Тампонажная смесь

726 З 12 Союз СоветскнкСоцнапнстнческнкРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 02,06.78 (21)2623140/22-03 (51) М. Кл.Е 21 В 33/138 с приеоединением заявки РЙГосудерстееииый комитет СССР ио делам иэабретеиий и открытий(53) УДК 622.243. ,13(088,8) Дата опубликования описания 08.04.80 В. А. Волошин, В. П. Редько, А, Е. Анохин, В, П, Кондратьев, Ю, Я. Ронина, Е. М. Бляхман, В. П,Тимовский и Д. Б. Хусид(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(54) ТАМПОНАЖНАЯ СМЕСЬ Изобретение относится к производствуполимерных тампонажных смесей на основе карбамидного полимерного связующегои макет быть использовано в качестветеплоизоляционного облегченного твмпонвжного материала при бурении нефтяных,газовых, паронагнетательных и другихскважин в температурном диапазоне ото )-5 до+60 С в нефтегазовой промышленности и горном деле,Изв естна полимерная тампонвжнаясмесь на основе карбамидного связующего, включающая минеральный наполнитель,воду и отвердитель ЯОднако такая смесь отверждаетсятолько при комнатной и повышенных температурах, а отвержденные образцы имеют большую. усвдку и низкую водостойкость.Наиболее близкой по составу и технической сущности иэ известных ранее является твмпонвжная смесь нв основе карбамидного связующего, включающая минеральный или органический нвполнитель,2а также модифицирующую добавку, пластификатор и отвердитель 21 . Однако такая тампонвжная смесь оъверждается в присутствии 1:асоких температур и давлений, а отверхсденные продукты имеют невысокие изоляционные свойства (водостойкость), а также низкие деформативные свойства. Цель изобретения - разработка тампонвжной смеси, способной отверждаться в температурном диапазоне от -5 до +60 С с получением камня с хорошими изоляционными свойствами. Поставленная цель достигается тем, что тампонвжная смесь на основе карбамидного связующего, включающая наполнитель, модификатор, пластификатор и отвердитель, в качестве отвердителя содерхит эвтектическую с месь 20%-ного сернокислого или солянокислого гидроксиламина с 40%-ной и-бенэолсульфокислотой72631 3в соотнаг:енин 1:1 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кар бамидная смола (синтезированная при соотнаыении мочевины и 37 О/о:ногоформалййа от 1:3 до 1:3,5)Наподнитедь (пигнин,барит, полиэфирнаяпыль). Пластификатор (латекс бутадненстирольного каучука)Отвердитель (эвтектичв ская смесь 20 О/ ного 18-22 20-22. 15 сернокисдого илн солянокислого гидрокснламина с40%-ной и-бензолсульфокисдотой в соогнашении1;1) 3-5,а в качестве полимерного связующегокарбампдную смолу, синтезированную присоотношении мочевины .и 37%-ного формалина от 1:3 до 1:З,Г,Эвтектическая смесь отвердителя вводится в тампонажную смесь после совмещения смолы с пластификатором, модификатором и наполнителем. Отверждениетампонажной смеси при отрицательньитемпературах достигается вследствие высохой реакционной способности метилопьных групп карбамидной смолы (синтези 35рованной при соотношении мочевины и37 О/ ного формалина от 1:3 до 1;3,5) саминогруппой гидроксидамина и сшиваю- щего эффекта п-бензольсульфохисдоты.Высокая водостойкость отвержденныхпродуктов достигается за счет образова- .ния пространственного полимера, содержащего в своей структуре аридалкильныерадикалы модификатора. Хорошие упругоэпастичесхие свойства отвержденного материала достигаются за счет наличияа цепи сополимера звеньев бутадиенстиродьного одигомера,Готовят тампонажные смеси с разнымсоотношением полимерного связующего,модификатора, пластификатора, наполнитвпя и отвердителя,П р и м е р 1, Берут компоненты ьсдедукФцем соотношении, вес.%55Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37 О/- ного формалина 1:3) 45.4Наполнитель (лигнин,фракция 0,8 мм) 22М одификатор ( бакелитовыйлак) 22Пдастификатор (патекс бутадиенстирольного каучука) 6Отвердитель (эвтектическаясмесь 20 О ного сернокислогогидроксиламипа с 40%-нойп-бензодсудьфокислотой.всоотношении 1:2) 5Время начала схватывания тампошокной смеси при+20 С составляет 1.5 ч,при -2 С 3,3 ч.о П р и м е р 2. Берут тампонажную смесь при следующем содержании компонентов, вес.%Карбамидная смола (синтезированная при соотношении мочевины и 37%-ного формалина 1:3,5) 50 Наполнитель (барит) 20 Модификатор (бакелитовыйлак)Пластификатор (латекс. бутадиенстирольного каучука) 5Отвердитель ( эвтектическаясмесь 20%-ного солянокислого гидроксиламина.с 40%-нойи-бензолсульфокислотой в соотнои,ении 1.1) 4Время начала схватывания тампонажной смеси при+20 С составляет 1,3 ч, при - 5 С 7 ч. Прочность материала, отовержденного при 20 С, через 4 ч после начала схватывания при сжатии 45 кг/см,й при изгибе 25 кг/см. Образцы, отвержденные при -5 С, через 10 сут, после начала схватывания имеют прочность при сжатии 50 кг/см, при изгибе 38 кг/см Процент экстрагируемых после 3-х месячного пребывания обраддов в воде составляет 2-3%. Усадка составляет 0,3%. 21 Начало схватывания тампонажной смеси определяют в соответствии с методи-. кой ГОСТ 1581-63. Прочность матернаола, отвержденного при 20 С, через 4 ч после начала схватывания при сжатии 54 кг/см, при изгибе 30 кг/см, Прочй а ность материала, отверкденного при -2 ОС, через 10 сут. после начала с;латывания при сжатии 57 кг/см; при из%, гибе 32 хг/см. Процент экстрагируемых после 2-х месячного пребывания в воде отвержденного при 20 С образца составляет 1,5-2%. Усадка 0,4-0,5%.726312 6и-бензолсульфокислотой всоотношении 1:2) 3Время начала схватывания тымпонажоной смеси с отвердителем при 20 С со ставляет 1 ч. Х(изнеспособность смесипри 60 С составляет 20 мин. Прочностьоматериала, отвержденного при 60 С, через 4 ч после начала схватывания присжатии 58 кг/см при изгибе 37 кг/см .фПроцент Ькстрагируемых после 2-х месячного пребывания образцов отвержденных при 60 С в воде составляет 1,52%, Усадка отвержденного материала составляет 0,5%.Данные опытов сведены в таблице. Предел прочности кам 1 ея),ПОЛУЧЕННОГОпри температурах через10 сут,кгlсм Предел прочности камня, полученного при температурах через 4 ч, кг/смИ Проценэкстрагируемых в Усад ка)% Моаифицируюецие добавки,вес.% От- РастеНаполСвя ееость гlсм каемость вер дие нитель, зуеовес.% елее) по к,нусузНИИсм тель,вес,вес. бакелатексбутадиенстиводе через 60сут. литовыйлак рольного каучука ОС 40 С 60 С -2 С 5 С Лигнин, фракция 0,8 55 22 22 6 5 20 1,13 04 1,5ЗЯ- 32 54 5728 .5 кВ числителе - предел прочности при изгибе, з Как видно из таблицы полученная тампонажная смесь способна нормально отверждаться при положительных и отрицв тельных температурах с получением кам ня с повышенной водостойкостью, малой усвдкой и высокими изоляционными свойствами,Применение предлагаемого материала позволяет сократить период ОЗЦ до 3 ч. Стоимость 1 т тампонажной смеси составляет 180 руб. Общий экономический эффект от применения предлагаемого материала составляет 2421 руб. на скважину. 5П р и м е р 3. Гзерут компоненты в следуклцем соотношении, вес,%:Карбамидная смола (синтезированная при соотнснгениимочевины и 37%-ного формалина 1:3) 55Наполнитель (полиэфирнаяпыль) 18Модификатор ( бакелитовыйлвк) 20Пластификатор (латекс бутадиенстирольного каучука) 4Отвердитель (эвтектическаясмесь 20% ного сернокислогогидроксилвминв с 40%-ной наменателе - предел прочности при сжатии,формула изобретения 1, Тампонажнвя смесь на основе карбамидного связующего, включающая наполнитель, пластификатор, модификатор и отвердитель, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью отверждения в диапазоне температур от -5 до+60 С и полученияокамня с высокими изоляционнчми свойствами, в качестве отвердителя используют эвтектическую смесь 20%1-ного ссрнокислого или солянокислого гидроксиламина с 40%-ной п-бензолсульфокислото 11 в соот7 72631 ношении 1;1 при следующем соотношении компонентов, вес.%:Полимерное связукзцее (карбамидная смола) . 45-55Наполнитель 18-22МодификаторПластификатоР, 4-6Огэердитель (евтектическаясмесь 20% ного сернокислого или солянокислого гидро 1 Оксиламина с 40%-ной и-бензолсульфокислотой в соотйошении 1:1) 3-5 282, Смесь по п. 1, о т л н ч а ющ а я с я тем, что в качестве полимер.ного связующего смесь содержит карбамидную смолу,синтезированную при соотношении мочевины и 37%-ного формалина от 1:3 до 1:3,5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 490908, кл. Е 02 3/14, 1973.2. Патент Японии И 48 41926,кл. 9 А, раз. П, опублик. 1974 (прототип), Составитель В, БакшутовРедактор В. Зарванская Текред М. Петко КорректорДемчикЗаказ 860/20 Тираж 626 Подписное БНИИПИ Государс твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4