RU2319721C2 - Полимерцементная тампонажная композиция - Google Patents
Полимерцементная тампонажная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319721C2 RU2319721C2 RU2005102413/03A RU2005102413A RU2319721C2 RU 2319721 C2 RU2319721 C2 RU 2319721C2 RU 2005102413/03 A RU2005102413/03 A RU 2005102413/03A RU 2005102413 A RU2005102413 A RU 2005102413A RU 2319721 C2 RU2319721 C2 RU 2319721C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- water
- grouting
- latex
- polymer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нефтедобычи, а конкретно к тампонажным материалам, применяемым для крепления нефтяных и газовых скважин с температурным диапазоном эксплуатации от 0 до 100°С. Технический результат - создание безусадочной тампонажной композиции с низкой водоотдачей, высокими прочностными характеристиками и повышенной адгезией к породе и к обсадной трубе. Полимерная тампонажная композиция содержит, мас.ч.: цемент 100, латекс СКС-65 ГПБ 7,5-12,5, Конкрепол 1,0-1,6, вода 50. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи, а конкретно к тампонажным материалам, применяемым для крепления нефтяных и газовых скважин с температурным диапазоном эксплуатации от 0 до 100°С.
Известны многочисленные водоизоляционные материалы, среди которых наибольшее предпочтение отдается смесям на основе органических и минеральных вяжущих веществ (Ахметов А.А. Капитальный ремонт скважин на Уренгойском месторождении. Уфа. УГНТУ, 2000, с.219., Ахметов А.А., Клюсов И.А., Кривобородов Ю.Р. О долговечности цементного камня в сеноманских скважинах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2000. №1, с.31-32).
Ближайшим техническим решением, выбранными авторами за прототип, является полимерцементная тампонажная композиция, применяемая фирмой Halliburton и представляющая собой тампонажный раствор из портландцемента, воды и полимерного связующего - латекса LA-2 (Обзор зарубежной литературы. «Цементы и тампонажные смеси, применяемые за рубежом». М.: ВНИИОЭНГ, 1977, с.13-14). Тампонажная композиция имеет ряд преимуществ, к числу которых относится низкая водоотдача, высокая начальная прочность цементного камня, хорошая пластичность, а также хорошая сопротивляемость к действию кислот и агрессивных пластовых флюидов.
Однако известная тампонажная композиция имеет недостаточную адгезию к поверхности обсадной колонны и к стенкам скважин и недостаточную прочность на изгиб отвержденного цементного камня.
Целью изобретения является создание безусадочной тампонажной композиции, лишенной указанных недостатков. Поставленная цель достигается тем, что известная тампонажная композиция, содержащая портландцемент, синтетическое связующее и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит водно-полимерную систему поли-N-виниламида - «Конкрепол», а в качестве синтетического связующего дивинил-стирольный латекс СКС 65 ГПБ при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Цемент | 100 |
Латекс СКС-65 ГПБ | 7,5-12,5 |
Конкрепол | 1,0-1,6 |
Вода | 50 |
Указанное соотношение компонентов тампонажного раствора позволяет снизить водоотдачу, повысить сцепление с металлом труб и породой коллектора, снизить водогазонефтепроницаемость и увеличить прочность цементного камня. Применение предлагаемых хорошо растворимых в воде реагентов комплексного действия не осложняет процесс приготовления тампонажных растворов в лаборатории и при проведении работ на буровых. Сочетание в составе раствора дивинил-стирольного латекса и высокомолекулярного N-поливиниламида, устойчивых к полиминеральной агрессии и обладающих адгезионными свойствами, придает цементным растворам необходимые для заявляемого состава характеристики.
С целью улучшения смачиваемости и усиления пластифицирующих свойств в композицию в ряде случаев добавляют до 1 мас.% глицерина. Для получения заявляемого тампонажного раствора в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:
1. Тампонажный портландцемент ПЦТ ДО-100 Сухоложского цементного завода.
2. Упрочняющая и адгезионная добавка Конкрепол производства ООО «Оргполимерсинтез СПб».
Применение отечественных ингредиентов комплексного действия на свойства цементных растворов упрощает создание тампонажных композиций, не уступающих по своим изоляционным характеристикам зарубежным аналогам.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1.
В 50,0 мл воды вводят 10,0 г латекса и 1,0 г конкрепола. В полученном гомогенном растворе затворяют 100 г вяжущего вещества - цемента. После тщательного перемешивания состав выдерживают в термостате при 60°С в течение 30 мин, после чего определяют его реологические и прочностные характеристики. Выбранный режим предварительного прогрева цементного раствора приближен к условиям коагуляционного структурообразования при закачке его в скважину с температурой 80°С на глубину до 1800 м.
Реологические характеристики полученного полимерцементного раствора:
плотность, г/см3 | 1,78 |
растекаемость по АзНИИ, мм | 220 |
водоотделение при 60°С, % | 3,0 |
водоотдача при 60°С и при давлении 0,1 МПа | 3,4 |
время начала схватывания, при 60°С час | 3,5 |
время окончания схватывания 60°С, час | 18 |
Физико-механические показатели цементного камня из полимерцементного раствора:
прочность на сжатие, σсжат., МПа: | |
через 2 суток | 19,91 |
через 7 суток | 22,07 |
прочность на изгиб, σизг., МПа: | |
через 2 суток | 4,8 |
через 7 суток | 6,6 |
адгезия цементного камня к металлу, МПа | 3,71 |
линейное расширение, % | +0,20 |
Как видно из приведенных данных, разработанный полимерцементный тампонажный раствор по своим реологическим характеристикам отвечает требованиям ГОСТа 1581-96. Особо следует отметить его пониженную водоотдачу, не превышающую 5 см3/30 мин, что позволяет не увеличивать водоцементное отношение больше 0,5 при применении полимерных ингредиентов.
Вместе с тем, отвержденный цементный камень обладает повышенной прочностью на сжатие и изгиб (σизг. цементного камня, полученного по прототипу, составляет 4,9 МПа), повышенным сцеплением с обсадной колонной и отсутствием усадки.
Указанное соотношение компонентов тампонажного раствора является оптимальным, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице (примеры 2-8). Полученные результаты сравнивались со стандартным раствором (пример 9).
Таблица | |||||
Свойства полимерцементных тампонажных растворов | |||||
№ примера | Состав, % на 100 вес.ч. цемента | Характеристики цементного раствора | |||
Водоотделение, % | Водоотдача, см3/30 мин | Растекаемость по АзНИИ, мм | Время начала схватывания при 60°С, час | ||
2 | латекс LA-2 -8; (прототип) | 5,0 | 28 | >200 | 4,0 |
3 | латекс СКС-65 ГПБ - 7,5 конкрепол - 1; | 4,5 | 21 | - | 2,5 (кон 5,5) |
4 | латекс СКС-65 ГПБ - 10 конкрепол - 1,6; | 2,9 | 1,4 | 190 | 3,5 |
5 | латекс СКС-65 ГПБ - 10; | 10 | 28 | 180 | 4,0 |
6 | конкрепол - 1; | 11 | 133 | - | 3,5 |
7 | латекс СКС-65 ГПБ - 15 конкрепол - 1; | 3,0 | 4,5 | 175 | 4,5 |
8 | латекс СКС-65 ГПБ - 10 конкрепол - 1,0; глицерин -1,0 | 2,5 | 2,0 | 230 | 5,5 |
9 | стандартный раствор В/Ц=0,50 | 3 (по ГОСТне >7,5) | 105 | 165 | 1,5 |
Приведенные в таблице данные показывают, что только при одновременном введении в цементный раствор латекса и конкрепола обеспечиваются высокие реологические свойства тампонажной смеси. В отсутствие одного из полимерных составляющих (примеры 5, 6) существенно снижается водоотдача и увеличивается водоотделение. Оптимальное содержание латекса в тампонажной композиции составляет 10-15% на 100 вес.ч. цемента (сравн. примеры 1 с 3 и 7).
Увеличение содержания конкрепола свыше 1,6% (пример 4) не приводит к улучшению реологических свойств тампонажного раствора. Введение в тампонажную систему глицерина несколько повышает структурные свойства раствора (пример 8).
По своим реологическим характеристикам полимерцементная тампонажная композиция (пример 1) превосходит как контрольный образец (пример 9), так и композицию, полученную по прототипу (пример 2).
Ниже приведены физико-механические характеристики отвержденного тампонажного камня, полученного по прототипу:
прочность на сжатие, σсжат., МПа: | |
через 2 суток | 20,35 |
через 7 суток | 22,61 |
прочность на изгиб, σизг., МПа: | |
через 2 суток | 3,8 |
через 7 суток | 5,6 |
- адгезия цементного камня к металлу, МПа | 1,71 |
- линейное расширение, % | - 0,05 |
При сопоставлении физико-механических свойств тампонажного камня, полученного по предлагаемой рецептуре и по прототипу, нетрудно видеть, что по прочности на изгиб, по сцеплению с обсадной трубой и по линейному расширению разработанная тампонажная композиция превосходит известную композицию.
Необходимо также отметить, что для разработанной композиции характерна высокая начальная прочность цементного камня, обладающего повышенной пластичностью и сопротивляемостью к действию кислот и агрессивных пластовых флюидов (в частности, к действию сульфатосодержащих пластовых вод).
Проведенные на установке BPS-805 фильтрационные испытания искусственных кернов, изготовленных по рецептуре примеров 1, 2 и 9, показали значения абсолютной проницаемости по газу 0; 0,01 и 0,15 мДа соответственно.
Из приведенных данных видно, что применение предлагаемого тампонажного материала является весьма перспективным.
Claims (1)
- Тампонажная композиция, содержащая портландцемент, синтетическое связующее и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит водно-полимерную систему поли-N-виниламида - Конкрепол, а в качестве синтетического связующего дивинилстирольный латекс СКС 65 ГПБ при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Цемент 100 Латекс СКС-65 ГПБ 7,5-12,5 Конкрепол 1,0-1,6 Вода 50
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102413/03A RU2319721C2 (ru) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | Полимерцементная тампонажная композиция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005102413/03A RU2319721C2 (ru) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | Полимерцементная тампонажная композиция |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005102413A RU2005102413A (ru) | 2006-07-10 |
RU2319721C2 true RU2319721C2 (ru) | 2008-03-20 |
Family
ID=36830451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005102413/03A RU2319721C2 (ru) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | Полимерцементная тампонажная композиция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2319721C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487910C2 (ru) * | 2011-09-14 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Тампонажный раствор |
-
2005
- 2005-02-01 RU RU2005102413/03A patent/RU2319721C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Обзор зарубежной литературы «Цементы и тампонажные смеси, применяемые за рубежом». - М.: ВНИИОЭНГ, 1977 с.13-14. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487910C2 (ru) * | 2011-09-14 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Тампонажный раствор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005102413A (ru) | 2006-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI82440B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett byggnads- och/eller konstruktionsmaterial, en med polymer stabiliserad vattenhaltig dispersion, samt dess anvaendning foer framstaellning av ett byggnads- och/eller konstruktionsmaterial. | |
US8871021B2 (en) | Concrete mixtures including carbon encapsulating admixture | |
Yu et al. | The effect of different curing methods on the compressive strength of eggshell concrete | |
CN106800384B (zh) | 一种复合改性改善氯氧镁胶凝材料性能的方法 | |
CN109626906A (zh) | 一种抗渗混凝土及其制备工艺 | |
RU2337124C1 (ru) | Базовая основа тампонажного раствора для цементирования скважин | |
CN107522450A (zh) | 一种高柔性抗渗防水砂浆 | |
CN111807779B (zh) | 高强度耐水土体固结剂 | |
CN107602013B (zh) | 膨润土水泥基复合材料及其制备方法 | |
US3198758A (en) | Inorganic cement-epoxy resin composition containing animal glue | |
CN113105183A (zh) | 一种低碱度海洋人工鱼礁用混凝土的制备方法 | |
RU2319721C2 (ru) | Полимерцементная тампонажная композиция | |
CN101497508B (zh) | 一种复合改性剂及由其制得的低强度混凝土 | |
KR100979180B1 (ko) | 급결형 마이크로시멘트 조성물 | |
Dębska et al. | Selected properties of epoxy mortars with perlite aggregate | |
RU2319722C1 (ru) | Полимерцементный тампонажный раствор | |
CN115043640A (zh) | 一种户外地板用陶木材料及其使用方法 | |
RU2245990C1 (ru) | Тампонажная композиция | |
RU2507380C1 (ru) | Тампонажный раствор низкой плотности | |
RU2457190C1 (ru) | Комплексная добавка для бетонной смеси | |
RU2370515C1 (ru) | Полимерцементный тампонажный раствор для низкотемпературных скважин | |
CN1199905C (zh) | 一种预拌混凝土制品及其制造方法 | |
RU2745980C1 (ru) | Тампонажный состав | |
RU2151267C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор | |
RU2215124C1 (ru) | Способ приготовления облегченного тампонажного раствора |