RU1836543C

RU1836543C - Grouting composition

Info

Publication number: RU1836543C
Application number: SU915008999A
Authority: RU
Inventors: Надежда Борисовна Савенок; Наум Акимович Мариампольский; Георгий Николаевич Лышко; Павел Наумович Мариампольский; Демьян Евгеньевич Заволокин; Виктор Федорович Негоднов; Абдуманнон Курбанов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-08-23

Abstract

Тампонажный состав содержит мас.%: 14,6-42,1 в жущего, 25,1-58,6 барита модифицированного полифосфатом, 1,5-8,9 щелочного реагента и воду затворени - остальное . Соотношение в жущего к бариту составл ет 1:(1-2,5) рН жидкой фазы 12- 13,5. В качестве в жущего состав содержит портландцемент тампонажный, или ШПЦС, илиУЩЦ, или ЦТУК, или УЦГ. или ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос. В качестве щелочного реагента используют едкий натр, или карбонат натри , или щелочной плав, или содо- сульфатный плав. В качестве воды затворени - пресную, морскую или пластовую воду. В воду затворени ввод т щелочной реагент, перемешивают. Барит и в жущее ввод т в полученный раствор. Характеристики состава: равномерно распредел ютс частицы в жущего и ут желител в растворе, в камне образуютс сростки барита с высокой адгезией к новообразовани м в жущего. 2 табл. сл сThe grouting composition contains wt.%: 14.6-42.1 in cement, 25.1-58.6 barite modified with polyphosphate, 1.5-8.9 alkaline reagent and mixing water - the rest. The ratio of astringent to barite is 1: (1-2.5) the pH of the liquid phase is 12-13.5. The cementitious composition contains Portland cement grouting, or ШПЦС, or УУЦЦ, or ЦТУК, or УЦГ. or TsTPN, or TTM, or fly ash. As the alkaline reagent, sodium hydroxide or sodium carbonate, or alkaline melt, or sulphate-melt is used. As mixing water, fresh, sea or formation water. An alkaline reagent is introduced into the mixing water and mixed. Barite and binder are introduced into the resulting solution. Composition characteristics: particles of binder and thickener are evenly distributed in the solution, barite intergrowths with high adhesion to neoplasms of the binder are formed in the stone. 2 tab. next to

Description

Изобретение относитс к области бурени нефт ных и газовых скважин и может быть использовано дл ликвидации по влений и поглощений, при установке цементных мостов в скважинах, осложненных про влени ми и поглощени ми, а также при ликвидации негерметичности обсадных колонн .The invention relates to the field of drilling oil and gas wells and can be used to eliminate occurrences and removals, when cement bridges are installed in wells complicated by ups and downs, and also to eliminate leaks in casing strings.

Цель изобретени - равномерное распределение частиц в жущего и ут желител в растворе и образование в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразовани м в жущегоThe purpose of the invention is the uniform distribution of particles in the binder and thickener in the solution and the formation of barite splices in the stone with high adhesion to neoplasms of the binder

В качестве ут желител используетс барит, модифицированный полифосфатом, по ОСТ 39-128-87.Polyphosphate-modified barite according to OST 39-128-87 is used as a detergent.

В качестве в жущего можно использовать портландцемент тампонажный, или /v ШПЦС, или УЩЦ, или ЦТУК, или УГЦ, или ОО ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос.C/JAs a cementitious agent, grouting Portland cement, or / v ШПЦС, or УЩЦ, or ЦТУК, or УГЦ, or ОО ЦТПН, or ТТМ, or fly ash can be used. C / J

Зола-унос теплоэлектростанций (ГЭС) 0s содержит, мас.%: Si02 56,7; 24,0; СЛ РеаОз 11,4; СаО 2,7; МдО 1,3; 2,3; NaaO |V 0,4; ЗОз - 0,5; п.п.п. - 7,0. Удельна поверх- (Ј ность золы-унос составл ет 2000-2500 см2/г, плотность 2,45 г/см3.Fly ash of thermal power plants (HES) 0s contains, wt.%: Si02 56.7; 24.0; SL ReaOz 11.4; CaO 2.7; MDO 1.3; 2.3; NaaO | V 0.4; ZOz - 0.5; p.p.p. - 7.0. The specific surface (ость of fly ash is 2000-2500 cm2 / g, density 2.45 g / cm3.

В качестве щелочного реагента может ;00 быть использован едкий натр, или карбонат натри , или щелочной плав, или содосуль- фатный плав.As an alkaline reagent, caustic soda, or sodium carbonate, or an alkaline melt, or a soda sulfate melt, can be used.

Щелочной плав - отход содового производства , содержащий 99% гидроксида натри .Alkaline melt is a waste of soda production containing 99% sodium hydroxide.

Содосульфатный плав (ССП) - продукт обжига отхода капролактама, состоит из карбонатов, сульфатов и хлоридов натри , Состав компонентов ССП, мас.%: №гСОз 54-57; NazSOa 22-27; NaC 10-14; NaOH 1,7-1,9; прочее - 6,4-7,0,Sodosulfate smelting (SPS) is the product of roasting of caprolactam waste, consists of sodium carbonates, sulphates and chlorides. Composition of SPS components, wt.%: No. gCOz 54-57; NazSOa 22-27; NaC 10-14; NaOH 1.7-1.9; other - 6.4-7.0,

Введение в тампонажный состав, согласно предлагаемому изобретению, в жущего и барита в соотношении 1:1-1:2,5 обеспечивает высокую скорость седиментации твердых частиц. Как показали исследовани , частицы в жущего и ут желител за счет электростатического взаимодействи обеспечивают адгезию друг другу и равномерное распределение их в потоке и камне. Показателем, характеризующим силу сцеплени частиц барита и новообразований, вл етс величина прочности на изгиб, .а показателем, характеризующим равномерность распределени частиц, вл етс отношение прочности образующейс пробки в ее верхней и нижней част х. Регул тором такого равномерного распределени вл етс определенное соотношение компонентов твердой фазы и рН среды, обусловленное количеством вводимой щелочи .The introduction of cement and barite in the grouting composition according to the invention in a ratio of 1: 1-1: 2.5 provides a high sedimentation rate of solid particles. Studies have shown that particles of binder and thickener due to electrostatic interaction ensure adhesion to each other and their uniform distribution in the stream and stone. The indicator of the cohesive strength of barite particles and neoplasms is the value of bending strength. And the indicator of the uniform distribution of particles is the ratio of the strength of the resulting plug in its upper and lower parts. A regulator of this uniform distribution is a defined ratio of the components of the solid phase and the pH of the medium due to the amount of alkali added.

Щелочной реагент, с одной стороны, снижает жесткость воды затворени , способству ускорению седиментации частиц барита и формированию пробки, и с другой стороны, ускор ет гидролиз в жущего, что обеспечивает в конечном итоге усиление адгезии частиц друг к другу и, как следствие, равномерность их распределени в камне. . Применение в качестве жидкости затворени не только пресной, но и пластовой.и морской воды также способствует из-за наличи в их составе солей-электролитов ускорению гидролиза в жущего, компонента тампонажного состава.Alkaline reagent, on the one hand, reduces the hardness of the mixing water, accelerates the sedimentation of barite particles and the formation of corks, and, on the other hand, accelerates the hydrolysis of the binder, which ultimately enhances the adhesion of the particles to each other and, as a result, their uniformity distributions in stone. . The use of not only fresh, but also formation and sea water as a mixing fluid also contributes, due to the presence of electrolyte salts in their composition, to the acceleration of hydrolysis in the cement, a component of the grouting composition.

Тампонажный состав готов т путем введени при нормальных услови х барита и в жущего в воду затворени , содержащую щелочной реагент,The grouting composition is prepared by introducing, under normal conditions, barite and an aqueous alkalizing slurry containing an alkaline reagent,

Скорость осаждени твердых частиц оценивали по объему образующихс из тампонажного состава пробок через 1 ч седиментации на модели, имитирующей скважину.The rate of deposition of solid particles was estimated by the volume of plugs formed from the cement composition after 1 h of sedimentation on a well simulating model.

Внутренний диаметр трубки, в которой, устанавливают пробки, равен 25 мм. Приготавливают тампонажный состав и заливают его через внутреннюю трубку диаметром 12,5 мм. После заливки состава внутреннюю трубку извлекают и по градуированной шкале основной трубки через 1 ч определ ют объем образующейс из тампонажного состава пробки.The inner diameter of the tube in which the plugs are installed is 25 mm. The grouting composition is prepared and poured through the inner tube with a diameter of 12.5 mm. After pouring the composition, the inner tube is removed and on the graduated scale of the main tube, after 1 h, the volume of the plug formed from the grouting composition is determined.

00

55

Прочность и проницаемость состава определ ют согласно ГОСТ 26798.0-85 на там- понажные растворы. Свойства разработанного тампонажного состава при- ведены в табл. 1.The strength and permeability of the composition is determined according to GOST 26798.0-85 for cement slurries. The properties of the developed grouting composition are given in table. 1.

В качестве воды затворени используют пресную, каспийскую морскую и пластовую воды месторождени Ташкум ПО Мангыш- лакнефть, химический состав которых приведен в табл. 2,Fresh water, Caspian sea and formation water of the Tashkum PO PO Mangyshlakneft oil, the chemical composition of which is given in Table 1, is used as mixing water. 2

П р и м е р 1 (см, табл. 1, п. 1), В 500 мл (40,9 мас.%) морской воды раствор ют 98 г (8,9 мас.%) едкого натра (каустическа .сода). Затем в раствор ввод т смесь, состо щую из 6 307 г(25,1 мас.%) барита и 307 г(25,1 мас.%) золы-унос, и полученный состав перемешивают , Температура формировани пробки 300°С, давление 60 МПа. Через 1 ч сегментации объема раствора. Прочность камн на изгиб,-характеризующа величину адгезии твердых частиц друг к другу, через 48 ч твердени составл ет 1,4 МПа. Равномерность распределени твердых частиц в камне равна 91% (отношение прочности на сжатие верхней части пробки к прочности на сжатие ее нижней части). Проницаемость проб- ки составл ет 5,3 мД..Example 1 (see table 1, item 1), 98 g (8.9 wt.%) Sodium hydroxide (caustic soda) are dissolved in 500 ml (40.9 wt.%) Of sea water ) Then, a mixture consisting of 6,307 g (25.1 wt.%) Barite and 307 g (25.1 wt.%) Fly ash is introduced into the solution, and the resulting composition is mixed. The plug formation temperature is 300 ° С, pressure 60 MPa. After 1 h of segmentation of the solution volume. The stone's bending strength, which characterizes the amount of adhesion of solid particles to each other, after 48 hours of hardening is 1.4 MPa. The uniform distribution of solid particles in the stone is 91% (the ratio of the compressive strength of the upper part of the cork to the compressive strength of its lower part). The permeability of the cork is 5.3 mD.

Приме р 2 (см. табл. 1, п.). В 16,0 мас.% пластовой воды раствор ют 2,4 мас.% кар- боната натри (кальцинированна сода). Затем в раствор ввод т смесь, состо щую из 58,3 мае, % барита и 23,3 мае. % портландцемента тампонажного, и полученный состав перемешиваем, Температура формировани пробки 20°С, давление 0,1 МПа. Через 1 ч седиментации объем осевшей из тампонажного раствора пробки составл ет 94% объема раствора. Прочность камн на изгиб, характеризующа величину адгезии частиц барита к новообразовани м в жущего, через 48 ч твердени составл ет 0,7 МПа. Равномерность распределени твердых частиц в камне равна 92%. Проницаемость пробки составл ет 6,6 мД.Example p 2 (see table. 1, p.). 2.4 wt.% Sodium carbonate (soda ash) is dissolved in 16.0% by weight of produced water. Then, a mixture consisting of May 58.3,% barite and May 23.3 was added to the solution. % Portland cement grouting, and the resulting composition is mixed, The temperature of the formation of the plug 20 ° C, a pressure of 0.1 MPa. After 1 hour of sedimentation, the volume of the plug that has settled from the cement slurry is 94% of the volume of the solution. The stone's bending strength, which characterizes the adhesion of barite particles to the neoplasms of the binder, after 48 hours of hardening, is 0.7 MPa. The uniform distribution of solid particles in the stone is 92%. The permeability of the plug is 6.6 mD.

Применение приготовленного на пресной , пластовой или минерализованной воде тампонажного состава способствующего равномерному распределению частиц в жущего и ут желител и образованию в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразовани м в жущего, позвол ет ликвидировать в скважине осложнени , св занные с поглощени ми или газопро влени ми , Технологи применени тампонажного состава не нарушает общего плана работ по скважине и не требует дополнительной техники.The use of a grouting composition prepared with fresh, produced, or mineralized water, which promotes uniform distribution of particles in the thickener and thickener and the formation of barite splices in the stone with high adhesion to the neoplasms of the cement, allows to eliminate the complications associated with absorption or gas development in the well mi, the technology of using the grouting composition does not violate the general well work plan and does not require additional equipment.

Claims

1. Grouting composition, including in the bushing, barite modified floor5

0

5

0

5

ifosfatom. alkaline reagent and solution water, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:

In the living 14.6-42.1;

Polyphosphate-modified barite 25.1-58.6,

Alkaline reagent 1.5-8.9,

Mixing Water Else,

moreover, the ratio of viscous to barite is 1: 1-2.5, the pH of the liquid phase is 12-13.5.

2. The composition according to p. 1, characterized in that it contains cement cement or ShPCC, or USTs, or TsTUK or UTsG, or TsTPN as cementitious Portland cement, or

TTM, or fly ash.

3. The composition according to claim 1, characterized in that it contains sodium hydroxide or sodium carbonate as an alkaline reagent;

or alkaline melt, or sodosulfate melt.

Table

Foaming table.

Table 2