 34 З,у 3 У з,в з,в 21 2,1 2,1 2,1 2,1 2,0 21 2,2 а 3 2,4 30-0 30-0 2 2 2 2 2 2 49 49 49 49 Ь 9 49 зв 32 ге25 20 28 28 28 28 28 28 21 21 21 21 21 21 13 гз 13 3 3 13 9 0,10 0,15 100 109 РО 60 100 ОО 30-6 0,2 Р 025 6,39 6,65 0,1 30-ф 30 9 ЗО-О 1-5 1-15 1-15 1"5 1" 1 5 30"О 30-6 30-0 30 0 ЭО О эфеф ЭО о 30-0 30 О Зевло 30 Ю 30-0 2 20 235 196 ОО эе 65 0,20 025 6,36 е 9,256,36 035 О,ао 9,45 6,25 0,25 0,25 025 0,2 0 ЭО О,ЗО О,ЗО 0,30 0,30 0,30 О,З 5 635 О,З Ю,З 5 035 035 6,46 69 60 аф 60 60 60 60 60 60 бф 66 60 60 60 60 60 60 60 60 66 60 60 60 60 ЬО 3 15 3"2025 -10 0 Б 190 00 10 Р 100 1 ОО 100 160 ОО 1 ОО 00 100 196 60 90 100 190 90 100 100 00 99 106 00 106 06 00 16,0 0-35Неа55 195 26,0 а 0,65 О 15 0,20 0,25 9,30 1 40 2 ОО 3-45 425 5 10 62-20 3-39 Ь5-30 6 ОО 7-05 2-9 3-40 5-09 6-0 6-50 1-Э 5 2-45 2,2 г,5 26 21 22 22 23 2,6 2,1 2,8 2,8 2,8 2,5 2,7 28 2,9 29 2,9 2,7 230 2 ЯО 2 59 3 го 3-20 23,6 24;0 25,0р 25,0 2-00 9,0 19,5 0,05 О,О О,5 0,20 625 ф,зю ф,6 6, 6,2 6,36 9,05 2"5 2 35 ЗО-О 30-0 39 О 36-6 21, 230 24, 25,0 18,5 9,Ф 29, 22, 23,5 7,6 ат 55 3 10 3 05 1 46 36 О 39 0 30-0 Эф39"о 30 О ЭО"0 2"ОО 2 5 г-я 2-59 г-зо 30-6 з а 5 6 1 в 9 0 1 2 13 Ь 15 ЭЬ 17 16 19 20 21 22 аз 24 2 27 28 29 зе 32 33 3% 3 . 3631 Зв 39 40 Яг аг 43 44 45 41ава 9 50 1 2 3 54 Я 56 7 58 9 60 б 62 63 64 6 67 69 . УВ72 73 74 гцф 100 00 160 06 66 100 160 100 100 100 100 100 ОО 100 196 100 100 00 100 00 00 06 00 100 100 00 100 00 100 ЕО гоо00 00 160 ЭОЕ 00 00 100 00 00 00 ЭОФ гфф 00 160 00 106 1 ФО 106 1 ОО 00 100 106 00 100 166 00 гфф 00 106 00 06 гфф 00 100 166 100 00 100 166 69 компонентов,нас,ч,55 55 Б Б Б 55 55 Б 55 5 Ь Б Б 55 55 Б Б Б Я Я И 55 55 Б Я Я 5 Я Я 5 Б Я Б Б 5 Б Б Б Я 60 60 .66 г,уэ 170, л 173 ЭЛ 173 1;73 173 1 Л 173 г,уэ 113.173 1,73 1,73 л г,уэ 1 13 1731,73 73 1.73 ЭЛ 1,13 173 . г,уз, 173 173 173 1 73 173 .173 1 73 ЭЛ 1 73 .Уэ 173 г 73 1,73 ,7 Э гл ЭЛ г,уо 70 г 70 1,УЮ Э,УФ 7070 1,70 . ,70 ,70 1 70 Э,УО 1,16 . .70 170 1;16 70 170 ,29 1,76 г 2070 ,70 Э,УО Э,УО .. лри теилературе, С Фроносте аел лри нетбе,Дйа, нри теилеретуре, ССастае растеое ра растеиаености,си ЕЕ ЕЕЕВ 2 100) (иерее 24 ч ЕВЕ Е ВЭв 23,335е таците ее0,96 4-15, 5 1 4-36 5"4 а-а 5-4 19 в26,0е8,519,1 956 Не 67 орестее блиц дача лрн перепаде йредел лроч"0,1 ЮЬ, иост наилеее иа иетиб чеОавт- Колиест рее 24 ч, И ен.с ео Онитрата, сит Сфстае таюонииио щл растаораВ иа тледеВВ020 )едстрииееиеитдге иторл чилисирени 422,7 23 2,8 46 , 2,76 3,4 4 45 380530 100100 е РЮ 0,15 НЮ О,Составитель Л,бестужеактор Н,Гунько Техред М.Моргентал Корректор Э;Лончакова; еа Подээисноеизобретениям и открытиям яри ГКНТ ССС, Раушская наб., 4/5 Тираж ственного комитета 113035, Москва, Ж