Тампонажный раствор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22 Заявлено 080 977 (21) 2520727/22-03с присоединением заявки Мо(54)М. Кп,Е 21 В 33/138 ГосударственныЯ комитет СССР по делам нзобретениЯ н открытн Я(71) Заявитель Институт коллоидной химии и химии Воды АН Украинской ССР( 54 ) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР Изобретение относится к производ-ству тампонажных растворов, в частности для ремонтно-изоляционных ра бот в скважинах, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности,Известны тампонажные растворына основе минерального вяжущего,полимеров и воды 1.Однако они обладают недостаточнойпроникающей способностью и усадкой.Наиболее близким по составу изуже известных тампонажных растворовявляется раствор содержащий 65,171,4 весЪ вяжущего 0,05-1,5 Ъ полимера и воду остальное (2.Однако он также обладает недостаточно высокой проникающей способностью и прочностью, что делает неэффективным его применение для работ в разрезах с тонкопористыми пластами.Целью изобретения является увеличение проникающей способности тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня,Поставленная цель достигаетсятем, что тампонажный раствор для ремонтно-изоляционных работ, включающийминеральное вяжущее, линейный водорастворимьй полимер, воду, дополнительно содержит диэтиленгликольаэросил при следующем соотношении компонентов. вес.Ъ:Минеральное вяжущее 52,20-66,68Полимер 0,05-0,80Диэтиленгликольаэросил 0,03-2,50Вода Ост альноеДля приготовления тампонажногораствора используют в качестве минерального вяжущего низкогигроскопичный тампон ажный цемент, тампон ажныйпортландцемент, а также шлако-песчаный 15 цемент ШЩС; водорастворимые линейные полимеры с различными функциональными группами - . поливиниловыйспирт, карбоксиметилцеллюлоз а, полиэтиленоксид и диэтиленгликольаэросил.20 диэтилен гликольаэросил представляетсобой высокодисперсный порошок судельной поверхностью 175 м/г, похимическому составу он является производным аморфного гидрофильного 25 кремнез ема, поверхностный слой к оторого покрыт органогруппами состава(-О ( СН 2 ), -О- (СН, ), ОН.Полимеры выполняют функцию регуляторов сроков схватывания и понизи телей водоотдачи. Диэтиленгликоль6 97688 Состаного рон ающ Сроки схьаты чность и изги ния,поцем ос гс/с У-4-67,70 2 2 - 35 ТУ-1-6-672-10 40 1,13 42,35 1, б 1-30 6 48 условия й, но ор ой сетки воды ра спирта, диэтибычного м затво ого цеЯсии с Вы- нетичес- контактиих взаи( 66, 4 3 минерал ьн ог полимера, 0,05 ди аэросил способствует увеличению проникающей способности раствора в 2- 2,5 раза и повышает прочность камня на 10-30 . Кроме того, раствоп имеет дополнительные положительные качества: водоотдача его понижается, уменьшается вязкостьпрокачиванияи страгивания после выдержки в по кое, что позволяем ему легче заполнять также крупные поры и трещины пластов, При наличии слабых пластов можно использовать облегченный состав раствора с большой концентрацией диэтиленгликольаэросила, при этом удельный вес составляет менее 1,65 г/см Механизм улучшающего дейэтиленгликольаэросила на теческие свойства тампонажныхзаключается в его влиянии нгидратации клинкерных фаз цобуславливающем получение нстадиях большого количестваных частиц в объеме системыбенностях построения прострпластичной структуры дисперсокими значениями электрокикого потенциала поверхностиРующих частиц, облегчающих ствия дихноло ги - дисперсий 55 а скорость емента, а ранних коллоиди в осоанствен ной При затворении на растворах полимеровтампонажный состав сохраняет все положительные свойства, придаваемыеему и диэтиленгликольаэросилом и полимером. Наличие тонкодисперсного диэтилен гликольаэросила дополнительнос по с обст ву ет из мел ьч ен ию в оз и и к ающихв объеме глобул полимера. Конкретные примеры влияния диэтиленгликольаэросила на проникающую способность и прочность тампонажного раствора из низкогигроскопичного цемента, твердевшего двое сутокопри 75 С, представлены в таблице москольжение в дини быстрое образованентированной прострв статическом состоПример 1.воряют 10 г поливинзатем в нее добавллен гл их ол ьаэросил апере меши в ан и я э т имют 1993 г низкогигрмента,Этот составвяжущего, 0,33 мическихие рыхлоанственнянии,В 996 гиловогоют 1,5 гПосле орастворооскопичнэтиленгликольаэросила и 33,22 воды)имеет следующие парам.тры; удельныйвес 1,83 г/см , растекаемость 21 см,3динамическая вязкость 8 пз, проникающая способность 3,79, водоотдачаза 30 мин 16 см, сроки схватывания3при 75 С 3-05-3-55, прочность приизгибе через 2 сут 54 кг/см2П р и м е р 2. В 1025 г водырастворяют 1,5 г полцэтиленоксида,затем в нее добавляют 0,90 г диэтиленгликоля,и после перемешиванияэтим раствором затворяют 1972 гпортландцемента. Тампонажный раствор(65,74 минерального вяжущего,0,05 полимера, 0,03 диэтиленгликольаэросила и 34,18 водя) имеетследующие характеристики: удельныйвес 1,81 г/см, растекаемость 22 см,вязкость прокачивания б пз, страгивания после выдержки 32 пз, проникающаяспособность 3,09, сроки схватывания 70при 22 - 6-00 и 7-15, прочность наизгиб через 2 сут 30 кг/см и через28 сут 78 кг/см2Пр и м е р 3. В 640 г воды растворяют 16 г карбоксиметилцеллюлозы 25и при перемешивании добавляют 10 гдиэтиленгликольаэросила, этим раствором затворяют 1333,6 г шлако-песчаного цемента. Тампонажный раствор(66, 68 минерального вяжущего, О, 80 30полимера, О, 50 диэтиленгликольаэросила и 32, 02 воды) имеет следующиесвойства: удельный вес 1, 80 г/смрастекаемость 1 Я см, проникающая спо -собность при 22 3,61, сроки схватывания при 150 С 6-00 - 8-05, прочность через сутки твердения при150 С на изгиб 18 кг/см , йа сжатие64 кг/смЭтот тампонажный раствор опробовался при ремонтно-изоляционных работах на 14 нефтяных и газовых сква-жинах и показал хорошие результаты.В ряде скважин с очень низкой приемистостью в пласт удавалось пРодавитьзначительные количества тампонажногораствора с добавкой диэтиленгликольаэросила, тогда как в аналогических скважинах цементный раствор с полимеромза колонну проникает в ограниченныхколичествах в основном в виде фильтрата с очень малым содержанием твердой фазы.Тем самым установлено на практике,что тампонажный раствор для ремонтноизоляционных работ, включающий добав 55ку диэтиленгликольазросила, имеетповышенную проникающую способностьв поры и каналы пласта, что обеспечивает надежную герметизацию самыхмелких пор и создает надежный антиФильтрационный экран на достаточномрасстоянии от ствола скважины . Особенно большое значение это имеет приработах по изоляции газонасыщенныхпластов и подошвенных вод. Необходи мо отметить, что проникновение данного раствора в пласт происходит при меньших давлениях, Это позволяет не применять пакера при изоляционных работах, снизить нагрузки на обсадные колонны и приэабойную зону и избежать тем самым гидроразрыва пластов и осложнений при цементировании.Легкая страгиваемость раствора после выдержки в покое позволяет широко применять способ цементирования, при котором закачка тампонажного раствора в интервал изоляции производится через заливочные трубы, спущенные ниже нижних перфорационных отверстий, а продавка в пласт- после подъема труб на глубину срезки. Обычный цементный раствор или затворенный на полимере с умеренными сроками схв атывания за это время (30-50 мин) загустевает и становится несдвиговым. Диэтиленгликольаэросил приводит также к ускооению твердения камня, что не позволяет размывать полученный экран.Высокая прочность цементного камня в ранние сроки твердения позволяет сократить время ОЗЦ и давать большие нагрузки на цементные мосты, а также увеличивать депрессии при освоении скважин,Важным преимуществом указанногосостава является также Физическоесостояние добавки - тонкодисперсныйпорошок и небольшое ее количество.Это позволяет готовить смесь непосредственно на скважине перед цементированием, что очень важно в сложныхгеологогеографических условиях, как,например, в Западной Сибири.Добавка может вводиться в водузатворения, кроме того смешение диэтиленгликольазросила с цементомможет гроизводиться в сухом виде призатаривании цементно-смесительныхмашин. В настоящее время технологияприготовления таких смесей полностьюотработана,Возможно введение добавки непосредственно в цемент на цементных заводахпри его помоле или других операциях.На основании промысловых испытанийсделано заключение о необходимостиширокого внедрения предложенноготампонажного раствора при изоляционныхработах, что позволит достигнуть значительного технологичеСкого и экономического эффекта,Формула изобретенияТампонажнь;й расвор для ремонтно- изоляционных работ, включающий минеральное в яжущее, водорастворимый линейный полимер и воду, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения проникакщей способности раствора и повышения прочности камня, он дополнительно содержит диэтиленгли,й ,697688 0,03"2,50 Ост ал ьн ое Составитель В.БакшутовТехред Э, Чужик Корректор Н. Задерновская Редактор С,Лыжова Заказ 6553/11 Тираж 657 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж) Раушская наб., д,4/5 филиал ППППатент ), г.Ужгород, ул .Проектная,4 копьаэросил при следующем ингредиентов, вес.Ъ:Минеральное вяжущееВодорастворимФ линейный полимердиэтиленгликольаэросилВода соотнощении 52,20-66,68 0)05"0,80 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР