Тампонажный раствор

(19) (11) 51)5 Е 21 В 33/13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(57) Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности цементированию обсадных колонн, аименно к составам тампонажных растворов. Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн, а именно к составам тампонажных растворов,Цель изобретения - увеличение проч сти цементного камня при сохранении текаемости тампонажного раствора.Тампонажный раствор содержит тампонажный портландцемент (ПЦТ), наполни- тель в виде апретированных стеклянных микросфер марки МСО - А 9 (АПСМС), воду и дополнительно суперпластификатор НКНС"40 - 03" и гидрофобизатор ГМЖ при следующем соотношении ингредиентов, мас,7 ь:ПЦТ 44,1-69,3 АПСМС 3,5 - 13,2 Цель изобретения - увеличение прочности цементного камня при сохранении растекаемости тампонажного раствора. Последний содержит тампонажный портландцемент, наполнитель в виде апретированных стеклянных микросфер марки МСО-А 9, воду и дополнительно суперпластификатор НКНС - 1 "40-03" и гидрофобизатор ГМЖ при следующем соотношении ингредиентов, мас.0 ь: тампонакный портландцемент 44,1-69,3;апретированные стеклянные микросферы МСО - А 9 3,5 - 13,2; суперпластификатор Н КНС - 1 "40 - 03" 0,3 - 0,5;гидрофобизатор ГМЖ 0,4 - 0,7, вода 26,0 - 41,9, Тампонакный раствор имеет увеличенную на 32,31 - 155,320/О прочность при изгибе, на 47,29-231,580/О прочность при у сжатии, водоцементное отношение раствора уменьшилось на 41,5 - 100%, Время про- ( качиваемости тампонажного раствора больше, чем у известного. 3 табл.ЦаГ Суперпластификатор НКНС"40 - 03" 0,3 - 0,5 Гидрофобиэатор ГМЖ 0,4-0,7 Вода 26,0-41,9 П р и м е р. Для экспериментальной проверки тампонажного цементного раствора проводят 14 серий испытаний с различными составами ингредиентов,Составы и свойства тампонажных растворов приведены в табл. 1.В состав раствора входят портландцвмент для горячих скважин, АПСМС, имеющая не менее 70 микросфер с наружным диаметром 30 10 м, истинную среднююполнения 0,63, В качестве апретирующего материала используют кремнеорганическую жидкость у -аминоп ропилтриэтоксисилан.Также применяют суперпластификатор марки 40-03, Суперпластификатор получают сульфированием ароматических углеводородов газойлевых фракций каталитического крекинга и пиролиза нефти с последующей конденсацией формалином и нейтрализацией гидроокисью натрия,Гидрофобизатор ГМЖ представляет собой суспенэию омыленного едким натром и известкованного хлористым кальцием микробного жира в воде.В качестве известного используют тампонажный цементный раствор с полыми стеклянными микросферами.Растворы (составы 1 - 14) имеют одинаковую подвижность, оцениваемую по растекаемости при помощи конуса АзНИИ ГОСТ 26798. 1-85. Сравнение с известным раствором происходит по расходу микросферы: 5, 15, 30 мас,от массы портландцемента.Общее содержание ингредиентов, входящих в раствор, приведены в табл. 2,Все составы имеютодинаковые условия твердения: 48 ч образцы находятся в ванне с водой при 75 С, Затем испытывают балочки с размерами 4 х 4 х 16 см.Предлагаемые составы и известные подвергают воздействию объемного сжатия, которое создают в автоклаве при давлении 100, 200, 300, 400, 500 кгс/см,Результаты испытаний приведены в табл. 3;Из табл, 1 и 2 следует, что предлагаемый тампонажный цементный раствор обладает лучшими свойствами, чем известный. Прочность цементного камня увеличивается на 32,31 - 155,32 при изгибе и на 47,29- 231,58 при сжатии. Водоцементное отношение раствора уменьшается на 41,5-100 . Водопоглощение цементного камня снижается на 48,23 - 515,09;4 по массе и на 42,89 - 353,09 по объему. Влажность стает ниже на 37,65 - 320,5 по массе и на 32,75 - 195,47 по объему. Время прокачиваемости у предлагаемого раствора длительнее, чем у известного,Из табл. 3 видно, что предлагаемый тампонажный цементный раствор при равном расходе микросферы с известным имеет увеличение средней плотности на 34,79- 220,23 меньшее, чем известный тампонажный раствор при давлении 300 кгс/см, 40 0,3-0,5 а при давлении 500 кгс/см - меньшее на216,27 - 54,85.Использование предлагаемого тампонажного раствора позволяет повысить дол 5 говечность тампонажного камня взатрубном пространстве, снизить его проницаемость эа счет лучшей структуры.уменьшить расход воды, увеличить прочностные характеристики цементного камня и10 тем самым повысить надежность разобщения пластов и исключить дополнительныеизоляционные работы,Формула изобретенияТампонажный раствор, включающий15 тампонажный портландцемент, газонаполненные стеклянные микросферы и воду,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения прочности цементного камняпри одновременном сохранении растекае 20 мости цементного теста, он дополнительносодержит суперпластификатор НКНС"40-03" на основе нейтрализованного гидроксидом натрия продукта конденсациисульфированных ароматических углеводо 25 родов газойлевых фракций каталитическогокрекинга и пиролиза нефти с формалином игидрофобизатор ГМЖ - водную суспензиюомыленного гидроксидом натрия и известкованного хлоридом кальция микробного30 жира, а в качестве газонаполненных стеклянных микросфер он содержит гаэонаполненные стеклянные микросферы,апретированные у-аминопропилтриэтоксисиланом, при следующем соотношении инг 35 редиентов, мас, :Тампонажный портландцемент 44,1 - 69,3Газонаполненные стеклянные микросферы,апретированные амино- пропилтриэтоксисиланом 3,5 - 13,2Суп ерпластификаторН КН С"40 - 03" на осно 45 ве нейтрализованного гидроксидом натрия продуктаконденсации сульфированных ароматических углеводородов газойлевых фрак 50 ций крекинга и пиролизанефтиГидрофобизатор ГМЖ - водная суспензия омыленногогидроксидом натрия и иэвест 55 кованного хлоридом кальциямикробного жира 0,4 - 0,67Вода ОстальноеСодержание компонентов, мас.Средняя плот- НОСТЬ. г/см Прокачивае-:мость,ч-мин Конец Начало 3-05 0,5 1-35 2-30 1,93 4,35 2-50 4-05 0,356 22,0 0,45 2-05. 0,4 г 7 г2-20 5 - 30 0,41 1,48 2 - 50 0,39 21,5 2 - 30 1,52 22,0 0,375 5-40 0,367 3-00 0,568 0,65 22,0 . 1,148 6 - 40 2-55 4 - 00 1,201 21,5 0,59 0,514 3 - 55 6 - 20 1 ПЦТ Вода 2 ПЦТ Вода ГМЖ 40-03 3 АПСМС Вода ГМЖ 40-03 ПЦТ 4 АПСМС Вода ГМЖ 40-03 ПЦТ 5 АПСМС Вода ГМЖ 40-03 ПЦТ 6 АПСМС Вода ГМЖ 40-03 ПЦТ 7 АПСМС Вода ГМЖ 40-03 ПЦТВ/Цдоли ед. Состав Содержание ком понентов, мас.В/С доли ед.СредняяплотНОСТЬ,г/см Прока- чиваеСостав Сроки схватывания, ч - мин Растекае Содержание компонентов, мас.Конец Начало мость, ч-мин масть, см 2 - 35 3 - 05 5 - 45 22,0 1,49 0,357 0,375 0 - 50 2-05 16,0 0,895 4 - 20 0,204 0,242 16.5 0,887 0 - 55 2 - 10 4 - 30 0,235 0,198 1 - 35 3 - 05 0,392 0,374 6,5 1,41 2 - 35 0,850 0-50 0,212 0,252 6,5Известные составы Таблица 2 Влажность, ОСредняя плотность цементного камня в высушенном состоянии, г/смзна изгиб по обьемупо массе на сжатие1640367 12Таблица 3Составитель Л,БестужеваРедактор М.Бланар Техред М.Моргентал Корректор В,Гирняк Закаэ 1006 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 1