Тампонажный состав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСг) ЦИАЛ ИСТИНЕ СК 1РЕСПУБЛИК(19) (1) 15)5 Е 21 В 33 ОСУДЛРСТЕДОМСТВООСПАТЕНТ НОЕ ПАТЕНТНОЕССР ОП ИЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТВУ КОМУ С К АВ еенный научноктный институт Хыдаркули во СССР8. 1980,во СССР38, 1985. Изобретение относится к строити ремонту нефтяных и газовых скваименно к тампонажным составам дляционных работ.Целью изобретения является иние прочности цементного камня,Поставленная цель достигается ттампонажный состав, включающийспирт и воду, дополнительно содержко-металлический сплав С-ГИО-сплаиндия и олова с температурой пла10,5 С. а в качестве спирта - изобутспирт при следующем соотношениидиентов, мас.%:Тампонажный портландцемент 6изобутиловый спирт 0жидкометаллическийсплав С-ГИО-сплав галия,индия и олова с темпельству жин, а изоляышеем.что цемент, ит жидв галия, вления иловый ингре 0,5+0,1 3,4-65, ,13-0,1 менее 10 мм рт. ст. -12 1(57) Использование: крепление нефтяных и газовых скважин. Сущность: тампонажный состав получают следующим образом: готовят жидкость затворения смешением изобутилового спирта, жидкометаллического сплава С-ГИО с водой. Затем тампонажный портландцемент затворяют на полученном растворе, Исходные ингредиенты используют при следующем соотношении, мас,0: тампонажный портландцемент 63,4-65,0; изобутиловый спирт - 0,13-0,17; жидкометаллический сплав С-ГИО 0,13 - 0,17 и вода - остальное, Жидкометаллический сплав С-ГИО представляет собой сплав галия, индия и олова с температурой плавления 10.5 С, 3 табл,ратурой плавления 10,5 С 0,13 - 0,17 вода остальное Предлагаемый состав готовится следующим образом. Сначала смешивают изобутиловый спирт, сплав С-ГИО и воду. Затем тампонажный цемент затворяют на полученном водном растворе и смесь тщательно перемешивают.Жидкометаллический сплав представляет собой тройную эвтектику галий-индий- олово, Выпускаемый промышленностью сплав марки С-ГИО имеет следующую техническую характеристику:температураплавления 1температуракипения выше 2000"Супругость паровпри 20 Сплотность при 20 С 6,397 г/смвязкость при 25" С 0,34 мм /секпри 200 С 0,13 мм /секповерхностное натяжение;при 25"С 533,1 н/мпри 200 С 505,1 н/мтеплоемкость при200"С 346,3 ж/кг д хх град.удельное электросопротивление: при 25 С 3 10 смм при 200 С 4,6 107 см м температурныйкоэффициент объемного расширения винтервале 20 - 200 С 1,31 10 1/ОС Сплав не вызывает коррозии нержавеющих сталей до 250 С, и ее сплавов - до 35 С, фторопласта - до 250"С; алюминий растворяет при комнатной температуре; не рекомендован для исследования воды, нефтей в отношении большинства нефтей.В статических условиях сплав покрыт тонкой окисной пленкой, защищающей его от дальнейшего окисления и может храниться неограничено долго при температуре выше 10 С, Для его хранения можно использовать полиэтиленовую посуду (тара завода) или сосуды из нержавеющей стали. Перед заполнением аппаратуры сплавом окисную пленку необходимо удалить растворением в кислотах или щелочах или снять ее с поверхности сплава фильтровальной бумагой.Ввиду низкой упругости паров, сплав не представляет опасности для человеческого организма; не оказывает агрессивного действия на кожу и слизистую оболочку, не обладает кумулятивным свойством.Изобутиловый спирт получают из метилпропена (изобутилена) нефтяных газов, а также из ацетона и метилмагниевой соли,СНз, О снСН-СН 20 Н - + СН-СООНСН СН Ъ- (СНз)з СОН + Мс 1 (ОН) 1,Изобутиловый спирт регламентирован ГОСТом 6016 - 72. Физико-химические свойства спирта приведены в табл, 1,В качестве жидкости затворения использовали воду Каспийского моря, химический состав которой приведен в табл. 2,Механизм твердения тампонажного раствора состоит в следующем.При растворении в морской воде компонентов сплава С-ГИО и изобутилового спир 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 та, указанная смесь обладает довольно сильным магнитным моментом и большим молекулярным весом, при этом образуется суспензия, Компоненты сплава С-ГИО и изобутилового спирта содействуют усиленной полимеризации и кристаллизации дисперсных частиц портландцемента и смеси изобутилового спирта и магнитной жидкометаллической жидкости с образованием конденсационно-кристаллизационной структуры. Полиэлектролиты, образованные при смешивании изобутилового спирта с морской водой и жидкометаллическим сплавом С-ГИО обладают высоким молекулярным весом, При этом полиэлектролиты следует применять в очень малых количествах, так как их избыток стабилизирует суспензии. В результате реакции происходит так называемая флокуляция, она может происходить за счет того, что длинные цепи молекул изобутилового спирта адсорбируются одним концом на одной частице цементной суспензии, другим - на другой частице, образуя между частицами достаточно прочный мостик, прочность которого увеличивается в связи большим магнитным моментом, жидкометаллического сплава га- л и Й-и нди Й-ол ОВО.Таким образом, формируется цементный камень высокой прочности и полимеризуе мости.Были проведены лабораторные исследования свойств предлагаемого тампонажного раствора.Пример, Состав готовился следующим образом. В мензурке с помощью стеклянной палочки смешивают 0,4 г изобутилового спирта, 0,4 г сплава С-ГИО и 100 г морской воды, В чашку для приготовления цементного раствора насыпают 200 г портландцемента и добавляют полученную жидкость. Смесь тщательно перемешивают мешалкой МРпри 600 об/мин в течении 5 мин. Затем готовый раствор заливают в специальные формочки с закрывающейся крышкой, подвергают вибрационному воздействию вибратором ТНв течение 5 мин, помещают в водяную баню, выдерживают при температуре 130" С,Физико-химические свойства тампонажного раствора определяют по ГОСТ 1581-78,Сравнительные показатели физико-химических свойств известного (прототипа) и предлагаемого тампонажного составов приведены в табл, 3.Из табл, 3 видно, что наиболее оптимальным является состав, содержащий в мас %1802082 63,4-65,0 0 13-0,17 Таблица 1 Таблица 2 тампонажный цементизобутиловый спиртжидкометаллическийсплав С-ГИО 0,13-0,17 вода остальное Образующийся цементный камень обладает высокой прочностью (21,8 - 23,4 МПа).Оптимальное содержание входящих в состав компонентов выбрано по результатам лабораторных исследований, При содержании изобутилового спирта и жидко-металлического сплава С-ГИО менее 0,13 или более 0,17 , как видно из табл. 3, прочность структуры цементного камня снижается.Преимущества предлагаемого тампонажного состава заключаются в следующем:- повышение прочности цементного камня в 1,5-3 раза;- присутствие сплава С-ГИО в тампонажном растворе позволит предотвратить коррозию металлических конструкций;- благодаря повышенной проникающейспособности раствора. радиус обработкипризабойной зоны увеличивается, Это позволит повысить качество изоляционных ра 5 бот,Формула изобретенияТампонажный состав, содержащий тампонажный портландцемент, спирт и воду,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью10 повышения прочности образующегосяцементного камня, он дополнительно содержит жидкометаллический сплав С-ГИОсплав галия, индия и олова с температуройплавления 10,5 С, а в качестве спирта - изо 15 бутиловый спирт при следующем соотношении ингредиентов,мас.;:тампонажный портландцемент 63,4 - 65,0;изобутиловый спирт 0,13-0,1720 жидкометаллическийсплав С-ГИО-сплав галлия,индия и олова с температурой плавления 10,5" С 0,13 - 0,17;вода остальное,1802082 Таблица 3 Сравнительные показатели физико - химических свойств известного и предлагаемого составаР, МПа Начало Конец сплав Известный состав че ез 2 с т 18,5- 1,75- 100- 30-50 2,00- 2-30- 6,0- -21 -1 76 -140 - 4,45 -5-50 16 8 Тампонажный цементП е агаемый состав 3-30 4-10 4 - 15 50 50 50 0,20 0,20 Составитель Р, АллахвердиевТехред М. Моргентал Корректор 3, Салко Реда кто Заказ 835 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Тампо- нажный цемент 66,6 65,0 63,4 65,0 66,466,3 Изобутиловыйспирт 0,070,140,130,17 Жидко- метал- личес- кий 0,07 0,16 0,13 0,17 0,18 0,23 Вода мор- ская 33,26 34,70 36,34 34,66 33,22 33,27 Растекаемость,см