RU2155263C2 - Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин - Google Patents

Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2155263C2
RU2155263C2 RU98101015A RU98101015A RU2155263C2 RU 2155263 C2 RU2155263 C2 RU 2155263C2 RU 98101015 A RU98101015 A RU 98101015A RU 98101015 A RU98101015 A RU 98101015A RU 2155263 C2 RU2155263 C2 RU 2155263C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plugging
cement
peat
composition
wells
Prior art date
Application number
RU98101015A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98101015A (ru
Inventor
А.А. Анисимов
Л.И. Симоненко
Г.П. Злотников
Е.В. Погорелов
Н.М. Гукасова
Л.С. Будовкина
Original Assignee
Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российского акционерного общества "Газпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российского акционерного общества "Газпром" filed Critical Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российского акционерного общества "Газпром"
Priority to RU98101015A priority Critical patent/RU2155263C2/ru
Publication of RU98101015A publication Critical patent/RU98101015A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2155263C2 publication Critical patent/RU2155263C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области получения облегченных быстротвердеющих расширяющихся тампонажных составов. Предназначен для цементирования скважин в суровых климатических условиях Крайнего Севера, крепления многолетнемерзлых и трещиноватых пород, предотвращения гидроразрывов пласта, газопроявлений и растепления ММП, повышения герметичности скважин. Затворение тампонажного портландцемента для холодных скважин суспензиями торфа в растворах сернокислого алюминия в предлагаемом тампонажном составе осуществляется при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: тампонажный портландцемент для холодных скважин 35,5-56,5, сернокислый алюминий 2,0-5,0, торф 2,0-10,3, вода остальное. Технический результат - получение на основе однокомпонентного вяжущего тампонажного цемента ПЦТДО-50 облегченного тампонажного состава с высокой степенью расширения, технологичными сроками схватывания при низких температурах, пониженной теплопроводностью и эффективной адгезией к металлу обсадной колонны. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области получения облегченных быстротвердеющих расширяющихся тампонажных составов. Может быть использовано для цементирования скважин при низких температурах, креплении многолетнемерзлых и трещиноватых пород, в условиях аномально низких давлений пласта, для повышения герметичности газовых скважин.
Известны облегченные тампонажные растворы для низкотемпературных скважин, содержащие тампонажный цемент для "холодных" скважин, торф и ускоритель схватывания хлорид кальция [1]. К недостаткам этих составов относятся седиментационная неустойчивость, увеличенные сроки схватывания, пониженная прочность, усадка цементного камня.
Известен быстротвердеющий цементный раствор для тампонажных работ, комплексно включающий добавки сернокислого алюминия, алюмината натрия и гидроксид алюминия [2] . Недостатками указанного состава являются многокомпонентность, высокие плотность и теплопроводность, отсутствие способности к расширению.
Наиболее близким по технической сущности и составу к предлагаемому является облегченный тампонажный материал для низкотемпературных скважин, выбранный нами в качестве прототипа [3], содержащий, мас.%:
Гипсоглиноземистый цемент - 42-57
Сфагновый торф - 5-8
Вода - Остальное
Однако данный материал, взятый нами в качестве прототипа, имеет незначительную степень расширения, слабую адгезию к металлу, сравнительно высокую теплопроводность. При этом он содержит дорогостоящее специальное вяжущее.
Гипсоглиноземистый цемент получают, прибавляя к глиноземистому цементу 25-30% сульфата кальция в виде гипса или ангидрита. Глиноземистый цемент состоит в основном из низкоосновных алюминатов кальция. Содержание Al2O3 в нем - 30-50%, в то время как обычный тампонажный цемент для "холодных" скважин содержит 3-6% Al2O3.
Задачей настоящего изобретения является получение на основе стандартного тампонажного цемента марки ПЦТДО-50 облегченного тампонажного состава с высокой степенью расширения, технологичными сроками схватывания при низких температурах, пониженной теплопроводностью и эффективной адгезией к металлу обсадной колонны.
Поставленная задача технически решается приготовлением тампонажного состава с использованием облегчающей добавки торфа и расширяющейся основы - тампонажного цемента, затворенного на растворе сернокислого алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тампонажный портландцемент для "холодных" скважин - 35,5-56,5
Сернокислый алюминий - 2,0-5,0
Торф - 2,0-10,3
Вода - Остальное
Использованы тампонажный цемент ПЦТДО-50 по ГОСТ 1581-91; алюминий сернокислый по ГОСТ 3758-75; торф верховой товарный фрезерный влажностью 50-55% и размером частиц 0,1 - 0,5 мм.
В табл. 1 приведены составы суспензий торфа в растворе сульфата алюминия, используемые для приготовления данного состава, и составы предлагаемых тампонажных растворов. Экспериментально установлено, что при содержании компонентов в больших или меньших количествах от указанных выше пределов происходит ухудшение технологических и эксплуатационных характеристик предлагаемого состава.
Пример (приготовление состава N 5 по табл. 1).
В 125 мл воды растворяют 15 г сернокислого алюминия. В раствор всыпают 15 г (30-35 см3) торфа и перемешивают смесь на магнитной или механической лопастной мешалке 2-3 мин до получения устойчивой суспензии. Приготовленной суспензией затворяют 100 г цемента. (Суспензия не замерзает до - 7oC и пригодна для затворения).
Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что тампонажный состав согласно изобретению с оптимальным содержанием компонентов обладает лучшими технологическими и физико-химическими свойствами, чем известные ранее тампонажные растворы аналогичного назначения.
Анализ научно-технической и патентной информации о тампонажных составах показал, что применение сульфата алюминия в качестве расширяющей добавки и в полифункциональном качестве: расширяющая добавка, ускоритель схватывания и твердения, противоморозная добавка - неизвестно. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
При затворении однокомпонентного "вяжущего, тампонажного цемента для холодных" скважин, суспензиями торфа в растворах сернокислого алюминия не являлись очевидными: 1) возрастание адгезии тампонажного камня к металлу; 2) снижение теплопроводности тампонажного камня; 3) значительное расширение тампонажного камня (при положительных и отрицательных) температурах в результате оптимальной кристаллизации высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, эттрингита: 3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемое техническое решение также отвечает и критерию "промышленная применимость", так как заявляемый состав может быть практически использован при креплении низкотемпературных скважин уже в настоящее время. В производственных условиях (на буровой) его можно приготовить, используя стандартное оборудование.
Преимущества предлагаемого технического решения заключаются в следующем:
1. Расширение тампонажного камня, сформировавшегося из предлагаемого состава, и высокая адгезия к металлу способствуют сохранению и упрочению контакта между камнем, породой и обсадной колонной. Следствием этого является надежная герметизация заколонного и межколонного пространства, предотвращающая газопроявления в скважине.
2. Пониженная теплопроводность тампонажного камня и способность к быстрому твердению и развитию прочности даже при отрицательной температуре, создание возможности герметичного цементирования в интервалах ММП и предотвращение растепления.
3. Низкая стоимость тампонажного состава за счет замены дорогостоящего вяжущего и сокращение расхода тампонажного цемента.
Таким образом, заявленное техническое решение в сравнении с прототипом позволило решить поставленные задачи.
Источники информации
1. Тампонажные растворы пониженной плотности для цементирования газовых скважин в сложных геологических условиях Крайнего Севера. Обзорная информация ВНИИЭгазпрома. - М.: 1982, вып. 6, с. 5-13. (Аналог).
2. Авторское свидетельство N 1728474 E 21 B 33/138 опубл. 23.04.92. Бюл N 15. (Аналог).
3. Авторское свидетельство N 834330 E 21 B 33/138. Опубл. 30.05.81. Бюл. N 20 (Прототип).

Claims (1)

  1. Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин, содержащий быстротвердеющую расширяющуюся основу, облегчающий наполнитель - торф и воду, отличающийся тем, что в качестве быстротвердеющей расширяющейся основы используется тампонажный портландцемент для холодных скважин и сернокислый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Тампонажный портландцемент для холодных скважин - 35,5 - 56,5
    Сернокислый алюминий - 2,0 - 5,0
    Торф - 2,0 - 10,3
    Вода - Остальное
RU98101015A 1998-01-15 1998-01-15 Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин RU2155263C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101015A RU2155263C2 (ru) 1998-01-15 1998-01-15 Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98101015A RU2155263C2 (ru) 1998-01-15 1998-01-15 Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98101015A RU98101015A (ru) 1999-11-27
RU2155263C2 true RU2155263C2 (ru) 2000-08-27

Family

ID=20201390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98101015A RU2155263C2 (ru) 1998-01-15 1998-01-15 Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2155263C2 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2442878C2 (ru) Цементы для использования внутри формаций, содержащих гидраты газов
US7654326B1 (en) Sorel cements and methods of making and using same
RU2464408C2 (ru) Цементные композиции с низкой теплотой гидратации и способы их применения
KR100906459B1 (ko) 수화 속도를 조절한 시멘트 그라우트재 및 그의 제조방법
RU2304606C1 (ru) Тампонажная смесь
JP2012520821A (ja) 凝固遅延剤を含む坑井ボア保全用組成物、その製造方法及びその使用方法
US7722954B2 (en) Gas-generating additives having improved shelf lives for use in cement compositions
US3937282A (en) Method for cementing wells in low temperature formations
US4328036A (en) High temperature expanding cement composition and use
JP2007137745A (ja) 急硬化材および高浸透性注入材
US7334638B2 (en) Methods of improving the shelf life of a cement composition comprising a coated gas-generating material
RU2751148C1 (ru) Тампонажная смесь с применением магнитной гранулированной полимерной композиции с возможностью самовосстановления цементного камня для крепления обсадных колонн и ремонтно-изоляционных работ
CA2183414A1 (en) Method of using construction grade cement in oil and gas wells
RU2155263C2 (ru) Расширяющийся тампонажный состав для низкотемпературных скважин
RU2224727C2 (ru) Цементный раствор для изолирующего экрана и способ создания изолирующего экрана
CA2576927C (en) Stable and biodegradable foamed cement slurries, additives and methods
US5896927A (en) Stabilizing and cementing lateral well bores
RU2222688C2 (ru) Расширяющийся тампонажный раствор (варианты)
KR19990011605A (ko) 시멘트 혼화제 및 그 제조방법
CA2545810C (en) Cementitious composition for use in elevated to fully saturated salt environments
RU2817368C1 (ru) Расширяющийся тампонажный материал для низкотемпературных скважин
JP6334310B2 (ja) 水硬性組成物の製造方法および水硬性組成物
RU2102349C1 (ru) Способ получения вяжущего
RU2030557C1 (ru) Тампонажный раствор
RU2211304C1 (ru) Тампонажный раствор

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090116