RU2151270C1

RU2151270C1 - Multifunctional additive for grouting mortar

Info

Publication number: RU2151270C1
Application number: RU99101501A
Authority: RU
Inventors: В.И. Вяхирев; В.В. Ипполитов; Н.М. Добрынин; С.А. Уросов; И.А. Клюсов; Г.А. Зимакова
Original assignee: ДООО Буровая компания ОАО "Газпром"
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: additive contains 10-30% of quinhydrone (polyatomic aromatic alcohol) and sodium or calcium chloride. EFFECT: reduced dehydration of grouting mortar and increased strength of adhesion of cement stone to casing string. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. The invention relates to the oil and gas industry and can be used for cementing oil, gas and gas condensate wells.

Известна полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный спирт - гидрохинон [1]. Использование этой полифункциональной добавки позволяет улучшить реологические свойства тампонажного раствора. Однако указанная добавка повышает водоотделение (усадку) раствора и снижает прочность сцепления цементного камня с колонной. Known multifunctional additive for cement slurry, including polyhydric alcohol - hydroquinone [1]. The use of this multifunctional additive can improve the rheological properties of the cement slurry. However, this additive increases the water separation (shrinkage) of the solution and reduces the adhesion of cement stone to the column.

Наиболее близкой по технической сущности и назначению к предполагаемому изобретению является полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный ароматический спирт - хингидрон [2]. Наряду с улучшенными реологическими свойствами при сокращенных сроках схватывания тампонажный раствор с указанной полифункциональной добавкой характеризуется такими недостатками, как повышенное водоотделение и низкая прочность сцепления цементного камня с колонной. Указанные недостатки могут быть причиной возникновения замерзающих "водяных поясов", водо- и газопроявлений в скважине. The closest in technical essence and purpose to the proposed invention is a multifunctional additive for cement slurry, including a polyhydric aromatic alcohol - chinhydron [2]. Along with improved rheological properties with reduced setting time, grouting mortar with the specified multifunctional additive is characterized by disadvantages such as increased water separation and low adhesion of cement stone to the column. These shortcomings may be the cause of the occurrence of freezing "water zones", water and gas manifestations in the well.

При создании изобретения решалась задача снижения водоотделения тампонажного раствора и повышения прочности сцепления цементного камня с колонной. When creating the invention, the problem was solved of reducing the water separation of cement slurry and increasing the adhesion strength of cement stone to the column.

Решение поставленной задачи достигается тем, что полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный ароматический спирт - хингидрон, дополнительно содержит хлорид натрия или кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хингидрон - 10-30
хлорид натрия или кальция - остальное
Механизм снижения водоотделения тампонажного раствора и повышения прочности сцепления цементного камня с колонной обусловлен, возможно, синергетическим эффектом или физикохимическим взаимодействием хингидрона с хлоридами кальция или натрия, модифицирующих структуру порового пространства в процессе гидратации и твердения цемента и интенсифицирующих образование расширяющихся гидратных фаз, в т.ч. с высокой адгезией к металлу.The solution to this problem is achieved by the fact that the multifunctional additive for cement slurry, including polyhydric aromatic alcohol - chinhydron, additionally contains sodium or calcium chloride in the following ratio of components, wt.%:
hingidron - 10-30
sodium or calcium chloride - the rest
The mechanism of reducing the water separation of the cement slurry and increasing the adhesion strength of the cement stone to the column is probably due to the synergistic effect or physicochemical interaction of chinhydron with calcium or sodium chlorides, modifying the structure of the pore space in the process of cement hydration and hardening and intensifying the formation of expanding hydrated phases, including . with high adhesion to metal.

Приготовление полифункциональной добавки для тампонажного раствора в заводских условиях сводится к получению сухой гомонизированной смеси хингидрона и хлорида натрия или кальция путем загрузки через весовые дозаторы, например, 20 кг хингидрона и 80 кг хлорида в смесительные агрегаты шнекового или вихревого типа и последующего перемешивания до однородного состояния. В условиях буровой указанные количества компонентов поочередно или совместно, в зависимости от концентрации полифункциональной добавки, загружаются в технологическую емкость с соответствующим объемом воды и растворяются с помощью цементировочных агрегатов. The preparation of a multifunctional additive for grouting in the factory reduces to obtaining a dry homonized mixture of quinhydron and sodium or calcium chloride by loading through weighing batchers, for example, 20 kg of quinhydron and 80 kg of chloride into auger or vortex type mixing units and subsequent mixing to a homogeneous state. Under drilling conditions, the indicated quantities of components, alternately or jointly, depending on the concentration of the multifunctional additive, are loaded into the technological tank with the appropriate volume of water and dissolved using cementing units.

Были приготовлены состав с известной полифункциональной добавкой, включающей хингидрон, и шесть составов полифункциональной добавки согласно изобретению (хингидрон - хлорид натрия, хингидрон - хлорид кальция) со средним и граничным содержанием компонентов при концентрации в жидкости затворения (воде) 2 мас.%. Для приготовления использовался тампонажный портландцемент ПТЦ - СС - 50 по ГОСТ 1581 - 96. Процедура приготовления растворов, определение плотности и водоотделения - усадки, прочности камня на изгиб осуществлялись при t 22±2^oC в соответствии с ГОСТ 26798.1-96. Оценка прочности сцепления цементного камня с колонкой производилась по методу выпрессовывания образца из цилиндрической формы в соответствии с "Методикой испытания тампонажных материалов для арктических условий" (М.: Мингазпром, 1982 - 52 стр.).A composition was prepared with a known multifunctional additive, including chinhydron, and six compositions of the multifunctional additive according to the invention (chinhydron — sodium chloride, chinhydron — calcium chloride) with an average and boundary content of components at a concentration in the mixing liquid (water) of 2 wt%. For preparation, grouting portland cement PTC - SS - 50 was used in accordance with GOST 1581 - 96. The procedure for preparing solutions, determining the density and water separation - shrinkage, bending strength of the stone was carried out at t 22 ± 2 ^o C in accordance with GOST 26798.1-96. The adhesion strength of cement stone to the column was estimated by the method of extruding the sample from a cylindrical shape in accordance with the "Testing Method for Grouting Materials for Arctic Conditions" (M: Mingazprom, 1982 - 52 p.).

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемая полифункциональная добавка с оптимальным соотношением компонентов позволяет полностью устранить водоотстой - усадку раствора и в среднем в 2-3 раза повысить прочность сцепления цементного камня с металлом. The data presented in the table indicate that the proposed multifunctional additive with the optimal ratio of components can completely eliminate the sludge - shrinkage of the solution and increase the adhesion strength of cement stone to metal by an average of 2-3 times.

Указанные преимущества полифункциональной добавки в совокупности способствуют повышению надежности крепи в процессе консервации и эксплуатации скважины. The indicated advantages of a multifunctional additive together contribute to increasing the reliability of the lining during the conservation and operation of the well.

Источники информации
1. Данюшевский В. С., Курбанов Я.М. Тампонажные растворы для газовых и газоконденсатных скважин с АВПД. М.: ВНИИЭГазпром, 1987 г., с. 40.Sources of information
1. Daniushevsky V.S., Kurbanov Y.M. Cement slurries for gas and gas condensate wells with AAPD. M .: VNIIEGazprom, 1987, p. 40.

2. Патент N 2083801 РФ. Тампонажный материал /Авторы: Крылов Г.В., Дворцов В.В., Клюсов А.А. и др./ выдан 10.07.97 (прототип). 2. Patent N 2083801 of the Russian Federation. Grouting material / Authors: Krylov GV, Dvortsov VV, Klyusov AA et al. / issued July 10, 1997 (prototype).

Claims

The multifunctional cement slurry additive, including the polyhydric aromatic alcohol-quinhydron, additionally contains sodium or calcium chloride in the following ratio, wt.%:
Hingidron - 10 - 30
Sodium or Calcium Chloride - Rest