Комплексный реагент для тампонажных растворов на основе шлаковых вяжущих

1 л,7 лБРЕТЕНИ к ивтОрскОм етельству СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) пг) ОПИСАН, 56) Авторское свидетельство СССР й 1086122,кл. Е 21 В ЗЗ/138, 1982,Авторское свидетельство СССР й 1451257,Е 21 В 33/138, 1986., 54) КОМПЛЕКСНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ТАМПОАЖНЫХ.РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ШЛАКО(В) Я (11) 1839039 (13) А 1(57) Использование; крепление нефтяных вых скважин. Сущность: комплексный обеспечивает повышение надежности при повышенных и высоких температ содержит, мас 96; гипан - 7,0 - 8,0; тетр вую соль 2-окси,3-пропилендиамино тилфосфоновой кислоты - 3,5 - 4,0; г натрия - 38 - 40; вода - остальное. тетранатриевая соль 2-окси,3 в проп нотетраметилфосфоновой кислоты со при соотношении 2, 1, 2 табл. и газореагент крепления урах Он анатрие- тетрамеидроксидГипан и ендиами- держатсяИзобретение относится к использованию тампонажных растворов для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях повышенных и высоких температур,Цель изобретения - повышение эффективности комплексного реагента для тампонажных растворов при повышенных и высоких температурах за счет снижения водоотдачи тампонажного раствора при одновременной стабилизации фазового состава цементного камня и улучшения его адгезии к металлу.Гипан используют по ТУ 6-01-166-74, фосфоновый комплексон марки ДПФН - по ТУ 6-02-13-20-87, гидроксид натрия - по ТУ 2263-79,При обработке тампонажных растворов иэ шлаковых вяжущих заявленным реагентом происходит резкое снижение водоотдачи, обусловленное повышением активности иона-комплексообраэователя Са, за счетче 2+го практически по всему объему цементного раствора происходит связывание высокомолекулярных соединений, образовавшихся из гипана и ДПФ, и непосредственно ДПФ в устойчивые комплексные соединения, Эти процессы протекают благодаря значительному повышению рН ( до 14) за счет введения гидроксида натрия.Происходит быстрое связывание входящего в состав шлака кремнезема в мелкодисперсный гидросиликат кальция типа СЯН(В) в результате следующих реакций: 302+2 МаОН=йа 23 Оз+Н 20йа 2 ЯЮз+Са(0 Н)2+Н 20==СаО:310 х Н 20+2 йаОН Образование гидросиликата кальциятипа СЯН(В) при участии гидроксида натрияпроисходит на стадии, предшествующейкристаллообразованию и способствует стабилизации фазового состава. Реализациядонорно-акцепторного механизма связикомплексообразующих ВМС с поверхностью металла способствует повышению адгезионных свойств цементного камня.Изобретение иллюстрируется следующими примерами,П р и м е р 1, Соблюдая соотношение 2:1,готовят комплексный реагент путем смешивания 35 г (7 мас.о ) 20 -ного товарногораствора гипана с 17,5 г(3,5 мас. ) 20 о -ного товарного раствора фосфонового комплексона ДПФН. Далее добавляют 38 г (38мас,о ) гидроксида натрия. Образующуюсясмесь перемешивают и доводят до 100мас.о , приливая к ней 9,5 мл воды,Берут 47 г полученного реагента (4,7%от массы цемента) и разбавляют водой до 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 400 мл. Раствор перемешивают на мешалке 3 мин и затворяют им 1000 г цемента ШПЦС, соблюдая жидкостно-цементное отношение (ж/ц), равное 0,40.Получают тампонажный раствор плотностью 1900 кг/м, растекаемостью 18 см позконусу АзНИИ. Водоотдача раствора равна 13 см /30 мин, адгеэия к металлу цементного камня, твердевшего 2-е суток при 1=130 С и Р=40 МПа, составляет 1,77 МПа. Фазовый состав стабилизирован, т,к, каких-либо трещин не обнаружено.П р и м е р 2. Проводят все операции так, как указано в примере 1 и получают комплексный реагент следующего состава, мас. О :Гипан - 8 (из 40 г 20 о -го раствора); Фосфоновый комплексон марки ДПФ 1 Н - 4 (из 20 г 20-го раствора);Гидроксид натрия - 40;Вода - 48,.Далее берут 50 г полученного реагента (5,0% от массы цемента), разбавляют водой до 410 мл и затворяют им 1000 г цемента ШПЦС, соблюдая ж/ц, равное 0,41.Получают тампонажный раствор плотностью 1900 кг/мз, растекаемостью 18 см по конусу АзНИИ. Водоотдача раствора равча 13 см за 30 мин, адгезия к металлу цементного камня, твердеющего 2-е суток при 1=180 С и Р=60 МПа, составляет 1,05 МПа. Фазовый состав стабилизирован, т,к, трещин не обнаружено.П р и м е р 3. Проводят все операции так, как указано в примере 1, и получают комплексный реагент следующего состава, мас. О :гипан - 7,5 (из 37,5 г 20-ного раство-, ра);фосфоновый комплексон марки ДПФ 1 Н - 3,75 (из 18,75 г 20 о -ного раствора);гидроксид натрия - 39;вода - 49,75 (систему доводят до 100%, приливая 4,75 мл воды).Далее берут 36 г полученного реагента (3,6% от массы цемента), разбавляют водой до 400 мл и затворяют им 1000 г цемента ШПЦС, соблюдая ж/ц, равное 0,40.Получают тампонажный раствор плотностью 1900 мг/м, растекаемостью 18,0 см по конусу АэНИИ,Водоотдача раствора равна 22 см /30 мин, адгезия к металлу цементного камня, твердевшего 2-е суток при 130 С и Р=40 МПа, составляет 2,37 МПа. Фазовый состав стабилизирован, т.к. трещин не обнаружено. Для удобства данные по примерам сведены в таблицах,1839039 Состав комплексного реагента для тампоных растворов на основе шлаковых вяжух повышает качество крепления скважин по внению с прототипом за счет снижения водоотдачи тампонажных растворов в 4-10 раз, стабилизации фазового состава цементного камня (отсутствие трещин), улучшения адгезии последнего к металлу в 3 - 14 раз, 5Таблица 1 н ж с а Состае еагента, мас Соотноше- Добавка реа.ние гилян: гента,отДПФ. Н массы це.мента Платность Растекаетампанаино ность, см Ж/Ц ДПФ.Н Гипан Гидроксид натрия0,4 Э 1.88 25 26 Э,О 6,0 Таблица 2 Па мет ы ементного камня Условия испьтания Время загусте. еания. КЦ-Э ч.минАгдезия к метал- Наличие трещин лу, Мпа температура,С 2. суточная прочность на раскалыеание,МПа1839039 чичиетрещин".е трещин при визуально двух трещин и т.д.физико-механических самня выполнаны по стасоответствии с1-85-26798.2-85.Прочкалывания определе.100.ав составов %12, 13 просле а суток теердения,расте эти образцы не н айствдартным ность на нв разрывной очностьт,к, в 2-х брали про менной стабиа цементного адгезии к месодержит гидющем соотно 7,0 триевая соль 2-оксиилендиаминотетрамеоковой кислотыид натрия 3,5 - 4,0 38 -40; Остальное Составитель Л.БестужевТехред М.Моргентал рректор О Реда кт кина Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5- атсутстви осмотре;- наличие 2, Испытанияраствора и к методикам в ГОСТ 26798, методам рас машине МИИ 3. Для обрвэи определена п суточном воэ Формула изобретенияКОМПЛЕКСНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ШЛАКОВЫХ ВЯЖУЩИХ," содержащий гипан и.тетранатриевую соль 2- окси,8-пропиле ндиаминотетраметил фас фоновой кислоты в соотношении 2:1 и воду, отличающийся тем, что. с целью повышения его эффективности при повышенных и высоких температурах за счет снижения водоотдачи тампонажнора при одноврфазового состповышения егодополнительноатрия при слегредиентов, ма го раство20 лизациикамня италлу, онроксид ншении ин25 ГиТетрана1,3-проптилфосфГидроксВода