RU2085702C1

RU2085702C1 - Light-weight plugging solution

Info

Publication number: RU2085702C1
Application number: RU93046512A
Authority: RU
Inventors: В.А. Вялов; Г.А. Кириллов; А.В. Минин; П.В. Блиялкин
Original assignee: Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Оренбургнефть"
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to drilling and casing of oil and gas wells. Light-weight plugging solution is of following composition, mass parts: portland cement 100, clay powder up to 2, oxiethylcellulose 8-9, water 80-100. EFFECT: high efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к процессам цементирования колонны с применением облегченных тампонажных растворов. The invention relates to the drilling of oil and gas wells, in particular to the processes of cementing the column using lightweight cement slurries.

Известны облегченные тампонажные цементы марок ПЦТО-50 и ПЦТО-100, производимые по ГОСТу 1581-91 [1]
Известны способы получения облегченных тампонажных смесей на базе обычного тампонажного цемента с применением различных облегчающих инертных добавок [2]
Известны способы улучшения качества тампонажных растворов (снижение водоотдачи, повышение седиментационной устойчивости, снижение контрактации) путем обработки их карбоксилметилцеллюлозой, полиакриламидом, гипаном или путем введения материалов структурообразователей (бентонитовой глины), а также активных добавок (извести) [3]
Известны способы повышения прочности цементного камня за счет введения в цементный раствор фосфоновых производных, солей (НТФ, хлористого натрия, хлористого кальция) [4]
Наиболее близким по технической сущности является способ получения облегченных тампонажных смесей за счет введения до 30% бентонита, обеспечивающего связывание свободной воды, а также добавки карбоксилметилцеллюлозы для снижения водоотдачи тампонажного раствора [5]
Однако все известные технические решения не обеспечивают получения облегченного тампонажного раствора с необходимым уровнем качества: низкая водоотдача, высокая прочность цементного камня, незначительная усадка при твердении.Known lightweight cement cements of the PTsTO-50 and PTsTO-100 brands, produced according to GOST 1581-91 [1]
Known methods for producing lightweight grouting mixtures based on conventional grouting cement using various lightweight inert additives [2]
Known methods for improving the quality of grouting mortars (reducing water loss, increasing sedimentation stability, reducing contracting) by treating them with carboxyl methyl cellulose, polyacrylamide, hypane or by introducing materials builders (bentonite clay), as well as active additives (lime) [3]
Known methods for increasing the strength of cement stone by introducing phosphonic derivatives, salts (NTF, sodium chloride, calcium chloride) into the cement mortar [4]
The closest in technical essence is the method of obtaining lightweight grouting mixtures by introducing up to 30% bentonite, which provides free water binding, as well as the addition of carboxyl methyl cellulose to reduce the grout loss [5]
However, all known technical solutions do not provide a lightweight cement slurry with the required level of quality: low water loss, high strength of cement stone, slight shrinkage during hardening.

Имеющиеся решения по улучшению того или иного параметра не обеспечивают получение тампонажного облегченного раствора, обладающего всем комплексом удовлетворительных показателей. The available solutions to improve this or that parameter do not provide a grouting lightweight mortar with the whole complex of satisfactory indicators.

Целью изобретения является получение на основе стандартного тампонажного цемента облегченного тампонажного раствора с водоотдачей на уровне применяемого бурового раствора, имеющего небольшое водоотделение и усадку при твердении и повышенную прочность цементного камня по сравнению с применяемыми составами. The aim of the invention is to obtain, based on standard cement, a lightweight cement slurry with a water loss at the level of the drilling fluid used, which has a slight water separation and shrinkage during hardening and increased strength of the cement stone compared to the compositions used.

Цель достигается тем, что тампонажный раствор, включающий в себя портландцемент, глинопорошок, оксиэтилцеллюлозу и воду содержит эти исходные ингредиенты при следующем их соотношении, мас.ч. The goal is achieved in that the cement slurry, including Portland cement, clay powder, hydroxyethyl cellulose and water contains these starting ingredients in the following ratio, wt.h.

Портландцемент 100
Глинопорошок до 2
Оксиэтилцеллюлоза 0,8 0,9
Вода 80 100
Предлагаемый облегченный тампонажный раствор имеет водоотдачу 11 16 см³/30 мин на приборе БМ-6, прочность цементного камня на изгиб через 2 сут твердения 3,0 МПа при уд. весе 1,59 1,60 г/см³, 2,2 МПа при уд. весе 1,56 1,57 г/см³ и 2,1 МПа при уд. весе 1,51 1,52 г/см³. Водоотделение и усадка камня при твердении составляют от 0 до 3% в зависимости от уд. веса и качества используемого тампонажного цемента.Portland cement 100
Clay powder up to 2
Oxyethyl cellulose 0.8 0.9
Water 80 100
The proposed solution has a lightweight backfill fluid loss November 16 cm ^3/30 minutes on the instrument BM-6, the cement stone flexural strength after 2 day curing at 3.0 MPa sp. weight 1.59 1.60 g / cm ³ , 2.2 MPa at beats. weight 1.56 1.57 g / cm ³ and 2.1 MPa at beats. weight 1.51 1.52 g / cm ³ . The water separation and shrinkage of the stone during hardening are from 0 to 3%, depending on the beats. the weight and quality of the cement used.

Рецептуры предлагаемых тампонажных смесей, их параметры, в сравнении с наиболее часто применяемыми, приведены в таблице. The formulations of the proposed grouting mixtures, their parameters, in comparison with the most frequently used, are given in the table.

При применении предлагаемой рецептуры не меняется технология тампонажных работ. Все материалы заблаговременно растворяются в жидкости затворения, процесс затворения идет по обычной схеме с контролем по уд. весу. When applying the proposed formulation does not change the technology of grouting. All materials are dissolved in advance in the mixing fluid, the mixing process is carried out according to the usual scheme with control by beats. weight.

Применение предлагаемой облегченной тампонажной смеси обеспечивает следующие технические преимущества:
снижение вероятности недоподъема тампонажного раствора за колоннами до проектных отметок за счет уменьшения водоотделения в проницаемые пласты и преждевременного схватывания;
улучшение контакта тампонажной смеси с колоннами и породой за счет снижения контрактации и водоотделения и, как следствие, снижение вероятности заколонных перетоков;
снижение засорения продуктивных горизонтов за счет прокачки через них тампонажных смесей с большой водоотдачей;
получение облегченных тампонажных смесей на основе применяемого тампонажного цемента оксиэтилцеллюлозы и глинопорошка, без изменения технологии затворения, с использованием стандартного оборудования.The use of the proposed lightweight cement mixture provides the following technical advantages:
reducing the likelihood of under-lifting the cement slurry behind the columns to design levels by reducing water separation in permeable formations and premature setting;
improved contact of the grouting mixture with columns and rock by reducing contracting and water separation and, as a result, reducing the likelihood of annular flows;
reduction of clogging of productive horizons due to pumping grouting mixtures with high water loss through them;
obtaining lightweight grouting mixtures based on the grouting cement used for hydroxyethyl cellulose and clay powder, without changing the mixing technology, using standard equipment.

Claims

Lightweight cement slurry, including Portland cement, clay powder, hydroxyethyl cellulose and water, characterized in that it contains the original ingredients in the following ratio, wt.h.

Portland cement 100
Clay Powder Up to 2
Oxyethyl cellulose 8 9
Water 80 100d