RU2194844C2 - Base of weighted plugging mortar - Google Patents

Base of weighted plugging mortar Download PDF

Info

Publication number
RU2194844C2
RU2194844C2 RU2001103957A RU2001103957A RU2194844C2 RU 2194844 C2 RU2194844 C2 RU 2194844C2 RU 2001103957 A RU2001103957 A RU 2001103957A RU 2001103957 A RU2001103957 A RU 2001103957A RU 2194844 C2 RU2194844 C2 RU 2194844C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portland cement
weight
weighted
plugging
regulator
Prior art date
Application number
RU2001103957A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001103957A (en
Inventor
С.А. Рябоконь
Л.И. Рябова
Д.Ф. Новохатский
А.Е. Нижник
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
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 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
Priority to RU2001103957A priority Critical patent/RU2194844C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194844C2 publication Critical patent/RU2194844C2/en
Publication of RU2001103957A publication Critical patent/RU2001103957A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: plugging mortars used in cementing of casing strings of oil and gas wells in interval of abnormally high formation pressures and temperatures from 22 to 120 C. SUBSTANCE: base of weighted plugging mortar includes oil-well portland cement with regulator of processing properties and weighting additive in the form of Magbar weighting additive presenting homogeneous mixture of mas.pt. of magnetite and 1 mas.pt. of barite with the following ratio of ingredients, wt.%: portland cement, 25-40; Magbar, 60-75; regulator of processing properties, 0-4 of portland cement weight. Base of weighted plugging mortar may contain expanding additive of magnesium oxide MgO, calcium oxide CaO, gypsum in amount of 0-4% of portland cement weight. Regulator of processing properties may be used in the form of reducer of plugging mortar water loss - sulfocell, carboxymethyl cellulose in amount of 0-1.0% of portland cement weight, or reagents in the form of retarders-plasticizers nitrilotrimethylenephosphoric acid NTF, C-3 in amount of 0-0.5% of portland cement weight. Technical result of said invention consists in trouble-free cementing of casing strings in zone of abnormally high formation pressure, brine, mineralized water, fresh water due to higher sedimentation stability, earlier strength of plugging stone within wide temperature range from 35 to 120 C, high density up to 2.5 g/cu.cm with simultaneous provision of the remaining parameters of mortar and stone such as water loss, pumpability, resistance to corrosion. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 4 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к тампонажным составам, используемым при цементировании обсадных колонн нефтяных и газовых скважин в интервале аномально высоких пластовых давлений (АВПД) и температур от 22 до 120oС.The invention relates to grouting compositions used in cementing casing strings of oil and gas wells in the range of abnormally high formation pressures (AHP) and temperatures from 22 to 120 o C.

Известен утяжеленный тампонажный состав, содержащий портландцемент, шлак и утяжеляющую добавку - железорудный концентрат (УЦГ, УШЦ) (Новохатский Д.Ф. Специальные тампонажные материалы, Бурение, 6, М. 1972 г. с. 14). Known weighted grouting composition containing Portland cement, slag and a weighting additive - iron ore concentrate (UTsG, USTs) (Novokhatsky DF Special grouting materials, Drilling, 6, M. 1972, p. 14).

Известен утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент, утяжеляющую добавку и воду (цемент, барит 50:50) (Тампонажные смеси для скважин с аномальными давлениями., Каримов Н.Х., Хахаев Б.Н. и др. М.:Недра, 1977 г. с. 97). Known weighted grouting mortar, including Portland cement, a weighting additive and water (cement, barite 50:50) (Grouting mixtures for wells with abnormal pressures., Karimov N.Kh., Khakhaev B.N. et al. M.: Nedra, 1977 city of p. 97).

Недостатком известных утяжеленных растворов является преждевременное загустевание, уменьшение времени прокачивания, большой водоотстой - седиментационная неустойчивость системы и снижение плотности до 2,2 г/см3.A disadvantage of the known weighted solutions is premature thickening, a decrease in pumping time, a large sludge - sedimentation instability of the system and a decrease in density to 2.2 g / cm 3 .

Ближайший из аналогов - основа утяжеленного тампонажного раствора, состоящая из портландцемента, утяжеляющей добавки и реагента регулятора сроков схватывания. Патент РФ 2109924, Е 21 В 33/138, 2000 г. The closest of the analogues is the base of a heavier grouting mortar consisting of Portland cement, a weighting additive and a setting agent reagent. RF patent 2109924, Е 21 В 33/138, 2000

Недостатками этой основы утяжеленного тампонажного раствора являются большое водоотделение (до 2,0%) - седиментационная неустойчивость, низкая адгезия, низкие прочностные характеристики тампонажного камня при температурах до 75oС, вспенивание раствора во время его приготовления.The disadvantages of this base weighted grouting mortar are large water separation (up to 2.0%) - sedimentation instability, low adhesion, low strength characteristics of the groutstone at temperatures up to 75 o C, foaming of the solution during its preparation.

Задачей изобретения является создание основы утяжеленного тампонажного раствора, обеспечивающего безаварийный процесс цементирования обсадных колонн в зоне аномально высоких пластовых давлений, рапы, минерализованной воды, пресной воды за счет повышения седиментационной устойчивости, раннюю прочность тампонажного камня в широком диапазоне температур от 35 до 120oС, высокую плотность - до 2,5 г/см3, при одновременном обеспечении остальных технологических параметров раствора и камня - водоотдача, прокачиваемость, адгезия, коррозионная стойкость.The objective of the invention is to create the basis of a heavy cement slurry, ensuring a trouble-free cementing process for casing strings in the zone of abnormally high formation pressures, brines, saline water, fresh water by increasing sedimentation stability, early cement slurry strength over a wide temperature range from 35 to 120 o С, high density - 2.5 g / cm 3, while ensuring the remaining solution and technological parameters stone - fluid loss, pumpability, adhesion, corrosion with oykost.

Поставленная цель достигается за счет того, что основа утяжеленного тампонажного раствора, включающая тампонажный портландцемент с регулятором технологических свойств и утяжеляющую добавку, содержит в качестве утяжеляющей добавки Магбар, представляющий гомогенную смесь 1 мас.ч. магнетита и 1 мас.ч. барита при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
Указанный портландцемент - 25-40
Магбар - 60-75
Регулятор технологических свойств - 0-4% от веса портландцемента
Основа утяжеленного тампонажного раствора в качестве регулятора технологических свойств может содержать расширяющуюся добавку оксида магния MgO, оксида кальция СаО, гипса в количестве 0-4% от веса портландцемента.
This goal is achieved due to the fact that the base of the heavier grouting mortar, including grouting Portland cement with a technological properties regulator and a weighting additive, contains Magbar as a weighting additive, which represents a homogeneous mixture of 1 wt.h. magnetite and 1 parts by weight barite in the following ratios of ingredients, wt.%:
Specified Portland cement - 25-40
Magbar - 60-75
Regulator of technological properties - 0-4% by weight of Portland cement
The basis of a heavy cement slurry as a regulator of technological properties may contain an expanding additive of magnesium oxide MgO, calcium oxide CaO, gypsum in an amount of 0-4% by weight of Portland cement.

Основа утяжеленного тампонажного раствора в качестве регулятора технологических свойств может содержать понизитель водоотдачи тампонажного раствора сульфоцелл, карбоксиметилцеллюлозу - КМЦ в количестве от 0-1,0% от веса портландцемента. The basis of a heavier grouting mortar as a regulator of technological properties may contain sulfocell grouting fluid loss reducer, carboxymethyl cellulose - CMC in an amount of 0-1.0% by weight of Portland cement.

Основа утяжеленного тампонажного раствора в качестве регулятора технологических свойств содержит реагенты замедлители - пластификаторы нитрилотриметиленфосфоновую кислоту НТФ, С-3 в количестве 0-0,5% от веса портландцемента. The basis of a heavy grouting mortar as a regulator of technological properties contains moderator reagents - plasticizers nitrilotrimethylene phosphonic acid NTF, C-3 in an amount of 0-0.5% by weight of Portland cement.

Основа утяжеленного тампонажного раствора содержит понизитель водоотдачи тампонажного раствора сульфацелл, КМЦ или другие реагенты в количестве от 0 до 1,0% от массы цемента. The basis of the heavier grouting mortar contains a fluid loss reducer of grouting sulphacell grout, CMC or other reagents in an amount of 0 to 1.0% by weight of cement.

Основа утяжеленного тампонажного раствора содержит замедлители-пластификаторы НТФ, С-3 и др. в количестве 0-0,5% от массы цемента. The basis of the heavy cement slurry contains retarders, plasticizers NTF, S-3, etc. in the amount of 0-0.5% by weight of cement.

Утяжелитель баритово-магнетитовый (Магбар) на базе Лебединского ГОК железорудного концентрата изготавливается по ТУ 39-00147001-185-99 на Ильском заводе "Утяжелитель" при ОАО "НПО" "Бурение" (а.с. 1006468 и а.с. 1213060) предназначен для нейтрализации сероводорода и повышения плотности буровых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин. Магбар имеет плотность 4,4 г/см3.Barite-magnetite weighting compound (Magbar) based on the Lebedinsky GOK of iron ore concentrate is manufactured according to TU 39-00147001-185-99 at the Ilsky plant "Weighting" at JSC "NPO" Burenie "(AS 1006468 and AS 1213060) Designed to neutralize hydrogen sulfide and increase the density of drilling fluids when drilling oil and gas wells. Magbar has a density of 4.4 g / cm 3 .

В предлагаемом изобретении Магбар позволяет получить седиментационно-устойчивый утяжеленный тампонажный раствор с нулевым водоотстоем, перекрывающий соленосные, рапопроявляющие и пресные горизонты с АВДП, имеющие динамическую температуру 35-50oС и выше, с прочностью камня и адгезию к породе и трубе и плотностью раствора выше 2,5 г/см3.In the present invention, Magbar makes it possible to obtain a sedimentation-resistant weighted grouting mortar with zero water sludge, overlapping saline, hay-producing and fresh horizons with AWP having a dynamic temperature of 35-50 o C and above, with stone strength and adhesion to the rock and pipe and the density of the mortar is higher 2.5 g / cm 3 .

Основа утяжеленного тампонажного раствора готовится путем тщательного перемешивания тампонажного портландцемента (ПТЦ) и Магбара, и при необходимости, регуляторов технологических свойств. Например, опыт 8, табл. 3: 30,0 г портландцемента + 70,0 г Магбара. Приготовление однородной основы утяжеленного тампонажного состава может производиться как в заводских условиях, так и в условиях скважин. При приготовлении основы утяжеленного тампонажного раствора необходима трехразовая перетарка приготавливаемой смеси. В качестве регуляторов технологических свойств основы утяжеленного тампонажного раствора могут применяться понизители водоотдачи, ускорители, замедлители, расширяющиеся добавки. Эти регуляторы можно вводить на стадии приготовления основы на заводе или во время приготовления раствора на скважине. The basis of the weighted grouting mortar is prepared by thoroughly mixing the grouting Portland cement (PTC) and Magbar, and, if necessary, regulators of technological properties. For example, experiment 8, table. 3: 30.0 g of Portland cement + 70.0 g of Magbar. The preparation of a homogeneous base of a heavier grouting composition can be carried out both in the factory and in well conditions. When preparing the basis of a heavy grouting mortar, a three-time repacking of the prepared mixture is necessary. As regulators of the technological properties of the base of a heavy grouting mortar, fluid loss reducers, accelerators, moderators, and expanding additives can be used. These regulators can be entered at the stage of preparation of the base at the factory or during the preparation of the solution in the well.

Определение основных свойств утяжеленного тампонажного раствора и камня производят в соответствии с ГОСТами. "Цементы тампонажные", Методы испытаний". Определение плотности, растекаемости, водоотделение производят при 20±2oС и атмосферном давлении.The determination of the basic properties of a weighted grouting mortar and stone is carried out in accordance with GOSTs. "Cement grouting", Test methods. "Determination of density, spreadability, water separation is carried out at 20 ± 2 o C and atmospheric pressure.

Для условий умеренных температур испытания производят при 75oС и атмосферном давлении. Для условий АВПД - при режимах температур 100-140oС и давлении 50 МПа. Растекаемость определяют по конусу АзНИИ, плотность пикнометром, коэффициент водоотделения в мерном цилиндре, сроки схватывания иглой Вика, время загустевания на консистометре КЦ-3, пределы прочности камня при изгибе и сжатии на испытательной машине МИИ-100 и прессе ПСУ-10.For conditions of moderate temperatures, tests are carried out at 75 o C and atmospheric pressure. For the conditions of automatic pressure transfer - at temperatures of 100-140 o C and a pressure of 50 MPa. Spreadability is determined by the cone of the AzNII, the density of the pycnometer, the coefficient of water separation in the graduated cylinder, the setting time with a Vika needle, the thickening time on the KC-3 consistometer, the strength of the stone during bending and compression on the MII-100 testing machine and the PSU-10 press.

Пример. Для приготовления 1 кг утяжеленного раствора (состав 6, табл. 2) смешивают 400 г ПТЦ с 600 г Магбара и полученную сухую смесь затворяют жидкостью затворения (солевая смесь 3) известным способом. Состав перемешивают 3 мин, после чего определяют плотность, растекаемость, сроки схватывания. Example. To prepare 1 kg of a weighted solution (composition 6, table. 2) 400 g of PTC are mixed with 600 g of Magbar and the resulting dry mixture is closed with a mixing liquid (salt mixture 3) in a known manner. The composition is stirred for 3 minutes, after which the density, spreadability, and setting time are determined.

Камень испытывают на прочность через 24 ч твердения при режимных температурах и давлении. The stone is tested for strength after 24 hours of hardening at operating temperatures and pressure.

Результаты испытаний приведены в табл. 1-4. Плотность раствора 2,44 г/см3, сроки схватывания при 22oС: 9 ч 40 м - начало, 11 ч 00 м - конец.The test results are given in table. 1-4. The density of the solution is 2.44 g / cm 3 , the setting time at 22 o C: 9 h 40 m - the beginning, 11 h 00 m - the end.

Для цементирования колонн, перекрывающих соленосные и рапопроявляющие горизонты, имеющие динамические температуры 35-50oС, в качестве жидкости затворения предложены солевые растворы составов 1, 2, 3 различной плотности.For cementing columns that overlap saline and brine-developing horizons having dynamic temperatures of 35-50 o C, salt solutions of compositions 1, 2, 3 of different densities are proposed as mixing liquids.

Как видно из табл. 2, 3, при соотношении ПЦТ: Магбар (30-25):(70:75) плотность тампонажного раствора возможно повысить до 2,57 г/см3.As can be seen from the table. 2, 3, with the ratio of PCT: Magbar (30-25) :( 70:75) the density of the cement slurry can be increased to 2.57 g / cm 3 .

Прочность при изгибе цементного камня при температуре 22oС через 2 сут. составляет 0,9-1,3 МПа, а при температуре 35oС - 0,9-1,8 МПа, при температуре 50oС - 0,9-1,4 МПа.Strength in bending of cement stone at a temperature of 22 o C after 2 days. is 0.9-1.3 MPa, and at a temperature of 35 o C - 0.9-1.8 MPa, at a temperature of 50 o C - 0.9-1.4 MPa.

При содержании в основе утяжеленного тампонажного раствора 40% ПЦТ плотность раствора ниже 2,5 г/см3.When the content of the weighted cement slurry is 40% PCT, the density of the solution is below 2.5 g / cm 3 .

Реагенты замедлители выбирают, исходя из требуемых сроков схватывания и времени загустевания. Moderator reagents are selected based on the required setting time and thickening time.

Предлагаемая основа утяжеленного тампонажного раствора позволяет повысить качество крепления глубоких скважин и предотвратить газонефтепроявления, имеющие место при цементировании обсадных колонн в зонах аномально высоких пластовых давлений в диапазоне температур от 20 до 120oС за счет высокой седиментационной устойчивости, адгезии и регулируемых технологических свойств раствора и камня.The proposed base of a heavy cement slurry can improve the quality of deep well attachment and prevent gas and oil occurrences that occur when cementing casing strings in areas of abnormally high reservoir pressures in the temperature range from 20 to 120 o C due to the high sedimentation stability, adhesion and adjustable technological properties of the mortar and stone .

Изобретение содержит ноу-хау. The invention contains know-how.

Claims (3)

1. Основа утяжеленного тампонажного раствора, включающая тампонажный портландцемент с регуляторами технологических свойств и утяжеляющую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве утяжеляющей добавки Магбар, представляющий гомогенную смесь 1 м. ч. магнетита и 1 м. ч. барита при следующих соотношениях ингредиентов, мас. %:
Указанный портландцемент - 25-40
Магбар - 60-75
Регуляторы технологических свойств - 0-4 от веса портландцемента
2. Основа утяжеленного тампонажного раствора по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве регулятора технологических свойств она содержит расширяющуюся добавку оксида магния MgO, оксида кальция СаО, гипса в количестве 0-4% от веса портландцемента.
1. The basis of the weighted grouting mortar, including grouting Portland cement with process controllers and a weighting additive, characterized in that it contains Magbar as a weighting additive, which is a homogeneous mixture of 1 parts by weight of magnetite and 1 parts by weight of barite in the following ratios of ingredients wt. %:
Specified Portland cement - 25-40
Magbar - 60-75
Regulators of technological properties - 0-4 by weight of Portland cement
2. The basis of the weighted grouting mortar according to claim 1, characterized in that as a regulator of technological properties it contains an expanding additive of magnesium oxide MgO, calcium oxide CaO, gypsum in an amount of 0-4% by weight of Portland cement.
3. Основа утяжеленного тампонажного раствора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве регулятора технологических свойств она содержит понизитель водоотдачи тампонажного раствора сульфоцелл, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ в количестве 0-1,0% от веса портландцемента. 3. The basis of the weighted grouting mortar according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a sulfocell grouting fluid loss reducer, CMC carboxymethyl cellulose in an amount of 0-1.0% by weight of Portland cement as a regulator of technological properties. 4. Основа утяжеленного тампонажного раствора по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что в качестве регулятора технологических свойств она содержит реагенты замедлители - пластификаторы нитрилотриметиленфосфоновую кислоту НТФ, С-3 в количестве 0-0,5% от веса портландцемента. 4. The basis of the heavy grouting mortar according to claim 1, 2, or 3, characterized in that it contains moderating agents as moderator of the technological properties — plasticizers nitrilotrimethylene phosphonic acid NTF, C-3 in an amount of 0-0.5% by weight of Portland cement .
RU2001103957A 2001-02-12 2001-02-12 Base of weighted plugging mortar RU2194844C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103957A RU2194844C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Base of weighted plugging mortar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103957A RU2194844C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Base of weighted plugging mortar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2194844C2 true RU2194844C2 (en) 2002-12-20
RU2001103957A RU2001103957A (en) 2003-01-27

Family

ID=20245939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001103957A RU2194844C2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Base of weighted plugging mortar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194844C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468187C1 (en) * 2011-05-11 2012-11-27 Лонест Холдинг Корп. Base of curable grouting mortar

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468187C1 (en) * 2011-05-11 2012-11-27 Лонест Холдинг Корп. Base of curable grouting mortar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1213270B1 (en) Well cement fluid loss control additive
CA2347348C (en) Methods of cementing subterranean zones
CA2071722C (en) Composition and method for cementing a well
US5417759A (en) Set retarding additive for cement slurries
EP1473285A1 (en) Dispersant and fluid loss control additive for well cement
EP0595660A2 (en) Fluid loss reducing additive for cement compositions
EP0261883A2 (en) Well cementing compositons
US7357834B2 (en) Cement composition for use with a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent
RU2194844C2 (en) Base of weighted plugging mortar
US4223733A (en) Method for cementing oil wells
WO2007051971A1 (en) Fluid loss control additives for foamed cement compositions and associated methods
RU2319722C1 (en) Polymer-cement grouting mortar
SU1465544A1 (en) Lightweight plugging composition
RU2733584C1 (en) Grouting mortar
RU2468058C1 (en) Weighted grouting gypsum mixture
RU2813584C1 (en) Porous expanding cement material
RU2717854C1 (en) Weighted grouting mortar
RU2807721C1 (en) Cementing mixture
RU2151271C1 (en) Light grouting mortar
RU2301823C2 (en) Expandable plugging material
SU1654539A1 (en) Grouting mortar
SU1657616A1 (en) High-density grouting mortar
RU2127798C1 (en) Gypsum-cement plugging mixture
CA2438654C (en) Composition and method for cementing a well
RU2132447C1 (en) Plugging compound

Legal Events

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

Effective date: 20100213