RU2169252C1 - Утяжеленный тампонажный раствор - Google Patents
Утяжеленный тампонажный раствор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169252C1 RU2169252C1 RU99127941A RU99127941A RU2169252C1 RU 2169252 C1 RU2169252 C1 RU 2169252C1 RU 99127941 A RU99127941 A RU 99127941A RU 99127941 A RU99127941 A RU 99127941A RU 2169252 C1 RU2169252 C1 RU 2169252C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- weighted
- grouting
- iron ore
- water
- ore concentrate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, а именно к утяжеленным тампонажным растворам для цементирования в условиях аномально высоких пластовых давлений и температур. Утяжеленный тампонажный раствор содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент тампонажный 22,22-37,04, железорудный концентрат 51,85-37,04, стабилизатор ацетально-спиртовый 0,74 - 0,15, вода - остальное. Технический результат - повышение плотности, увеличение растекаемости и времени загустевания при одновременном обеспечении сроков схватывания утяжеленного тампонажного раствора и прочности камня при умеренных и повышенных температурах. 2 табл.
Description
Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, а именно к утяжеленным тампонажным растворам для цементирования в условиях аномально высоких пластовых давлений и температур.
Известны утяжеленные тампонажные растворы, содержащие портландцемент тампонажный, утяжеляющие добавки (баритовый концентрат, титановый концентрат и др. ) и воду /Каримов Н.Х. и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. - М.: Недра, 1977, с. 97/.
Недостатком известных утяжеленных тампонажных растворов при низком водосмесевом отношении является недостаточная растекаемость и преждевременное загустевание при повышенных температурах.
Наиболее близким к предлагаемому решению по составу и достигаемому результату является утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, утяжеляющую добавку - железорудный концентрат, пластификатор и воду /Пат. 2109924/.
Недостатки известного тампонажного раствора - небольшая растекаемость и снижение плотности в процессе их приготовления за счет воздухововлекающей способности применяемого пластификатора. Это ограничивает применение утяжеленного тампонажного раствора в интервале аномально высоких пластовых давлений и температур и осложняет работу насосного оборудования.
Задачей изобретения является улучшение основных технологических параметров утяжеленного тампонажного раствора, обеспечивающих безаварийный процесс цементирования обсадных колонн в интервале аномально высоких пластовых давлений и температур.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение плотности, увеличение растекаемости и времени загустевания при одновременном обеспечении сроков схватывания утяжеленного тампонажного раствора и прочности камня при умеренных и повышенных температурах.
Сущность изобретения заключается в том, что заявляемый утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, утяжеляющую добавку - железорудный концентрат, пластификатор и воду, в отличие от известного содержит в качестве пластификатора стабилизатор ацетально-спиртовый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент тампонажный - 22,22 - 37,04
Железорудный концентрат - 51,85 - 37,04
Стабилизатор ацетально-спиртовый - 0,74 - 0,15
Вода - Остальное
Таким образом, сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый утяжеленный тампонажный раствор отличается от известного введением нового компонента - стабилизатора ацетально-спиртового при вышеприведенном массовом соотношении компонентов. Использование стабилизатора ацетально-спиртового в составе утяжеленного тампонажного раствора не выявлено, т.е. заявляемое изобретение отвечает критерию "новизна".
Портландцемент тампонажный - 22,22 - 37,04
Железорудный концентрат - 51,85 - 37,04
Стабилизатор ацетально-спиртовый - 0,74 - 0,15
Вода - Остальное
Таким образом, сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый утяжеленный тампонажный раствор отличается от известного введением нового компонента - стабилизатора ацетально-спиртового при вышеприведенном массовом соотношении компонентов. Использование стабилизатора ацетально-спиртового в составе утяжеленного тампонажного раствора не выявлено, т.е. заявляемое изобретение отвечает критерию "новизна".
Поскольку использование изобретения позволяет осуществить существующую потребность, заявляемое изобретение отвечает критерию "изобретательский уровень".
В качестве компонентов используют портландцемент тампонажный, железорудный концентрат из титано-ванадиевых магнетитовых руд, стабилизатор ацетально-спиртовый и пресную воду.
Железорудный концентрат соответствует высшим сортам утяжелителей по стандарту АНИ и ОСМА, плотность сухого порошка 4,6-5,0 г/см3, что обеспечивает утяжеление тампонажного раствора, благодаря высокой дисперсности порошка тампонажный раствор седиментационно устойчив и не расслаивается.
Стабилизатор ацетально-спиртовый оказывает высокий разжижающий эффект. В сочетании железорудного концентрата со стабилизатором ацетально-спиртовым обеспечивается прокачиваемость и устраняется преждевременное загустевание утяжеленного тампонажного раствора. Взаимодействуя в растворе с продуктами гидратации цемента, стабилизатор ацетально-спиртовый замедляет процесс коагуляционного структурообразования и кристаллизации, что ведет к увеличению времени загустевания и сроков схватывания при умеренных и повышенных температурах. В процессе приготовления не происходит вовлечения воздуха пластификатором (пенообразование), что позволяет получить утяжеленный тампонажный раствор плотностью до 2,26 г/см3.
Сравнительные данные свойств известного состава приведены в табл. 1, а заявляемого утяжеленного раствора в предельных и запредельных значениях компонентов - в табл. 2.
Утяжеленный тампонажный раствор готовят следующим образом. Необходимое количество стабилизатора ацетально-спиртового вводят в пресную воду. Затем на полученной жидкости при непрерывном перемешивании затворяют сухую смесь портландцемента тампонажного и железорудного концентрата в заданных соотношениях для получения утяжеленного тампонажного раствора требуемой плотности.
В представленных экспериментальных данных (табл. 2) использовали портландцемент тампонажный ПЦТ I-50 ГОСТ 1581-96, железорудный концентрат (ЖРК-1) ТУ 0708-029-00158754-97, стабилизатор ацетально-спиртовый (САС) ТУ 6-58-5751766-41-91 и водопроводную воду ГОСТ 2874-82. Плотность сухого порошка железорудного концентрата, определенная с помощью волюметра Ле-Шателье-Кандло, равна 4,61 г/см3.
Определение основных свойств утяжеленного тампонажного раствора и камня производили в соответствии ГОСТ 26798.1-96 "Цементы тампонажные. Методы испытаний". Определение плотности, растекаемости, водоотделения производили при температуре 20±2oC и атмосферном давлении. Для условий умеренных температур испытания производили при 75±3oC и атмосферном давлении, для условий аномально высоких пластовых давлений - при режимной температуре 100±5oC и давлении 50±5 МПа. Растекаемость определяли с помощью формы-конуса, плотность - пикнометром, водоотделение - в мерных цилиндрах, время загустевания до консистенции 30 Вс - на консистометре КЦ-3, сроки схватывания - иглой Вика, прочность при изгибе и сжатии - на испытательной машине МИИ-100 и прессе П-10.
Пример 1. Для приготовления 1000 г утяжеленного тампонажного раствора (состав 1 табл. 2) необходимо взять 7,4 г стабилизатора ацетально-спиртового, ввести в 251,8 г воды. Затем 370,4 г цемента смешать с 370,4 г железорудного концентрата и полученную смесь затворить приготовленной жидкостью известными способами. Далее определяют свойства тампонажного раствора и камня.
Результаты испытаний заявляемых составов приведены в табл. 2. Приготовленный состав 8 имеет плотность 2,26 г/см3, растекаемость 24 см, водоотделение 2,5%. При температуре 100oC и давлении 50 МПа время загустевания 3 ч 15 мин, прочность камня на изгиб - 2,9 МПа, на сжатие 10,1 МПа.
Примеры приготовления заявляемых составов в предельных значениях компонентов (составы 1-9) и запредельных значениях (составы 10-15) приведены в табл. 2 аналогично вышеописанному.
Для выявления отличительных признаков и положительного эффекта изменяли массовые соотношения компонентов в широком диапазоне. Как видно из результатов, заявляемый тампонажный раствор обладает по сравнению с прототипом более высокой плотностью от 2,12 до 2,26 г/см3 и большей растекаемостью 22-25 см, более длительными сроками загустевания, которые проявляются при граничных значениях стабилизатора ацетально-спиртового от 0,15 до 0,74 мас.%, железорудного концентрата от 37,04 до 51,85 мас.% и портландцемента от 22,22 до 37,04 мас. %, достаточной седиментационной устойчивостью при водосодержании от 25,18 до 25,78 мас.%. При этом технологические параметры (сроки схватывания, прочность камня и др.) обеспечивают применение тампонажного раствора.
При содержании в растворе железорудного концентрата менее 37,04 мас.% сокращается время загустевания при температуре 100oC и давлении 50 МПа. Так при содержании в растворе железорудного концентрата 29,63 мас.% (состав 11 табл. 2) время загустевания составляет 30 мин, при содержании железорудного концентрата более 51,85 мас.% снижается прочность камня (состав 10 табл. 2).
При содержании в растворе стабилизатора ацетально-спиртового менее 0,15 мас. % (состав 12 табл. 2) сокращается время загустевания до 70 мин, а содержание более 0,74 мас.% (состав 13 табл. 2) приводит к увеличению водоотделения и снижению прочности камня, при 75oC раствор не схватывается.
При увеличении водосодержания более 25,78 мас.% раствор становится седиментационно неустойчив (состав 14 табл. 2). Так при водосодержании 25,80 мас. % (состав 14 табл. 2) водоотделение 4,2%, а уменьшение водосодержания приводит к быстрому загустеванию.
Предлагаемый утяжеленный тампонажный раствор позволяет повысить качество крепления глубоких скважин и предотвратить газо-, нефте- и водопроявления, имеющие место при цементировании обсадных колонн в зонах аномально высоких пластовых давлений и температур.
Использование материалов - тампонажного портландцемента, железорудного концентрата, стабилизатора ацетально-спиртового и воды позволяет снизить затраты на строительство скважины.
Claims (1)
- Утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, утяжеляющую добавку - железорудный концентрат, пластификатор и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве пластификатора стабилизатор ацетально-спиртовый при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Портландцемент тампонажный - 22,22 - 37,04
Железорудный концентрат - 51,85 - 37,04
Стабилизатор ацетально-спиртовый - 0,74 - 0,15
Вода - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99127941A RU2169252C1 (ru) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Утяжеленный тампонажный раствор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99127941A RU2169252C1 (ru) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Утяжеленный тампонажный раствор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2169252C1 true RU2169252C1 (ru) | 2001-06-20 |
Family
ID=20228924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99127941A RU2169252C1 (ru) | 1999-12-30 | 1999-12-30 | Утяжеленный тампонажный раствор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169252C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455553C1 (ru) * | 2011-01-18 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" | Балластный материал повышенной плотности для подводных магистральных трубопроводов |
RU2468187C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-11-27 | Лонест Холдинг Корп. | Основа отверждаемого тампонажного раствора |
-
1999
- 1999-12-30 RU RU99127941A patent/RU2169252C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БУЛАТОВ А.И., ДАНЮШЕВСКИЙ B.C. Тампонажные материалы, - M.: Недра, 1987, с. 182- 186. КАРИМОВ Н.Х. и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. - М.: Недра, 1977, с.97. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455553C1 (ru) * | 2011-01-18 | 2012-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Балластные трубопроводы СВАП" | Балластный материал повышенной плотности для подводных магистральных трубопроводов |
RU2468187C1 (ru) * | 2011-05-11 | 2012-11-27 | Лонест Холдинг Корп. | Основа отверждаемого тампонажного раствора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1213270B1 (en) | Well cement fluid loss control additive | |
EP1175378B1 (en) | Foamed well cement slurries, additives and methods | |
US7285165B2 (en) | Cement compositions comprising set retarder compositions and associated methods | |
US4569395A (en) | Matrix control cementing slurry | |
US9714372B1 (en) | Well cementing | |
US7470321B2 (en) | Cementing compositions and application thereof to cementing oil wells or the like | |
NO329460B1 (no) | Tilsetningsmiddel til sementblanding, sementblanding samt fremgangsmate for a sementere i underjordiske soner | |
US20070105995A1 (en) | Fluid loss control additives for foamed cement compositions and associated methods | |
CA1158427A (en) | Expansive admixture | |
RU2470979C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
CA1224916A (en) | Non-retarding fluid loss additives for well cementing compositions | |
RU2591058C1 (ru) | Утяжеленный тампонажный раствор | |
RU2169252C1 (ru) | Утяжеленный тампонажный раствор | |
US3998773A (en) | Hydraulic cement composition | |
CA1084683A (en) | Method of making lightweight cement slurries and their uses | |
RU2109924C1 (ru) | Утяжеленный тампонажный раствор | |
US6656263B2 (en) | Lightened cement slurries | |
RU2149981C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
CN109943305A (zh) | 一种生物灰低密度水泥浆及其制备方法 | |
RU2151267C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор | |
RU2717854C1 (ru) | Утяжеленный тампонажный раствор | |
RU2808959C1 (ru) | Тампонажный состав | |
RU2781004C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
RU2170809C1 (ru) | Утяжеленный расширяющийся тампонажный раствор | |
RU2151271C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091231 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151231 |