Тампонажный раствор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕО ИХРЕСПУБЛИ 1 19) Я А 381 ОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(1) Московский ордена ОктябРеволюции и ордена Трудовогого Знамени институт нефтехимии газовой промьппленности им,кина(56) АвторскоеР 825863, кл. ЕАвторское свР 529134, кл. Е лич ающию расширения та применения ицементного камн ал и воду, ем, что, с мперавытурного интер шения прочнос ской держит сульфонол,рт и хлорис-ый калм соотношении инг дополнительно с изобутиловый сп расноеской817 27,3 27,3 СульфонолВодаИзобутиловыйспиртХлористыйкальций 41,0 Выбрана наиболее седиментационноустрйчивая композиция комплексногоПАВ, которая позволяет использоватьдля его приготовления как порошковый,ЗО так и 507-ный водный раствор сульфонола НП-З,РастекаеПлотСостав тампонажного растворана 1 л, мас.Х УР пп ность кг/м мость,мПортландцементдля холодных"скважин 1275Дизельноетопливо285Эмультал 1,8СульфонолНП2,6Изобутиловыйспирт 3,9ХлористыйкальцийВода пресная г - 70,00 смз - 13,00см - 0,10 1820 0,195 г - 0,15см - О, 25 0,4 300 г - 0,025см - 16,475 1 1263Изобретение относится к составам тампонажных растворов для креппения нефтяных и газовых скважин, пробуренных с буровыми. растворами на углеводородной основе.Цель изобретения - расширение температурного интервала применения тампонажного раствора и повышение прочности цементного камня.Химический состав и Физико-механи О ческие параметры тампонажных растворов приведены в таблице.Способ приготовления тампонажного раствора следующий.Вначале готовят комплексное поверхностно-активное вещество (ПАВ) затем - обратную эмульсию (типа вода в масле) требуемой устойчивости, Устойчивость эмульсии регулируют в широких пределах за счет использования смеси ПАВ с взаимоподавляющими и дополняющими свойствами: сульфонол НПв изобутиловом спирте с добавкой хлористого кальция - эмульгатор и эмультал - стабилизатор, Обратную 2 з эмульсию готовят следующим образом: в дизельном топливе распределяют расчетное количество эмульгатора, в полученный раствор вводят воду в количестве, необходимом на гидратацию вяжущего материала, эмульгируют ее,затем в слабостабилизированную эмульсию добавляют расчетное количествоэмультала, тщательно перемешивают иполучают обратную эмульсию требуемойустойчивости. Дальше тампонажный раствор готовят по обычной технологии,используя в качестве жидкости затворения обратную эмульсию.Тампонажный раствор работает вдиапазоне температур от 20 до 200 С.П р и м е р приготовления тампонажного раствора,Вначале готовят комплексное ПАВ.Процесс приготовления комплексногоПАВ сводится к интенсивному механическому диспергированию компонентов,входящих в его состав. Состав комплексного ПАВ следующий, мас.7:20 Прочность цементного камня 1 сутвозраста, ИПа Условия и срокисхватывания тампоРеологические показатели при20 С нажного раствора, ч Т, ОС Начало Конец на из- гиб на сжаПредельное напПластическая тие ряжениесдвига,Па вязкостьмПа с 5,0 20 4-20 5-50 ,2,1 3,06 90,3)6Порядок приготовления компл 1 ексно - го ПАВ следующий, В 50,7-ный водный раствор сульфонола НПвводят расчетное количество хлористого кальция, переводя тем самым натриевую форму сульфонола в кальциевую, интенсивно перемешивают. Затем добавляют в расчетное количество изобутилового спирта полученный раствор, меняя при этом полярность растворителя, и так О же интенсивно диспергируют. Полученное комплексное ПАВ напоминает по своим свойствам кальций сульфонат, но превосходит его по эмульгирующему действию за счет наличия в нем как 5 кальциевой, так и натриевой формы сульфонола. Комплексное ПАВ готовят заблаговременно за несколько суток до цементирования. В 285 см (13 мас.Е) дизельного топлива распределяем 9,6 см (0,5 мас.7) приготовленного комплексного ПАВ, в полученный раствор вводим 300 ем (16,4 мас.7) водопроводной воды и эмульгируем ее в течение 10 мин. Затем в слабостабилиэированную эмульсию добавляем 1,8 см (0,1 мас.л) эмультала, перемешиваем ее в течение 20 мин и получаем обратную эмульсию наименьшей устойчи 387 4во ти, в которую добавляем 1275 г(70 мас.7) портландцемента для "хо -лодных" скважин, диспергируем его втечение 5 мин и получаем тампонажныйраствор (см, п,1 в табл.),Тампонажный раствор может показаться по составу сложным, однакосложность состава объясняется применением комплексного ПАВ, содержание которого в рецептуре тампонажного раствора изменяется в диапазоне 0,2- 0,5 мас.7.Регулирование начала и конца сроков схватывания предлагаемого тампонажного раствора происходит пропореционально концентрации стабилизатора - эмультала. Это очень важно, подбор сроков схватывания для других типов тампонажных растворов,на углеводородной основе затруднен, В предлагаемом тампонажном растворе с повышением температуры формирования цементного камня для сохранения необходимых технологических параметров увеличивается концентрация эмультала и дизельного топлива, а уменьшается концейтрация комплексного ПАВ. Изменением соотношения ПАВ в предлагаемом тампонажном растворе достигается вьбор оптимальных реологических характеристик (см. п.п. 6,7 в табл.).1263817 РастекаеСостав тзмпонажного растворана 1 л, мас.7. Плотностькг/м масть,м950 г - 60,00 1585 0,21 1,8 г - 0,122,7 смз - 0,20 1265 г - 70,00 1810 0,20 1,6 г - 0,092,4 см - 0,15 1215 г - 68,00 0,22 1790 1 г - 0,06 1,5 см - 0,10 0,16 г - 0,01 2 Цемент глиноземистыйДизельноетопливоЭмульталСульфонолНП ИзобутиловыйспиртХлористыйкальцийВода пресная 3 Портландцемент дпя 1скважинДизельноетопливоЭмульталСульфонолНП ИзобутиловыйспиртХлористыйкальцийВода пресная 4 ШПЦС ДизельноетопливоЭмульталСульфонолНП ИзобутиловыйспиртХлористыйкальцийВода прес- ная 380 см - 20,001,6 см - 0,10 0,3 г - 0,02310 см - 19,56 325 см - 15,07,2 см - 0,40 0,25 г - 0,015 260 см - 14,345 370 см - 17,4012,5 см - 0,70 245 см - 13,731263817 8 Продолжение таблицы Коне на сжатиеРеологическиеПоказатели при20 ф 0 Т, фС Начало Предельное иап" Пластическая на изгиб ряжениесдвига,Па вязкостьмПа с 5,1 4-25 2,2 6-05 2,96 76,4 7,0 2,9 2-45, 3-55 2,90 80 82,6 13,4 2,74 140 3-40 . 5-00 70 , 7 Условия и сроки Прочность цементсхватывания тампо- ного камня 1 сутнажного раствора, ч возраста ИПа.ШПЦС ДизельноетопливоЭмульталСульфонолНП Изобутилавый спирт Хлористый кальцийВода прес- ная 6 Портландцемент для 11 11 холодныхНП ИзабутиловыйспиртХлористыйкальцийВода пресная 7 Портландцемент для"холодныхскважинЛизельное топливоЭмульталСульфонолНП ИзабутиловыйспиртХлористыйкальцийВада пресная 385 см - 18,00 17,8 см - 1,00 1 г - Л,Об1,5 см - 0,100,16 г - 0,01230 см - 12,83 365 см - 17,02 2,4 см - 0,14 0,25 г - 0,017 245 смз - 13,793 365 смз - 17,011,8 см- 0,10 2,0 г - 0,1173 0 смз 0 1950,32 г - 0,020245 смЗ - 13,8081263817Продолжение таблицы Условия и срокисхватывания тампонажного раствора, ч на сжаПласти- ческая Коне на изгиб тие вязкостьмПа с 68,3 2,64 200 3-30 4-40 6,2 14,6 2,82 40 4-00 4-50 2,65 6,5 84,6 2,92 40 4-00 4 20 2,95 Реологическиепоказатели при20 С 11 редельное напряжениесдвига,Па Т, фС Начало Прочность цемент.ного камня 1 сутвозраста, 1 Па