Способ приготовления облегченного тампонажного раствора

(22) Заявлено 14,12.79 (21) 2871573/22-03 511 М. Кп з с присоединением заявки Мо Е 21 В 33/138 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088, 8) Дата опубликования описания 23,0982; )я 1 1". и". д ЯенииБ )(О "(А Черновицкий ордена Трудового Красного Зн государственный университет(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРАИзобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к способам. приготовления облегченных тампонажных растворов.Известен способ получения облегченного тампонажного раствора плотностью 1,5-1,6 г/см путем добавки палыгор- скита соответственно 10-100 на 100 вес.ч. цемента с В/Т=0,6-0,97.Соотношение ингредиентов соответствует, вес,%: цемент 25,4-56,0; палыгорскит 5-7 - 28,4; вода - остальное 1.Известен также способ приготовления облегченного тампонажного .раство ра, включающий эатворение партландцемента на водной суспензии палыгорскита (2 .Однако несмотря на высокую активность используемого цемента20 (83 кгс/см), прочность цементного камня сравнительно низкая. Невозможно получить высококачественные облегченные тампонажные растворы плотностью ниже 1,45 г/смз, а также прочный и, 25 непроницаемый камень. Целью изобретения является поаышение качества раствора и прочности цементного камня с одновременным снижением газопроницаемости. Указанная цель достигается тем, что перед затворением портладцемента водную суспензию палыгорскита подвер" гают диспергации до стабилизации вяз" кости; а после затворения портландцемента полученную цементно-глинистую смесь подвергают дополнительному днспергированию под давлением, причем соотношение ингредиентов следующее, мас. Ъ:Портландцемент 32,0-61,0Палыгорскит1,2-2,9;Вода ОстальноеСпособ осуществляется следующим . образом.В устройстве (дисергатор, акти" ватор),предварительно гидратируют палыгорскит(например, иэ расчета на 1 л воды 80 г высококачественного палыгорскита) и получают высокодисперсную и стабильную коллоидную систему с условной вязкостью 35-40 с.В предварительно гидратированный палыгорскит вводят цементно-водный раствор, полученную смесь подвергают дополнительной обработке на диспергаторе с перепадом давления 30- 40 кгс/см Предложенный способ получения растворов уменьшает процент добавки палыгорскита в 5-10 раэ по960420 Т а б л и ц а 1 Плотностьраствора,г/см з Состав Растворов вес,Ъ Гидратированный Водапалыгорскит цемент 65,1 2,9 32 1,3 1,4 57,2 2,8 40 50,2 2,4 47,4 1,5 43,65 1,6 1,65 54,7 38,2 1,2 60,6 1,7 сравнению с известным. Введенный в тампонажн;.й цементный раствор предварительно гидратированный палыгорскит и последующая обработка раствора на диспергаторе способствуют ускорению гидратации частиц цемента, получе нию однородной цементно-глинисто- водной коллоидной системы, которая связывает значительное количество воды и при твердении образует прочный, плотный и безусадочный цемент ный камень. так как в тампонажный раствор вводится предварительно гидратированного палыгорскита значительно меньше, чем в сухом виде, поэтому вес.Ъ цемента увеличивается и прочность цементного камня значительно выше по сравнению с известным. Если глинисто:-цементные растворы плотностью 1,3 г/см и прочностью цемент 3ного камня 5-10 кгс/см известными способами получить невозможно было, то введение, в раствор малого количества. предварительно гидратированного палыгорскита и последующая его диспергация, успешно решают проблему получения тампоыажных растворов плотностью 1,3-1,7 г/см 5 в следующих соотношениях ингредиентов (табл. 1).В табл 1 приведен состав тампонажя)ых растворов.Для получения растворов применяют 30 портландцемент для горячих скважин Здолбуновского завода активностью 59 кгс/см, портландцемент для холодныхф. скважин активностью 23 кгс/см и высококачественный па лыгорскит Константиновского завода УтяжелительУкаэанные составы тампонажных растворов получают из цемента, предва" рительно гидратированного палыгорскита (раствор), воды и подвергают дополнительной диспергации под давлением.Наряду с этим получают недиспергированные контрольные растворы (К), в которые вводят предварительно гидратированный палыгорскит в таком количестве, чтобы получить технологи" ческие параметры растворов, аналогичные диспергированным растворам(0). Каждый раствор исследуют, затем,формуют балочки 2 х 2 х 10 см и образцы ф 27 х 50 мм, которые твердеют при температуре 75 С, давлении 300 кгс/см и 22 О С при атмосферном давлении, Образцы испытывают через двое суток. Проведенные исследования показали, что содержание глинопораака в обработанных растворах (0), плотностью 1,3-1,7 г/смЗ в 2,5-5 раза меньше, чем в растворах (К). Приготовленные растворы (0) обладают улучшенными технологическими параметрами. За счет меньшего содержания глинопорсшка из растворов (0) можно получить более прочный цементный камент, который удовлетворяет требованиям технических условий,В табл. 2 приведены технологические параметры тампонажных растворов, полученных из портландцемента,и палыгорскитового глинопорсшка, В табл.3 приведены прочностные характеристики цементного камня.960420 Таблиц а 2 Состав раствора, вес.Ъ Раст воры Срокии титтНачало Конец Цемент Глин а Вода 1,3 К 23,4 11 7 68 0 25 0 305 9-40 16-50 2,6 О 320 29 . 651 220 420 К 28,5 10,0 61,5 20,5 260 7-10 12-40 8-20 12-40 0,2 1,8 0,8 5-45 8-30 134 О 35,4 28 617 215 340 К 32,5 10,4 57, 1 22,0 200 3-50 5-15 8"40 1,6 0,4 1 р 4 О 400 28 572 190 295 5-15 5-10 2-30 3-35 1,2 10,0 50,0 21,0 210 3-30 4-, 20 40,0 К О 47,4 2,4 50,2, 21,5 293 0,2 2-10 2-05 3-50 1,5 0,8 . 2-103-00 3-20 50,6 5, 1 44,4 20,0 100 К 54 7 1 65 43 65 21 0 200 0,2 1-40 2-40 2-00 1 ,.б 2- 0 0 2- 3 0 0,8 1-45 39,4 20,0 65 58,0 2,6 К 1,2 382 21,5 120 1-50 2-10 1-15 60,6 1,7 Портландцемент для холодных скважин 16-05 18-110-50 14-15 12,4 2,4 24,0 120 21,5 150 22,5 100 23,0 64,6 1,3 К О 0,8 65,1 32.,5 2,9 56,2 12-10 14-20 К 20 10,8 28,0 36 0 2 9 61 2 20 0 170 0,8 1,34 10,2 57,0 21,0 95 1,8 32,8 57,2 20,0 17050,0 20,5 9850,2 21,0130 О 40,0 0,8 2,8 1,4 8-10 10-00 10,0 40,0 К О 47,4 6-30 8-10 0 4 2,4 1,5 44,0 20 0 К 5-00 7-20 1,2 5,6 50,4 3-50 5-10 1 фб 5 4365 19 ю 5 115 1,6 0 О . 54,7 39,4 19,0 60 1,0 3-20 4-55 1,7 3,0 57,6 Плотностьраствора Расте- каемость,см Водоотдача40 смз,с Коэф- фициент водо- отде- ления Время загустения, ч Не за- густено2-.30 Не за- густено 2-30 7-10 9-15 10-00 11-45 7-10 9-15960420 таблица 3 едел прочности при ибе через 48 ч кгс/сми емента длягорячихскважин И т 5 2,0 К 9,8 2 8,0 2 8 1,4 98 15,4 5,5 5. 20,47,5114,6 47,8,6 6,4 50,197,5олодныхфф скважин у 7 78 Из портла нта для 4,3,5 15 4 20,6 0 6 22,431,2 р. Цемент затворяется гли(по Данюшевскому В.С,)твор, Цемент затворяетсяо стабильной вязкости глиПолученный тампонажный растолнительной днспергации под Плотность, г/см Раств Примеч ани контрольный раств нистым раствором. активированный ра диспергированным нистым раствором. вор подвергали до давлением. Предел прочности присжатии через 48 чкгс/см960420 10 Формула изобретения Составитель В. Никулин Редактор Г. Волкова ТехредМ.Гергель КорректорВ. БутягаЗаказ 7223/39 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентф., г. Ужгород, ул, Проектная, 4Ф Способ приготовления облегчениого тампонажного раствора, включающий эатворение портландцемента на водной сусценэии палыгорскита, о т л и ч а" ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества раствора и прочности цементного камня с одновременным снижением газопроницаемости, перед затворением портландцемента водную сус пензию палыгорскита подвергают дис пергации до стабилизации вязкости, а после затворения портландцемента полученную цеметно-глинистую смесь подвергают дополнительному .диспергирова нию;.под давлением, причем соотношение ингредиентов следующее, мыс,%:Портландцемент 32,0-61,0 Палыгорскит 1,2-2,9 Вода Остальное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Круглицкий Н.Н. и др. Физикохимическая механика тампонажных растворов. Киев, Наукова думка, 1974,с. 151-154,2. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным мате-.риалам. М Недра, 1973, с 72-77