Тампонажный раствор

(5 р Е 21 В 33/138 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ия корроого камнядной агресве жидкости ный раствор ошении комАн,и Б.И. НуКрасногоской и.М, Губ 56,0-63,0 6,0-11,0 31,0-33,0 вка содерокерманит М 8 Я,О,Я сульфид ношении 2,6-60,12,3-58,7 15,9"16,6 9,2-12,8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоЗнамени институт нефтехимиче газовой промышленности им. И кина(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 827440, кл. С 04 В 7/35, 1979.2. Авторское свидетельство СССР У 78811, кл. С 04 В 7/05, 1947.3. Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., "Недра", 1973, с. 125 (прототип).(54)(57) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, содержащий портландцементный клинкер, ингибирующую добавку и жидкость затворения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышен зионной стойкости цементн к сульфатной и сероводоро сии, он содержит в качест затворения 5-103-ный вод М 8 ЯО при следующем соотн понентов, мас.7:Портландцементный клинкерИнгибирующая добавка 5-107-ный водный раствор МеЯОпри этом ингибирующая доба жит модифицированные серой Са МдЯ ОЯ, мервинит Са и белит Са ЯОз Я, а также кальция при следующем сост компонентов, мас.7:ОкерманитСаМКЯь.О Я 1 МервинитСа МКЯО ЯБелит СаЯО ЯСульфид кальция СаЯ3 1148Изобретение относится к тампонажным растворам и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при цементировании нефтяных и газовых скважин в условиях сульфатной 5 и сероводородной агрессии.Известны тампонажные растворы, в состав которых входят портландцементный клинкер и комплексные добавки хромата калия и солей магния 111. 1 рИзвестны также тампонажные растворы, содержащие портландцементный клинкер и ингибирующую химическую добавку, в составе которой имеются 1 анионы БО, Г 2.5Недостатком этих тампонажных растворов является недостаточная стойкость цементного камня на их основе к сульфатной.и сероводородной агрессии.20Наиболее близким по составу и тех. нической сущности к изобретению является тампонажный раствор на основе портландцементного клинкера (85- 90 мас.Е), ингибирующей добавки (обожженного магнезита 10-15 мас.Ж) и жидкости затворения 3 1.Известный тампонажный раствор характеризуется высоким коэффициентом линейного расширения цементного тестЬ при высокой прочности цементного камня, Основное расширение происходит в период пластического твердения и вследствие этого не создает деструктивных напряжений в теле цементного камня. Высокая прочность35 цементного камня связана с гидратацией окиси магния, получаемой изО магнезита обжигом при 700-900 С. Вследствие низкой температуры обжи 40 га оксид магния является гидратационно активным.Недостатком известного раствора является низкая стойкость цементного камня к сульфатной и сероводородной45 агрессии.Цель изобретения " повышение коррозионной стойкости цементного камня к сульфатной и сероводородной агрессии.Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор, содержащий портландцементный клинкер, ингибирующую добавку и жидкость затворения, в .качестве жидкости затворе ния содержит 5-107-ный водный раствор МАМБО при следующем соотношении компонентов, мас.Е: 97511 ортландцементный клинкер 56,0-63)0Ингибирующая добавка 6,0-11,05-107-ный водный раствор МАМБО 31,0-33,0, при этом ингибирующая добавка содержит модифицированные серой окерманит СаМВБ 10 Б, мервинит СазМ 8 Бд О,Б и белит Са БОэ Б, а также сульфид кальция при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:ОкерманитСаМяБд 06 Б 12,6-60,9МервинитСазМяБдОБ 12,3-58,7Белит Са Б О Б 15,9-16,6Сульфид кальцияСаБ 9, 2" 12,8Ингибирующую добавку получают по низкотемпературной солевой технологии обжигом при 1000 - 1150 С в восстановительной среде углерода. В качестве активатора минералообразования используется ГеБ или МАМБО . Ингибирующая добавка характеризуется высоким содержанием окерманита и мервинита, в кристаллической решетке которых часть атомов кислорода изоморфно замещена на атомы серы. Присутствие ионов серы в кристаллической решетке синтезированных минералов всочетании с высоким содержанием М 82+ позволяет повысить устойчивость минералов к сероводородной коррозии.Гидратационная активность окерманита и мервинита ниже активности алита и белита портландцементного клинкера, поэтому их гидратация происходит в паровом пространстве цементного камня. При гидратацйи окерманита и мервинита образуются гидросиликаты типа ССН, МБН, СэБ 2 Нкоторые откладываясь в порах цементного камня, оказывают кольматирующее воздействие и уплотняют цементный камень.1Белит, модифицированный серой, сульфид кальция (СаБ) также обладают низкой гидратационной активностью, но, имея более высокую стойкость к воздействию сероводорода, усиливают кольматирующий эффект ингибирующей добавки. Приведенный фазовый состав и соотношение минералов в ингибирующей добавке определяют новое свойство цементного камня на основе портландцементного клинкера и ингиоирующей добавки - высокуюкоррозионную стойкость присероводородной агрессии,20 Таблица 1 Компоненты СС520 47,80 34,10 5517 2724 3100 4,30 4,00 3,95 12,10 11,50 11,16 МЯСО 1,70 Графит технический 1,48 3 1148В табл. 1 иЗ приведены составы сырьевых смесей и фазовый состав спековХимический состав исходных компонентов для сырьевых смесей приведенв табл.2. После совместного помола компонентов, приготовленные смеси брикетируют и подвергают обжигу при 1100- 10 1150 С с изотермической выдержкой 2 ч, В результате обжига иэ каждой смеси получают спеки с различным содержанием синтезируемых минераловокерманита, мервинита, модифицирован ных серой.Методами оптического и рентгенофазового анализов определен минералогический состав спеков, который приведен в табл.З.В табл.4 приведены исследованные составы. Использование 10 Х-ных водных растворов МАМБО в качестве жидкости эатворения повышает гидратационную 25 активность минералов ингибирующей добавки и способствует увеличению коррозионной стойкости цементного камня.Н р и м е р . Берут 560 г портлаидцементного клинкера и 110 г ,ингибирующей добавки, например С имеющей состав, указанный в табл. 3. Известняк ахангараискийЛесе ахангаранскийСерный колчедан 975 4После совместного помола указанныхкомпонентов смесь затворяют 330 г103-ного водного раствора МАЗО .Затем определяют основные технологические свойства раствора и готовятобразцы для определения физико-механических свойств цементного камня него коррозионной стойкости, Приготовление других составов осуществляетсятаким же образом и отличается лишьсодержанием компонентов.Результаты испытания приведеныв табл.5,Образцы выдерживаются в 10 Х-номрастворе МАЗО и среде, содержащей400 ем/дм Н 28 при 22 С. Тампонажный раствор имеет следующие основныетехнологические свойства: рввтекаемость не менее 18 см, начало схватывания не ранее 2 ч, конец схватывания не позднее 8 ч.Как видно иэ приведенных данных,тампонажный раствор обладает необходимыми технологическими свойствами,а цементный камень на его ооиовеимеет высокую коррозионную стойкостьк сульфатной и сероводородной агрессии, что дает возможность использовать цементы на основе портландцементного клинкера для цементированиянефтяных и газовых скважин при высокой минерализации пластовой воды ионами М 8, ЯО, НБ. Составы сырьевых смесей1148975 Таблица 2 Химический состав (пересчет на 100 мас. 7,) Компоненты 810 А 1 0 0 СаО МеО 10 г г 6,34 1,24 0,60 49,22 0,99 0,4652 э 35 12 э 33 466 10 э 20 Зэ 00 Оэ 17 э 1 Известя Лесс е менее 983 основного продукт е менее 977 основного продук СО ч.дне менее 907 основного продукта Т а б л и ц ержание минералов в спеке (мас, 7) Минерал 00,60 Белит а блица Состав, мас. 7. поненты 8 4 5 6 6 56 5 Портландцемент 9 63 63 63 5 клинк 11 11 С9 9 9 6 гибируницая добавка 10%-ный водный раствМАМБО,33 33 33 3 2 31 31 31 Серный колчедан х.ч. Графит технический Окермани Мервинит 1 0,32 734,08 12, 711148975 Продолжение табл. 5 Предел пРОчнОсти РСостав Вреин,7 О,Составитечь Л СимецкаяТехред Т,Дубшчак Корректор Е. Сирохма едактор Г. к аказ 1840/2 Подписнокомитета СССРоткрытийушская наб д. илиал ПП 1 "Патент Ужгород, . Ул, Проектн Раствор 107" ног Мк 80 (среда хр нения) Тираж 540 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р