RU2295554C1 - Plugging material and a method for preparation thereof - Google Patents

Plugging material and a method for preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2295554C1
RU2295554C1 RU2006103165/03A RU2006103165A RU2295554C1 RU 2295554 C1 RU2295554 C1 RU 2295554C1 RU 2006103165/03 A RU2006103165/03 A RU 2006103165/03A RU 2006103165 A RU2006103165 A RU 2006103165A RU 2295554 C1 RU2295554 C1 RU 2295554C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starch
containing reagent
magnesium chloride
sodium tripolyphosphate
plugging material
Prior art date
Application number
RU2006103165/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Михайлович Толкачев (RU)
Георгий Михайлович Толкачев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority to RU2006103165/03A priority Critical patent/RU2295554C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2295554C1 publication Critical patent/RU2295554C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: invention relates to expandable plugging materials and can find use in cementation of drill string-casing annulus in oil and gas wells within temperature range 10-30°C. Plugging material, wt %: caustic magnesite powder 48.61-50.43, magnesium chloride 12.75-13.80, sodium tripolyphosphate 1.00-1.96, double superphosphate 0.25-0.50, starch-containing reagent 0.12-0.37, and water - the balance, wherein magnesium chloride utilized is bischofite and starch-containing reagent is extrusion starch-containing reagent or modified swellable starch-containing reagent. In a plugging material preparation method involving tempering of dry mix based on caustic magnesite powder with tempering liquid, said dry mix is a mix composed of caustic magnesite powder, sodium tripolyphosphate, and starch-containing reagent, while tempering liquid is magnesium chloride solution supplemented by double superphosphate. As a result, plugging material is obtained based on magnesia binder, whose solution is characterized by acceptable thickening time values and setting times, high sedimentation stability combined with processibility of preparation thereof, while cement stone is characterized by high mechanical strength and elevated values of expansion, which, in absence of water and air moisture, ensures formation of strong and fluid-impermeable contact with both casing strings within annulus.
EFFECT: enhanced plugging material preparation efficiency and improved cement stone characteristics.
4 cl, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к расширяющимся тампонажным материалам и способам их получения, и могут быть использованы при строительстве скважин, а именно, при цементировании межколонного пространства и обсадных колонн в интервалах безводной части вскрытого разреза в нефтяных и газовых скважинах в температурном диапазоне 10-30°С.The invention relates to the oil and gas industry, namely to expanding cementing materials and methods for their preparation, and can be used in well construction, namely, in cementing the annulus and casing strings in the intervals of the anhydrous part of an open section in oil and gas wells in a temperature range of 10 -30 ° C.

Известны расширяющиеся тампонажные материалы на основе портландцементного клинкера с добавками, например, гипсоглиноземистого цемента, выпускаемые в промышленных масштабах по ТУ 5734-004-002066492-02 "Цемент тампонажный расширяющийся облегченный для арктических условий" и по ТУ 5736-002-00282205-98 "Цемент тампонажный арктический".Expanding grouting materials based on Portland cement clinker with additives, for example, gypsum-alumina cement, are commercially available according to TU 5734-004-002066492-02 "Expandable cement grouting lightweight for arctic conditions" and TU 5736-002-00282205-98 "Cement cement arbor ".

Недостатком известных тампонажных материалов является то, что расширяющийся цементный камень они формируют только в условиях подпитки пластовыми водами, содержащимися в породах, слагающих стенки скважины. При отсутствии доступа воды к тампонажному раствору, размещенному в кольцевом межколонном пространстве, как правило, формируется цементный камень, характеризующийся невысокой прочностью и отсутствием объемного расширения, а чаще - усадкой. В результате между цементным камнем и обсадными трубами образуются микрозазоры, наличие которых исключает возможность обеспечить герметичность крепи межколонного пространства в глубоких скважинах. Следствием некачественного цементирования являются многочисленные случаи аварий и осложнений по причине поступления пластовых флюидов (нефть, газ) по межколонному пространству к устью добывающих скважин, ускоренная коррозия обсадных труб, возникновение экологических проблем в районе дислокации нефтедобывающих объектов.A disadvantage of the well-known grouting materials is that they form expanding cement stone only under conditions of replenishment with formation water contained in the rocks composing the well walls. In the absence of water access to the grouting mortar placed in the annular annular space, as a rule, a cement stone is formed, characterized by low strength and the absence of volume expansion, and more often - shrinkage. As a result, micro-gaps are formed between the cement stone and the casing, the presence of which eliminates the possibility of ensuring the tightness of the annular support in deep wells. Poor cementing results in numerous accidents and complications due to formation fluids (oil, gas) flowing through the annulus to the mouth of production wells, accelerated casing corrosion, and environmental problems in the area where oil production facilities are located.

Другой существенной проблемой, возникающей из-за некачественного цементирования межколонного пространства (наличие в нем зазоров между недостаточно прочным цементным камнем и обсадными трубами), является невозможность в этих условиях применения метода акустической цементометрии (АКЦ), благодаря которому оценивают состояние во времени крепи за внешней обсадной колонной. В результате невозможно своевременно принимать меры, исключающие возникновение аварийных ситуаций.Another significant problem arising due to poor-quality cementing of the annular space (the presence of gaps in it between insufficiently strong cement stone and casing pipes) is the impossibility of applying the acoustic cementometry (ACC) method under these conditions, due to which the condition in time of supporting the external casing is estimated the column. As a result, it is impossible to take timely measures to exclude the occurrence of emergency situations.

Также известен тампонажный материал, содержащий следующие ингредиенты, мас.%: каустический магнезит 48,54-53,24; хлорид магния 23,97-27,89; щелок черный моносульфитный 2,44-4,89; вода - остальное (Патент РФ №2060360, кл. Е 21 В 33/138, 1994).Grouting material is also known, containing the following ingredients, wt.%: Caustic magnesite 48.54-53.24; magnesium chloride 23.97-27.89; black monosulfite liquor 2.44-4.89; water - the rest (RF Patent No. 2060360, CL E 21 B 33/138, 1994).

Однако указанный известный тампонажный материал имеет короткие сроки загустевания и схватывания, не является расширяющимся и поэтому не может быть использован для формирования герметичной крепи в межколонном пространстве.However, the specified well-known cementing material has a short time of thickening and setting, is not expandable and therefore cannot be used to form a tight lining in the annular space.

Высокое качество цементирования межколонного пространства, защита обсадных труб от коррозионного разрушения и возможность контроля во времени состояния крепи за внешней колонной могут быть достигнуты только применением тампонажных материалов, раствор которых седиментационно устойчив, а цементный камень характеризуется повышенной прочностью в условиях отсутствия доступа к нему воды и влаги воздуха, и при этом обладает величиной объемного расширения, достаточной для создания давления его скелета на ограничивающие поверхности (стенки) обсадных труб.High quality cementing of annular space, protection of casing from corrosion damage and the ability to control the condition of the lining behind the external column in time can be achieved only by the use of grouting materials, the solution of which is sedimentation stable, and cement stone is characterized by increased strength in the absence of access to water and moisture air, and at the same time possesses a volume expansion volume sufficient to create pressure of its skeleton on bounding surfaces (wall i) casing pipes.

Также известен тампонажный материал (Авторское свидетельство СССР №1183660, кл. Е 21 В 33/138, от 1983 г.), содержащий следующие ингредиенты, мас.%:Grouting material is also known (USSR Author's Certificate No. 1183660, class E 21 B 33/138, dated 1983), containing the following ingredients, wt.%:

Каустический магнезитCaustic Magnesite

(порошок магнезитовый каустический)(caustic magnesite powder) 43-45,943-45.9 Хлористый магнийMagnesium chloride 15,6-17,015.6-17.0 Триполифосфат натрияSodium Tripolyphosphate 0,45-3,00.45-3.0 ВодаWater остальноеrest

Этот тампонажный материал может обеспечить более высокое качество крепления скважин в межколонном пространстве по сравнению с тампонажными материалами на основе портландцемента.This grouting material can provide a higher quality of well attachment in the annulus compared to grouting materials based on Portland cement.

Недостатками указанного известного тампонажного материала являются короткие сроки загустевания и схватывания, пониженная седиментационная устойчивость раствора, а также недостаточно высокие значения объемного расширения цементного камня, формирующегося в условиях отсутствия свободного доступа к нему воды и влаги воздуха. В совокупности эти недостатки приводят к ухудшению качества цементирования межколонного пространства в нефтяных и газовых скважинах и препятствуют эффективному применению известного тампонажного материала.The disadvantages of this well-known grouting material are short terms of thickening and setting, reduced sedimentation stability of the mortar, as well as insufficiently high values of the volumetric expansion of cement stone formed in the absence of free access to it of water and air moisture. Together, these shortcomings lead to a deterioration in the quality of cementing the annular space in oil and gas wells and impede the effective use of well-known cementing material.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является тампонажный материал, содержащий магнезит каустический, триполифосфат натрия, суперфосфат двойной, крахмальный реагент, шлам производства магния и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч: магнезит каустический - 0,5; триполифосфат натрия - 0,06; суперфосфат двойной - 0,02; крахмальный реагент - 0,007; шлам производства магния - 1 и вода - 0,67 (заявка РФ №2003105775, опубл. 20.12.2004, описание 11 с.).The closest to the claimed invention by technical essence is a grouting material containing caustic magnesite, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, starch reagent, sludge from magnesium production and water in the following ratio of ingredients, parts by weight: caustic magnesite - 0.5; sodium tripolyphosphate - 0.06; double superphosphate - 0.02; starch reagent - 0.007; the slurry of magnesium production is 1 and water is 0.67 (RF application No. 2003105775, publ. 12/20/2004, description 11 pp.).

Однако указанный известный материал характеризуется следующими недостатками:However, this known material is characterized by the following disadvantages:

- необходимостью обеспечения специальных мер безопасности при работе с порошкообразным шламом магниевого производства, содержащим безводный хлористый магний, который при контакте с увлажненной кожей и слизистыми оболочками глаз и дыхательных путей вызывает термический ожог;- the need to provide special safety measures when working with powdered slurry of magnesium production containing anhydrous magnesium chloride, which, when in contact with moistened skin and mucous membranes of the eyes and respiratory tract, causes a thermal burn;

- высокой гигроскопичностью порошкообразного шлама магниевого производства, что не позволяет проводить работы по приготовлению сухого тампонажного материала в условиях повышенной влажности окружающего воздуха. В результате контакта приготовленного материала с влагой воздуха происходит быстрая потеря им химической активности, его комкование и схватывание;- high hygroscopicity of powdered slurry of magnesium production, which does not allow for the preparation of dry cement material in conditions of high humidity. As a result of the contact of the prepared material with air moisture, it rapidly loses its chemical activity, clumps and sets;

- сложностью регулирования технологических свойств раствора этого материала (время загустевания, сроки схватывания) по причине крайне непостоянного состава шлама производства магния, а также наличия в нем безводного хлористого магния, вызывающего при затворении водой резкий рост температуры (до 100°С) реакционной массы тампонажного раствора, что, в свою очередь, приводит к быстрому повышению значений реологических показателей раствора до технологически не приемлемых для использования раствора по прямому назначению (приготовлению, осреднению, закачке и продавке в скважину). Это объясняется моментальным "завариванием" крахмального реагента и лавинообразным образованием оксихлоридов с участием химически высокоактивного при такой температуре каустического магнезита. Сокращение же количества каустического магнезита в системе с целью получения тампонажного раствора с требуемыми значениями реологических показателей применительно к условиям солевого разреза приводит к увеличению сроков схватывания цементного раствора и формированию цементного камня с низкими прочностными и адгезионными характеристиками, а также с высокой газоводопроницаемостью;- the complexity of regulating the technological properties of the solution of this material (thickening time, setting time) due to the extremely variable composition of the slurry of magnesium production, as well as the presence of anhydrous magnesium chloride in it, which causes a sharp increase in temperature (up to 100 ° C) of the cement slurry reaction mass , which, in turn, leads to a rapid increase in the rheological values of the solution to technologically unacceptable for the use of the solution for its intended purpose (preparation, filling, pumping and selling into the well). This is explained by the instant “brewing” of starch reagent and the avalanche-like formation of oxychlorides with the participation of caustic magnesite chemically highly active at this temperature. Reducing the amount of caustic magnesite in the system in order to obtain a cement slurry with the required values of rheological parameters in relation to the conditions of the salt section leads to an increase in the setting time of the cement mortar and the formation of cement stone with low strength and adhesive characteristics, as well as with high gas permeability;

- наличием в цементном камне химически не связанных легкорастворимых хлоридов калия и натрия, а также периклаза, резко снижающих коррозионную стойкость цементного камня в условиях контакта с пластовыми водами;- the presence in the cement stone of chemically unrelated readily soluble chlorides of potassium and sodium, as well as periclase, which sharply reduce the corrosion resistance of the cement stone in contact with formation water;

- шлам производства магния является комовым материалом, что не дает возможность использовать его для приготовления тампонажного материала без предварительного помола, представляющего собой экологически опасный производственный процесс. Учитывая вышеизложенное, указанный известный тампонажный материал практически невозможно использовать в промысловых условиях.- the slurry of magnesium production is lumpy material, which makes it impossible to use it for the preparation of grouting material without preliminary grinding, which is an environmentally hazardous production process. Given the foregoing, the specified well-known cementing material is almost impossible to use in the field.

Известен способ приготовления тампонажного материала путем затворения сухой смеси, содержащей каустический магнезит (порошок магнезитовый каустический) и триполифосфат натрия, жидкостью затворения, представляющей собой водный раствор хлористого магния (Авторское свидетельство СССР №1183660, кл. Е 21 В 33/138, от 1983 г.).A known method of preparing cement material by mixing a dry mixture containing caustic magnesite (caustic magnesite powder) and sodium tripolyphosphate, a mixing liquid, which is an aqueous solution of magnesium chloride (USSR Author's Certificate No. 1183660, class E 21 B 33/138, from 1983 g .).

Однако тампонажный материал, полученный указанным известным способом, характеризуется рядом недостатков:However, grouting material obtained by the specified known method, is characterized by several disadvantages:

- короткими сроками загустевания и схватывания,- short terms of thickening and setting,

- пониженной седиментационной устойчивостью раствора,- reduced sedimentation stability of the solution,

- недостаточно высокими значениями объемного расширения цементного камня, формирующегося в условиях отсутствия свободного доступа к нему воды и влаги воздуха.- insufficiently high values of the volume expansion of cement stone, which is formed in the absence of free access to water and moisture in the air.

Единый технический результат, достигаемый предлагаемыми изобретениями, заключается в получении магнезиального тампонажного материала, раствор которого характеризуется приемлемыми значениями сроков загустевания и схватывания, высокой седиментационной устойчивостью, а формирующийся из него в условиях отсутствия доступа воды и влаги воздуха расширяющийся цементный камень - необходимыми значениями увеличения объема, повышенными значениями механической прочности и прочности его сцепления со стенками обсадных труб, при одновременном обеспечении технологичности его приготовления.A single technical result achieved by the proposed inventions is to obtain a magnesia grouting material, the solution of which is characterized by acceptable values of the thickening and setting time, high sedimentation stability, and expanding cement stone formed from it in the absence of access to water and air humidity - the necessary values of volume increase, increased values of mechanical strength and the strength of its adhesion to the walls of the casing, while ensuring the manufacturability of its preparation.

Указанный технический результат обеспечивается предлагаемым тампонажным материалом, содержащим порошок магнезитовый каустический, хлористый магний, триполифосфат натрия, суперфосфат двойной, крахмалосодержащий реагент и воду, при этом соотношение ингредиентов следующее, мас.%:The specified technical result is provided by the proposed grouting material containing caustic magnesite powder, magnesium chloride, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, starch-containing reagent and water, while the ratio of ingredients is as follows, wt.%:

порошок магнезитовый каустическийcaustic magnesite powder 48,61-50,4348.61-50.43 хлористый магнийmagnesium chloride 12,75-13,8012.75-13.80 триполифосфат натрияsodium tripolyphosphate 1,00-1,961.00-1.96 суперфосфат двойнойsuperphosphate double 0,25-0,500.25-0.50 крахмалосодержащий реагентstarchy reagent 0,12-0,370.12-0.37 водаwater остальноеrest

В качестве хлористого магния используют бишофит.Bischofite is used as magnesium chloride.

В качестве крахмалосодержащего реагента материал содержит экструзионный крахмалосодержащий реагент марки ЭКР или реагент модифицированный набухающий крахмалосодержащий марки РМНК-2.As a starch-containing reagent, the material contains an extruded starch-containing reagent of the ECR brand or a modified swelling starch-containing reagent of the RMNK-2 brand.

Для достижения единого технического результата для заявляемой группы изобретений предлагается способ приготовления тампонажного материала путем затворения сухой смеси на основе порошка магнезитового каустического жидкостью затворения, при этом для приготовления указанного тампонажного материала в качестве сухой смеси используют смесь, состоящую из порошка магнезитового каустического, триполифосфата натрия и крахмалосодержащего реагента, а в качестве жидкости затворения готовят водный раствор хлористого магния с последующим введением в него суперфосфата двойного.To achieve a single technical result for the claimed group of inventions, a method for preparing cement slurry by mixing a dry mixture based on a magnesite caustic powder with a mixing fluid is proposed, while for preparing said grouting material, a mixture consisting of caustic magnesite powder, sodium tripolyphosphate and starch-containing powder is used reagent, and as a mixing liquid an aqueous solution of magnesium chloride is prepared followed by by adding double superphosphate to it.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет следующего.The achievement of the specified technical result is ensured by the following.

При вводе в предлагаемый тампонажный материал двойного суперфосфата и крахмалосодержащего реагента при их заявленном количественном соотношении, по-видимому, образуются комплексные соединения, обладающие высокой агрегативной устойчивостью в концентрированных растворах хлористого магния, которые, взаимодействуя с наиболее активными зернами порошка магнезитового каустического, образуют на их поверхности слаборастворимые комплексы, замедляющие процесс гидратации.When double superphosphate and starch-containing reagent are introduced into the proposed grouting material at their stated quantitative ratio, complex compounds are apparently formed that have high aggregate stability in concentrated solutions of magnesium chloride, which, interacting with the most active grains of caustic magnesia powder, form on their surface slightly soluble complexes that slow down the hydration process.

Повышенное значение объемного (скелетного) расширения цементного камня предложенного материала, по-видимому, объясняется более эффективным расширяющим действием триполифосфата натрия, взятого в предложенном количественном соотношении, при замедлении процесса структурообразования цементного камня.The increased value of the volume (skeletal) expansion of the cement stone of the proposed material is apparently due to the more effective expanding effect of sodium tripolyphosphate, taken in the proposed quantitative ratio, while slowing down the process of structure formation of cement stone.

Способ приготовления предлагаемого тампонажного материала в промысловых условиях осуществляется следующим образом:A method of preparing the proposed cementing material in the field is as follows:

- предварительно с использованием серийной цементосмесительной техники готовят сухую смесь, содержащую в указанных количествах порошок магнезитовый каустический, триполифосфат натрия и крахмалосодержащий реагент;- preliminary, using a serial cement mixing technique, a dry mixture is prepared containing caustic magnesite powder, sodium tripolyphosphate and starch-containing reagent in the indicated amounts;

- смесь тщательно перемешивают до получения однородной массы;- the mixture is thoroughly mixed until a homogeneous mass;

- отдельно с использованием перемешивающих устройств готовят жидкость затворения, для чего вначале готовят водный раствор хлористого магния и затем вводят в этот раствор суперфосфат двойной;- separately using mixing devices, a mixing liquid is prepared, for which an aqueous solution of magnesium chloride is first prepared and then double superphosphate is introduced into this solution;

- далее на приготовленной жидкости затворяют сухую смесь по обычной технологии и после осреднения закачивают в скважину.- then, on the prepared liquid, the dry mixture is shut according to the usual technology and after averaging is pumped into the well.

Для приготовления предлагаемого тампонажного материала, предназначенного для цементирования межколонного пространства, используют следующие вещества:To prepare the proposed grouting material intended for cementing the annular space, the following substances are used:

- порошок магнезитовый каустический по ГОСТ 1216-87;- caustic magnesite powder according to GOST 1216-87;

- хлористый магний технический по ТУ 2152-018-00203944-97 или раствор бишофита по ТУ 2152-006-00203944-99;- technical magnesium chloride according to TU 2152-018-00203944-97 or bischofite solution according to TU 2152-006-00203944-99;

- суперфосфат двойной по ГОСТ 16306-80Е;- double superphosphate in accordance with GOST 16306-80E;

- триполифосфат натрия по ГОСТ 13493-86Е;- sodium tripolyphosphate according to GOST 13493-86E;

- крахмалосодержащий реагент: марки ЭКР по ТУ 2483-002-41686452-97, или реагент модифицированный набухающий крахмалосодержащий (РМНК-2) по ТУ 9196-010-41686452-2003;- starch-containing reagent: EKR brand according to TU 2483-002-41686452-97, or a modified swelling starch-containing reagent (RMNK-2) according to TU 9196-010-41686452-2003;

- вода техническая с общей жесткостью до 12 мг-экв./л.- technical water with a total hardness of up to 12 mEq. / L.

При смешивании указанных веществ в предлагаемой последовательности образуется заявляемый тампонажный материал, седиментационно-устойчивый раствор которого в течение технологически необходимого времени может быть доставлен в межтрубное пространство за цементируемой обсадной колонной. После доставки и размещения тампонажного раствора в межколонном кольцевом пространстве в условиях отсутствия свободного доступа воды происходит его схватывание и твердение с образованием расширяющегося цементного камня, формирующего напряженный, непроницаемый для жидкости и газа контакт с обеими колоннами.When mixing these substances in the proposed sequence, the inventive grouting material is formed, a sedimentation-stable solution of which can be delivered to the annular space behind the cemented casing within a technologically necessary time. After delivery and placement of grouting mortar in the annular annular space in the absence of free access of water, it sets and hardens with the formation of an expanding cement stone, which forms a tense, impermeable to liquid and gas contact with both columns.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером.The possibility of carrying out the claimed invention is confirmed by the following example.

Пример. Для приготовления предлагаемого тампонажного материала вначале готовят сухую тампонажную смесь, состоящую из порошка магнезитового каустического марки ПМК-83, триполифосфата натрия марки "технический" 1 сорта и экструзионного крахмалосодержащего реагента марки ЭКР. Для этого 49,51 г порошка магнезитового каустического тщательно перемешивают с 1,49 г триполифосфата натрия и с 0,25 г крахмалосодержащего реагента. Одновременно с приготовлением сухой смеси, используя водный раствор бишофита (водный раствор хлористого магния) и добавляя в него в последующем двойной суперфосфат, готовится жидкость затворения, содержащая 35,12 г воды, 13,26 г хлористого магния и 0,37 г двойного суперфосфата. Полученную сухую тампонажную смесь порошка магнезитового каустического, триполифосфата натрия и крахмалосодержащего реагента затворяют приготовленной жидкостью затворения, перемешивают в течение 3 минут.Example. To prepare the proposed grouting material, first a dry grouting mixture is prepared, consisting of a powder of magnesite caustic grade PMK-83, sodium tripolyphosphate grade “technical” grade 1 and extrusion starch-containing reagent grade ECR. To do this, 49.51 g of caustic magnesite powder is thoroughly mixed with 1.49 g of sodium tripolyphosphate and 0.25 g of starch-containing reagent. Simultaneously with the preparation of the dry mixture, using an aqueous solution of bischofite (an aqueous solution of magnesium chloride) and adding double superphosphate thereto, a mixing liquid is prepared containing 35.12 g of water, 13.26 g of magnesium chloride and 0.37 g of double superphosphate. The resulting dry grouting mixture of caustic magnesite powder, sodium tripolyphosphate and starch-containing reagent is closed with the prepared mixing liquid, mixed for 3 minutes.

Составы предлагаемого тампонажного материала с другим содержанием ингредиентов готовят аналогичным образом.The compositions of the proposed grouting material with a different content of ingredients are prepared in a similar way.

Затем определяют значения показателей свойств полученного тампонажного материала и цементного камня, формировавшегося в течение двух суток при 19-21°С в условиях отсутствия его контакта с водой и влагой воздуха.Then determine the values of the properties of the obtained cement material and cement stone, formed within two days at 19-21 ° C in the absence of its contact with water and air moisture.

В процессе проведения испытаний полученного тампонажного материала определялись значения показателей технологических характеристик его раствора - плотность, начальная консистенция, время загустевания и сроки схватывания, седиментационная устойчивость, а также свойства цементного камня, характеризующие его пригодность для герметизации межколонного пространства - предел прочности при изгибе, прочность сцепления с огибающей металлической поверхностью, объемное (скелетное) расширение.In the process of testing the obtained grouting material, the values of the indicators of the technological characteristics of its solution were determined - density, initial consistency, thickening time and setting time, sedimentation stability, as well as the properties of cement stone, characterizing its suitability for sealing annular space - ultimate strength in bending, adhesion strength with an envelope metal surface, volumetric (skeletal) expansion.

Данные о содержании ингредиентов и свойствах известного и предлагаемых тампонажных материалов приведены в таблице.Data on the content of ingredients and properties of the known and proposed grouting materials are given in the table.

Как видно из данных таблицы, известные тампонажные материалы (аналог и прототип) имеют короткие сроки загустевания и схватывания, низкие значения седиментационной устойчивости, а также недостаточно высокие значения объемного (скелетного) расширения образующегося цементного камня.As can be seen from the table, the well-known grouting materials (analog and prototype) have short terms of thickening and setting, low values of sedimentation stability, as well as insufficiently high values of volumetric (skeletal) expansion of the resulting cement stone.

Предлагаемый тампонажный материал характеризуется необходимыми значениями показателей основных свойств, определяющих качество цементирования межколонного пространства, а именно, приемлемыми сроками загустевания и схватывания, расширением цементного каменя в процессе его формирования, достаточно высокой механической прочностью и прочностью сцепления с огибающей металлической поверхностью (стенкой обсадной трубы) (примеры 4-6 таблицы).The proposed grouting material is characterized by the necessary values of the basic properties that determine the quality of cementing the annular space, namely, acceptable thickening and setting time, expansion of the cement stone during its formation, a sufficiently high mechanical strength and adhesion to the enveloping metal surface (casing wall) ( examples 4-6 of the table).

Выход за нижний предел содержания хлористого магния, триполифосфата натрия, двойного суперфосфата и крахмалосодержащего реагента в тампонажном материале приводит к потере его стабильности, получению неприемлемых сроков загустевания раствора, а также к снижению объемного расширения цементного камня (пример 3 таблицы).Exceeding the lower limit of the content of magnesium chloride, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, and starch-containing reagent in the grouting material leads to a loss of its stability, to unacceptable thickening times for the mortar, and also to a decrease in the volumetric expansion of cement stone (table 3).

Выход за верхний предел содержания хлористого магния, триполифосфата натрия, двойного суперфосфата и крахмалосодержащего реагента в тампонажном материале приводит к увеличению начальной консистенции раствора, снижению прочности формирующегося цементного камня и его сцепления с огибающей металлической поверхностью (пример 7 таблицы).Exceeding the upper limit of the content of magnesium chloride, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, and starch-containing reagent in the grouting material leads to an increase in the initial consistency of the mortar, a decrease in the strength of the formed cement stone and its adhesion to the envelope metal surface (table example 7).

Преимуществом заявляемого тампонажного материала, полученного предлагаемым способом, является то, что он за счет увеличения объема в процессе затвердевания обеспечивает формирование напряженного контакта с огибающими поверхностями в условиях отсутствия доступа к нему воды и влаги воздуха. Этим достигается существенное улучшение качества цементирования межколонного пространства в нефтяных и газовых скважинах и гарантируется его герметичность, что позволит:The advantage of the inventive grouting material obtained by the proposed method is that it, due to the increase in volume during the hardening process, ensures the formation of intense contact with envelope surfaces in the absence of access to water and air moisture. This achieves a significant improvement in the quality of cementing the annular space in oil and gas wells and ensures its tightness, which will allow:

- свести к минимуму вероятность возникновения межколонных проявлений флюидов (нефть, газ);- minimize the likelihood of occurrence of intercolumnar manifestations of fluids (oil, gas);

- повысить надежность и долговечность работы скважины;- increase the reliability and durability of the well;

- снизить экологический риск, обусловленный межколонными проявлениями;- reduce environmental risk due to intercolumnar manifestations;

Кроме перечисленного, наличие плотного контакта цементного камня с внутренней и наружной трубой, высокая прочность и однородность по высоте цементного камня позволят осуществлять оценку состояния во времени крепи за внешней обсадной колонной геофизическими методами, а также существенно повысить коррозионную устойчивость обсадных труб в скважине.In addition to the above, the presence of tight contact of the cement stone with the inner and outer pipes, high strength and uniformity in height of the cement stone will make it possible to assess the state in time of the lining behind the outer casing using geophysical methods, as well as significantly increase the corrosion resistance of the casing pipes in the well.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (4)

1. Тампонажный материал, содержащий порошок магнезитовый каустический, хлористый магний, триполифосфат натрия, суперфосфат двойной, крахмалосодержащий реагент и воду, отличающийся тем, что соотношение ингредиентов следующее, мас.%:1. Grouting material containing caustic magnesite powder, magnesium chloride, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, starch-containing reagent and water, characterized in that the ratio of ingredients is the following, wt.%: Порошок магнезитовый каустическийCaustic Magnesite Powder 48,61-50,4348.61-50.43 Хлористый магнийMagnesium chloride 12,75-13,8012.75-13.80 Триполифосфат натрияSodium Tripolyphosphate 1,00-1,961.00-1.96 Суперфосфат двойнойSuperphosphate double 0,25-0,500.25-0.50 Крахмалосодержащий реагентStarchy reagent 0,12-0,370.12-0.37 ВодаWater ОстальноеRest
2. Тампонажный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве хлористого магния используют бишофит.2. The grouting material according to claim 1, characterized in that bischofite is used as magnesium chloride. 3. Тампонажный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве крахмалосодержащего реагента он содержит экструзионный крахмалосодержащий реагент марки ЭКР или реагент модифицированный набухающий крахмалосодержащий марки РМНК-2.3. The grouting material according to claim 1, characterized in that, as a starch-containing reagent, it contains an extruded starch-containing reagent of the ECR brand or a modified swelling starch-containing reagent of the RMNK-2 brand. 4. Способ приготовления тампонажного материала путем затворения сухой смеси на основе порошка магнезитового каустического жидкостью затворения, отличающийся тем, что для приготовления тампонажного материала по п.1 в качестве сухой смеси используют смесь, состоящую из порошка магнезитового каустического, триполифосфата натрия и крахмалосодержащего реагента, а в качестве жидкости затворения готовят водный раствор хлористого магния с последующим введением в него суперфосфата двойного.4. A method of preparing grouting material by mixing a dry mixture based on a magnesite caustic powder with a mixing liquid, characterized in that for the preparation of grouting material according to claim 1, a mixture consisting of caustic magnesite powder, sodium tripolyphosphate and starch-containing reagent is used as a dry mixture an aqueous solution of magnesium chloride is prepared as a mixing liquid, followed by the introduction of double superphosphate into it.
RU2006103165/03A 2006-02-03 2006-02-03 Plugging material and a method for preparation thereof RU2295554C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006103165/03A RU2295554C1 (en) 2006-02-03 2006-02-03 Plugging material and a method for preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006103165/03A RU2295554C1 (en) 2006-02-03 2006-02-03 Plugging material and a method for preparation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2295554C1 true RU2295554C1 (en) 2007-03-20

Family

ID=37994073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006103165/03A RU2295554C1 (en) 2006-02-03 2006-02-03 Plugging material and a method for preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2295554C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460754C1 (en) * 2011-03-30 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Plugging material
RU2542028C1 (en) * 2014-02-14 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" Magnesia plugging material and method for its production
RU2575489C1 (en) * 2014-12-31 2016-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Acid-soluble lightweight plugging material to liquidate absorption in productive formations
CN106497530A (en) * 2016-10-31 2017-03-15 河北永达化工有限公司 The preparation method of the high acid-soluble ratio Oil/gas Well leak stopping agent material of variable density
RU2617763C1 (en) * 2015-12-03 2017-04-26 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленный Минерал" Backfill magnesium-carnallite mixture
CN107474809A (en) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油天然气集团公司 A kind of acid dissoluble cement class diverting agent and preparation method thereof
CN107513380A (en) * 2017-08-15 2017-12-26 泰州克罗米德机械设备有限公司 For blocking and repairing the liquid composite of well
RU2663236C1 (en) * 2017-08-30 2018-08-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Magnesium plugging material
RU2710650C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-30 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Fast-setting aerated plugging material for installation of bridges in overproductive intervals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЭЙДЕНЗОН М.А. Магний, Москва, Металлургия, 1969, с.189-196. БУТТ Ю.М., Технология цемента и других вяжущих материалов, Москва, Стройиздат, 1976, с.73. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460754C1 (en) * 2011-03-30 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Plugging material
RU2542028C1 (en) * 2014-02-14 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" Magnesia plugging material and method for its production
RU2575489C1 (en) * 2014-12-31 2016-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Acid-soluble lightweight plugging material to liquidate absorption in productive formations
RU2617763C1 (en) * 2015-12-03 2017-04-26 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленный Минерал" Backfill magnesium-carnallite mixture
CN107474809A (en) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油天然气集团公司 A kind of acid dissoluble cement class diverting agent and preparation method thereof
CN106497530A (en) * 2016-10-31 2017-03-15 河北永达化工有限公司 The preparation method of the high acid-soluble ratio Oil/gas Well leak stopping agent material of variable density
CN107513380A (en) * 2017-08-15 2017-12-26 泰州克罗米德机械设备有限公司 For blocking and repairing the liquid composite of well
WO2019033546A1 (en) * 2017-08-15 2019-02-21 泰州克罗米德机械设备有限公司 Solution composition for blocking and repairing wells
RU2663236C1 (en) * 2017-08-30 2018-08-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Magnesium plugging material
RU2710650C1 (en) * 2019-01-09 2019-12-30 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Fast-setting aerated plugging material for installation of bridges in overproductive intervals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2295554C1 (en) Plugging material and a method for preparation thereof
EP3743400B1 (en) Settable, form-filling loss circulation control compositions comprising in situ foamed non-hydraulic sorel cement systems and method of use
US6209646B1 (en) Controlling the release of chemical additives in well treating fluids
US2880096A (en) Cement compositions and process of cementing wells
EP1213270B1 (en) Well cement fluid loss control additive
US7654326B1 (en) Sorel cements and methods of making and using same
AU2013323976B2 (en) Cement compositions for cementing in confined locales and methods for use thereof
KR101177307B1 (en) Cement of underwater nonsegregation
CA2517093A1 (en) Compositions and methods of cementing in subterranean formations using a swelling agent to inhibit the influx of water into a cement slurry
CA2658692A1 (en) Methods of preparing settable fluids comprising particle-size distribution-adjusting agents, and associated methods
RU2553807C1 (en) Gas-blocking plugging material for cementing horizontal wells with small annular gaps
CN106554765A (en) A kind of oil-well cement is without chlorine anti-channeling early strength agent and preparation method and application
EP2092158B1 (en) Method of cementing well bores
CA2572658A1 (en) Methods of reducing the impact of a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent on a cement slurry
RU2663236C1 (en) Magnesium plugging material
RU2366682C1 (en) Backfilling material
RU2374293C1 (en) Magnesia plugging material
RU2524774C1 (en) Gypsum-magnesium grouting mortar
US2995189A (en) Hydraulic cements having an extended thickening time, methods of making the same, and processes employing the same
EP4382502A1 (en) Sorel cement composition with enhanced compressive strength and hydrothermal stability
RU2380393C1 (en) Plugging slurry complex reagent
CN106278068B (en) A kind of sealing agent used for geological prospecting and preparation method thereof
RU2796718C1 (en) Expandable cement composition and method for its application for cementing underground well with casing
CN107586538A (en) A kind of low frictional resistance high-performance cement slurry system of suitable small size oil pipe
EP4206159A1 (en) Water proofing agents for sorel cement in horizontal well applications

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 08-2007 FOR TAG: (72)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130204