Способ приготовления тампонажного раствора

Союз СоветскинСоциалистическинРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 9 О 91222)Заявлен 2 80(21) 2900599/22-03 нением заявки РЙ прис вударстеанны 0 комнтвт СССР но двлвм нэабрвтеннй н вткрытнй. 42 (088. 8) ллете 03 8 Дата опубликования описани с;,ги, ИТ,Курбанов1 лл) Авторы изобретен в, С.И.Баш, А,М.Панов, Н,И,Хасан оСреднеазиатский государственный научно-и ледэвательск и проектный институт нефтяной промышлейносТй) Заянител 4) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАИПОНАЖНОГО РАСТВОРАзатвердевшеполучаетсяестен такжемпонажногоцемента с ай 33 о цемента еоднородно способ при дствора пу бестом, де о вс готовлетем сме" кстринон нияшении во ия сниж свойств т Од о в условиях скважины с рового раствора и цемен ества идет неполным, и оисходит преимущественн вания, в основном, в по слоях с образованием ко тате этого плотность и шианиеего ирую- верв эо- ерхдение не сме ностных В резул очИзобретение относится к получению тампонажного раствора и может быть использовано при проведении тампонажных работ в скважинах, а также в гидротехническом строительстве при получении цементного раствора, перекачивае- ф мого на большое расстояние.Известны способы получения тампонажных растворов пониженной плотности путем введения в цементный раствор облегчающего компонента типа опо 1 О ки, бентонита, мела, золы 1.Известен также способ потампонажного раствора путемния в буровой раствор гидроо лочного металла, окиси кал13 Однако известныи тампонажный раствор обладает повышенной плотностью и низкой тиксотропностью, из-за чего его нельзя использовать при изоляции зон с высокой проницаемостью и при производстве бесступенчатого цементирования.Цель изобретен ение плотности и усиление иксотропности раствора.Указанная цель достигается тем, что предварительно готовят суспенэию бентонита и асбеста плотностью 1, 04-, 1,10 г/см с концентрацией каждого компонента 2-5 вес. от общего веса тампонажного раствора и соотношении их 1:1, после чего не менее чем, через сутки затворяют на полученной90912суспензии цемент с одновременным введением раствора декстрина и дополнительно бентонита и асбеста, причем последние берут соответственно в количествах 0,1-0,3 4- 13 и 1-4 вес.4 от общего веса тампонажного раствора.Для приготовления тампонажного раствора применяют минеральные добавки, бентонит и асбест, которые используют в две стадии . Предварительно,10 не менее чем за сутки до проведения тампонажных работ готовится суспензия бентонита и асбеста при соотношении 1:1, имеющих концентрацию 2-54.8 зависимости от водосодержания сус пензия имеет плотность 1,04- 1, 10 г/см. Она стабильна во времени и легко перекачивается. Водосодержание суспензии зависит от необходимости получить заданную плотность стабильного тампонаж-щ ного раствора при эатворении на ней цемента. Водосодержание раствора составляет 60- 1503 и может контролироваться по плотности. При приготовлении тампонажного раствора вместе с 5 суспенэией вводится только 904 всей потребности воды для затворения, остальная часть добавляется вместе с растворенным в ней декстрином - замедлителем времени загустевания там- щ понажного раствора, Декстрин добавляется в количестве 0,1-0,3 вес.В при эатворении цемента на предварительно полученной суспензии. Предварительное эатворение бентонита преследует цель усиления пептизации коллоидальных глинистых частиц и адсорбцию их на волокнах гидросиликата магния асбеста), в результате чего седиментация резко снижается, и система приобретает стабильность.Из табл. 1 в зависимости от водо- содержания тампонажного раствора подбирают концентрации суспензий бентонита и асбеста. Совместное применение бентонита и асбеста при затворении цемента на предварительно приготовленной суспензии с последующей обработкой декстрином позволяет получить термостойкие облегченные тампонажные растворы с плотностью 1,36- 1,56 г/см, которые при твердении образуют камень с улучшенными вязко-пластическими характеристи ками.55С целью снижения плотности тампонажного раствора на суспензии бентонита и асбеста затворяется цемент, к 2 фкоторому добавляют бентонит и асбест 11 стадия) соответственно 4- 13 и 1-4 вес./ каждого. Описанное двух- стадийное использование асбеста позволяет уменьшить плотность тампонажного раствора до 1,36 г/см эа счет повышения водопотребности. Увеличение водопотребности тампонажного раствора обусловлено высокой гидрофильностью вводимых компонентов - бентонита и асбеста. Кроне этого, использование асбеста и бентонита усиливает свойства тиксотропности раствора, т.е, способность образовывать гелеобразную структуру после прекращения движения раствора, причем эта гелеобразная .структура легко разрушается при возобновлении движения раствора. Усиление тиксотропных свойств позволяет более эффективно использовать тампонажный раствор для бесступенчатого цементирования обсадных колонн, изоляции эон с высокой проницаемостью, снижения газирования в скважине тампонажного раст. вора и предотвращения проседания цементного камня в скважине,Благодаря кольматирующей способности волокнистой добавки, ее армирующему действию и упрочнению контактной зоны тампонажного цемента возможность его поглощения снижается одновременно с уменьшением вероятности перетоков и заколонного давления. Это особенно важно в проницаемых пластах и при наличии газа.Для приготовления тампонажного раствора применяют минеральные добавки - бентонит и асбест, которые используют в два приема.П р и м е р 1. Готовят суспенэию с 2 вес,3 бентонита и 2 вес.4 асбеста. Через 24 ч на этой суспензии затворяют цемент с 13 вес.3 бентонита и 1 вес. асбеста. При этом за счет суспензии покрывается 90; водопотребности тампонажного раствора, а с остальными 107. вводится 0,2 вес.3 декстрина по,отношению к цементу) . Тампонажный раствор тщательно перемешивают в течение 5 мин, Плотность образовавшегося раствора равна 1,56 г/см .П р и м е р 2. Готовят суспенэию с 3 вес.3 бентонита и 3 вес./ асбеста. Через 24 ч на этой суспензии затворяют цемент с 12 вес.3 бентонита и 2 вес,3 асбеста,При этом эа счет суспензии покрывается 90 водопотребности тампонажного раствора, а с остальными 10 вводятся 0,3 вес,l декстТ а б л и ц а 1 Концентрациябентонита, 3 ПлотПримечание Концентрация асбеста,о Водазатво рения, плотность, г/см ВодоСО ность суспенэии,г/см держание,3 1,00 Концентрация добавки в суспензии берется по весу 1 60 5 1,10 1,085 2 70 433 80 3,7590 3,35 100 36 110 2,7120 258 130 2 39 140 2,1510 150 2 1,00 То же 100 -и- Ф 1, 075 3,75 1 00 9 1,07 1,06 1 00 Р1 00 1 1, 055 2,7 1 00 1 1,05 2,5 1,045 1 00 У 2,3 1,04 1 00 2,15 1,04 1,00 5 909122 6 рина по отношению к цементу) . Тампо- тальными 10 вводится 0,2 вес.3 декстнажный раствор тщательно перемешивают рина по отношению к цементу) . Плот- в течение 5 мин. Плотность образующе- ность образовавшегося раствора равна гося раствора равна 1,46 г/см. 1,36 г/см.Р р и м е р 3, Готовят суспенэию % В табл, 2 сведены данные постадийс 4 вес.Ф Гентонита и 4 вес, асбеста. ного приготовления тампонажного растЧерез 24 ч на этой суспензии эатворя- вора и его свойства. ют цемент с 6 вес.4 бентонита и1 вес.Ф асбеста, При этом за счет сус- Использование изобретения обеспе" пензии покрывается 90( водопотребносв чивает по сравнению с известными споти тампонажного раствора, а с осталь- собами приготовления тампонажного растными 10 вводится 0,2 вес.3 декстри- вора облегчение производства тампонажна. по отношению к цементу), Твмпо- ных работ в скважине и повышение их нажный раствор тщательно перемешивают качества; снижение воэможности гидро- в течение 5 мин. Плотность образовав разрыва и поглощения пластом тампо" шегося раствора равна 1,41 г/см.нажного раствора в скважине; качест"П р и и е р 4. Готовят суспенэию венное разобщение пластов при цементис 5 вес.3 бентонита и 5 вес. асбес- ровании обсадной колонны в условиях та. Через 24 ч на этой суспензии за- аномально низких пластовых давлениях, творяют цемент с 4 вес.Ф бентонита 20 а также долговечность цементного ками 4 вес.ь асбеста. При этом эа счет ня за колонной и снижение потребнос" суспензии покрывается 90 водопотреб- ти проведения ремонтных работ в сква" Ности тампонажного раствора, а с ос-, жине при длительной ее эксплуатации.Фа 3 ц р 1 оа1 с еа оа;. о11 С Ф Ф Ф ц Фф Еа 1чсФФ сс О %1 ЦФ х ц Р1 ЦФЕ О Ф ЕФесац еаи1сФФО1 3 ФЕФ ЭОЧВФФФ еао цФ е 1 Цс ечИз 3"о у ч ФЧ ОО Щ9 909122 10,Формула изобретения раствора декстрина й дополнительнобентонита и асбеста, причем последние.ЪСпособ приготовления тампонажного берут соответственно в количествахраствора путем смешения цемента с ас" 0,1-0,3, М и 1-11 вес.Ф от общегобестом, декстрином и водой, о т л и -веса тампонажного раствора.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Источники информации,снижения плотности и усиления свойств принятые во внимание при экспертизетиксотропности раствора, предварительно готовят, суспензию бентонитаас 1. Данюшевский В.С. и др. Справочбеста плотностью 1,0 М,10 г/см с 1 в ное руководство по тампонажным матеконцентрацией каждого компонента от риалам. М., "Недра", 1973, с. 89.2 до 5 вес.3 от общего веса тампо. Патент СИА йф 3557876. нажного раствора и соотношении их кл. 166-с 92, опублик. 1971.1:1, после чего не менее чем через 3. Авторское свидетельство СССРсутки затворяют на полученной суспен- и, по заявке 1" 2729565/22-03,зии цемент с одновременным введением кл, Е 21 В 33/138, 1979 прототип).Составитель В. Гришанов Редактор Л, Филь Техреду Е. Харитончик Корректор Л, Бокшан Заказ 797/Й 3 Тираж 621 Подписное ВНИИПИ Государственного комтета СССР по делам изобретений и открытий 1130 Я Москва И-Я Раушская наб. д. М Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 5