Тампонажный раствор

СОЮЗ СОВЕТСНИХОШЮИЮЮескипРЕСПУБЛИН аю аи 51) Е 21 В 33/138 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельюния ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72) Е.П. Катенев, А.А. Остапенко, А.Н. Высотенко и А.И, Бринцев (71) Филиал Северо-Кавказского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной промышленности(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 697691; кл, Е 21 В 33/138, 1978.2. Шадрин Л.Н, Технология и организация крепления скважин. М "Недра", 1975, с. 120, 125.3. Авторское свидетельство СССР по заявке 93418127/03, кл, Е 21 В 39/138, 1982 (прототип) .(54) (57) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР для це ментирования нефтяных.и газовых скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, добавку, перманганат калия и воду, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с ц улучшения качества цементирова в диапазоне температур 80-200 Со за счет повышения термостойкости цементного камня, увеличения времени начала схватывания при одновременном расширении ассортимента реагентов, в качестве добавки содержит мелассу при следующем соотношении ингредиентов, мао.Х:Тампонажныйцемент. 65198 68 е 56Меласса 0,06-2,0Перманганаткалия 002 2 э 3Вода Остальное11371 1Изобретение относится к нефте- промысловому делу, .а именно к строительству нефтяных и газовых скважин, и может быть применено при цементировании нефтяных и газовых скважин.Известен тампонажный раствор для горячих скважин Я , содержащий в качестве основы портландцемент и добавку - замедлитель сроков схватывания тампонажных растворов древесную смолу при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:Портландцемент 100Вода 45-60Древесная15смола 0,3-0,6Однако эта добавка-замедлитель сроков схватывания применима для цементирования скважин при сравнительо но невысоких температурах 130-140 С.Известен тампонажный раствор, содержащий в своем составе в качестве добавки-замедлителя сроков схватывания сульфит-спиртовую барду с бихроматом калия 2 .Сульфит-спиртовая барда с бихроматом калия применима для цементирования скважин только до 170 С.оНедостатком является также сильное вспенивание тампонажных раство 30 ров и нестабильность действия добавки. Кроме того, влияние ССБ на цементы разных заводов неодинаково и в ряде случаев даже ускоряет схватывание цементного раствора.Наиболее близким к изобретению 35 по составу и технической сущности является тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых сква жин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, добавку, перманганат калия (ЗПК) и воду 3 .Добавка применима для крепленияо скважин при температурах 80-160 С, но при более высоких температурах она неработоспособна.. Целью изобретения является улучшение качества цементирования в диапазоне температур 80-200" С за счет повышения термостойкости цемент ного камня, увеличения времени начала схватывания при одновременном расширении ассортимента реагентов.Поставленная цель достигается тем, что тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых 55 скважин, содержащий в качестве основы тампонажный цемент, добавку, перман ганат калия и воду, в качестве до 84 1банки содержит мелассу при следующем соотношении ингредиентов, маС.7.:Тампонажныйцемент 65,98-68,56Меласса 0,06-2,0Перманганаткалия О, 02-2,3Вода ОстальноеМеласса (кормовая патока) является отходом свеклосахарного производства, выпускается согласно ТУ МНП РСФСР Ф 14-1-67 группа Н. По внешнему виду она представляет собой сиропообразную жидкость темно- коричневого цвета со специфическим запахом, плотностью 1,37 г/см 3, рН = 6,5 - 8,5, хорошо ,растворяется в воде.По химическому составу меласса представляет собой водный раствор сахарозы, Меласса нетоксична, используется для производства хлебопекарных дрожжей, ацетона, спирта, в качестве кормов в сельском хозяйстве, Стоимость 1 т мелассы 70 руб.Зеленая патока по химическому составу представляет собой глюкозу моносахарид, а меласса - дисахарид сахарозу, молекула которой состоит из двух молекул глюкозы, Таким образом, меласса почти в 2 раза эффективнее зеленой патоки, а следовательно, и расход ее значительно меньше, чем зеленой патоки.Перманганат калия - кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета, плотность 2,7 г/см , при5 нагревании до 240 С разлагается,Орастворим в воде, выпускается согласно ГОСТ 4527-65, нетоксичен. Стоимость 1 т перманганата калия 1430 руб.Технология введения реагента мелассы с перманганатом калия (МПК) в предлагаемый тампонажный раствор исключительно проста. Первым в воду затворения вводят перманганат калия и полученный раствор перемешивают в течение 30 мин до полного растворения марганца, Затем вводят мелассу, добавляют воду до расчетных значений и все перемешивают до однородного состояния в течение 15 мин. На приготовленной жидкости затворения, содержащей МПК, затворяют тампонажный цемент.Физико-механические свойства тампонажного раствора приведены в таблице.ЗО 35 311371Индивидуальное действие мелассыи перманганата калия на растворывяжущих неэффективно.Перманганат калия как замедлительне используется, Меласса способна5незначительно замедлять схватываниетампонажного портландцемента дотемпературы 90 С. При более высоких0температурах меласса не замедляетсхватывание портландцемента. Привведении в воду затворения перманганата калия совместно с мелассойв указанных выше концентрацияхдостигается эффективное замедлениесхватывания тампонажных растворовдо температуры 200 С. Применениеоперманганата калия в количествеменьше 0,027 нежелательыо так как-не проявляется его действие как за-,медлителя тампонажных растворов, авыше О,ЗЖ экономически нецелесообразно. Действие мелассы в количестве менее 0,06 Ж на тампонажные растворы не проявляется, а более чем2,03 нецелесообразно,П р и м е р 1, Приготовлениетампонажного раствора на основеШПЦСи реагента ИПК для темпе 0ратуры 160 С в лабораторных условиях. В 100 см воды растворяют 0,103 г3перианганата калия при непрерывном ;перемешивании в течение 30 мин. Затеи в этот раствор вводят 0,37 г мелассы и, доведя добавкой воды общий вес полученной жидкости до 135 г, перемешивают ее 15 мин. Ва 84 4полученном растворе реагента МПК затворяют 300 г ШПЦС.Соотношение ингредиентов, мас.й:ШПЦС. 68Перманганаткалия 0,07Меласса 0,25Вода ОстальноеП р и м е р 2. Приготовление тампокажного раствора на основе ШПЦСи реагента ИПК для температуры 200 С в лабораторных усло 0виях.В 100 см воды растворяют 0,44 г3перманганата калия при непрерывном перемешивании раствора в течете 30 мин. Затем в этот раствор вводят 2,9 г мелассы и, доводя добавкой воды общий вес полученной жидкости до 135 г, перемешивают ее 15 мин. На полученном растворе реагента МПК застворяют 300 г ШПЦС.Соотношение ингредиентов, мас .Х:ШПЦС68Перианганаткалия 0,3Меласса 2Вода ОстальноеДанные,:приведенные в таблице, свидетельствуют д том, что термостойкость тампонажного растворас ИПК выше, чем с .ЗПК, Таипонажныйраствор с добавкой ИПК имеет большие сроки схватывания; высокую механическую прочность и макет бытьиспользован для крепления высокотемпературных нефтяных и газовых скважин е1137184 Составы, мас, У Цемент Добавка ЗПК В/Ц Меласса Перман- ганат калия калия Портландцемент 1,82 0,5 20 60 0,06 0,02 0,5 1,81 21 1,81 0,06 0,5 20 0,5 0,10 66,1 0,25 0,10 0,5 21 1,81 0,25 66,1 20 60 1,82 0,5 0,5 0,38 0,15 21 1,81 21 0,38 0,15 0,5 1,81 ШПЦС0,45 18 1,79 60 1,79 19 0,12 0,01 1,79 0,01 0,45 0,12 0,45 1,79 18 0,45 1,79 0,03 19 0,19 68,5 68,5 0,03 0,45 1,79 19 1,79 60 68,4 0,25 0,06 0,45 1,79 0,06 0,45 0,25 19 1,79 68,4 60 0,45 1,79 18 0,38 1,79 0,45 0,12 19 68,3 20 0,38 1,79 68,3 0,45 1,79 60 бб, 28 66,28 65,98 65,98 68,56 68,56 Зеленаяпатока Берман"ганат Добавка ИПК 0,02 0,5 0,12 0,45 Растекаемость, см Плотность г/см1137184 Условия Сроки схватываопыта ния ч/мин Прочность, (ИПа), через Т С Р ИПа . Начало Изгиб Саатие Сжатие Изгиб Сжатие Конец Изгиб Портландцемент 6,7 . 17,8 7,0 25,8 18,0 2-30 1-30 10,2 28,4 10,4 28,6 21,7 20,4 8,4 5-10 4-00 4-40 6-00 22,0 8,6 20,0 7,6 5,9 17,4 8,2 1-15 23,2 16;8 6,9 0-40 4-15 4-30 . 8,3 9,1 23,5 11,3 30,2 22,7 9,7 23,6 11,7 30,6 6-55 8,4 22,9 5-20 3,1 0-18 0-301137184 12 Продолжение таблицы Сроки схватыва ния ч/мин Условия Прочность, (МПа), через опыта Т, С Р МПа Начало Изгиб Кон згиб Сзатяе жатке 4 11,8,4-20 6 3 0 6ангалычев едакт ектор Н,К каз 10484 о.45 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 200 50 200 50 Тираж 540ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушс