RU2460754C1 - Тампонажный материал - Google Patents
Тампонажный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460754C1 RU2460754C1 RU2011112246/03A RU2011112246A RU2460754C1 RU 2460754 C1 RU2460754 C1 RU 2460754C1 RU 2011112246/03 A RU2011112246/03 A RU 2011112246/03A RU 2011112246 A RU2011112246 A RU 2011112246A RU 2460754 C1 RU2460754 C1 RU 2460754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium sulfate
- ice
- caustic
- cement
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, осложненных наличием в разрезе многолетнемерзлых пород, характеризующихся сплошной и прерывистой льдистостью. Тампонажный материал содержит, мас.%: порошок бруситовый каустический - 43,86-47,36, сернокислый магний - 8,32-13,81, вода - остальное. Технический результат - получение тампонажного материала, раствор которого не растепляет льдистую породу, характеризуется пониженной плотностью, отсутствием водоотделения и укороченными сроками схватывания, а сформировавшийся прочный цементный камень имеет плотный контакт со льдом - льдистой породой. 4 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к тампонажным материалам, и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, осложненных наличием в разрезе многолетнемерзлых пород (ММП), характеризующихся сплошной и прерывистой льдистостью.
Высокое качество крепления скважин, вскрывающих отложения ММП, может обеспечиваться использованием быстротвердеющих, не замерзающих при отрицательной температуре, седиментационноустойчивых тампонажных материалов, не вызывающих протаивание льда и льдистых пород (см. Бакшутов B.C. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. М.: Недра, 1986).
Известен тампонажный материал для температурных условий затвердевания от 0 до -10°С, содержащий в качестве базового вяжущего вещества - порошок тампонажного портландцемента, а в качестве жидкости затворения - водный раствор смеси K2СО3 и KОН при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
тампонажный портландцемент | 60,24-65,60 |
K2СO3 | 4,82-0,87 |
KОН | 4,82-0,87 |
вода | остальное |
[см. Бакшутов B.C. Минерализованные тампонажные растворы для цементирования скважин в сложных условиях. М.: Недра, 1986].
К недостаткам известного тампонажного материала относятся: высокая плотность, низкая седиментационная устойчивость (высокие значения водоотделения), длительные сроки схватывания раствора и склонность его к замерзанию при отрицательной температуре в ММП, а также низкая прочность формирующегося цементного камня. Кроме того, использование щелочных водных растворов для приготовления жидкости затворения требует применения специальных средств защиты работающего персонала при работе с ними. В совокупности отмеченные недостатки препятствуют широкому применению известного тампонажного материала при креплении скважин в интервалах ММП.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является магнезиальный тампонажный материал (МТМ), сухая смесь которого содержит каустический доломит и молотый шлак при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: каустический доломит - 60-80; молотый шлак - 20-40. В качестве жидкости затворения указанного материала используют водный раствор сернокислого магния плотностью 1200 кг/см3, имеющий более высокую температуру замерзания, чем раствор MgCl2 и, следовательно, меньшее «растепляющее» воздействие по отношению к льду и льдистым породам [см. Рогачева И.Н. Исследования и разработки в области технологии водостойкого магнезиального цемента. Кандидатская диссертация. Харьков, 1975 г.]. Данный тампонажный материал принят в качестве прототипа.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - порошкообразное вяжущее и водный раствор сернокислого магния.
К недостаткам известного тампонажного материала, принятого за прототип, относят то, что известный тампонажный материал не может быть использован для крепления скважин в интервалах ММП ввиду значительного водоотделения, длительных сроков схватывания тампонажного раствора и низких значений прочностных характеристик формирующегося цементного камня.
Задачей изобретения является расширение области применения магнезиальных вяжущих и обеспечение качественного крепления скважин в интервалах многолетнемерзлых пород, включающих льдистые породы.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в получении тампонажного материала на основе магнезиального вяжущего, раствор которого не растепляет льдистую породу, характеризуется пониженной плотностью, отсутствием водоотделения и укороченными сроками схватывания, а сформировавшийся прочный цементный камень имеет плотный контакт со льдом (льдистой породой).
Указанный технический результат достигается за счет того, что известный тампонажный материал, включающий порошкообразное вяжущее и водный раствор сернокислого магния, в качестве порошкообразного вяжущего содержит порошок бруситовый каустический при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Порошок бруситовый каустический | 43,86-47,36 |
Сернокислый магний | 8,32-13,81 |
Вода | остальное |
Отличительными признаками заявляемого материала от материала по прототипу являются использование в качестве порошкообразного вяжущего порошка бруситового каустического, также иное количественное соотношение используемых ингредиентов, мас.%: порошок бруситовый каустический - 43,86-47,36; сернокислый магний - 8,32-13,81; вода - остальное.
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет одновременного использования для приготовления магнезиального тампонажного материала порошка бруситового каустического, состоящего в основном из высокоактивного оксида магния, и раствора сернокислого магния при указанном соотношении ингредиентов. Одновременное использование в тампонажном материале порошка бруситового каустического и сернокислого магния не известно.
Для приготовления магнезиального тампонажного раствора используют следующие ингредиенты:
- порошок бруситовый каустический - торговое наименование «брусит обожженный» марки БМО по СТО 59074732-01-2009;
- магний сернокислый технический по ТУ 2141-016-3249644500 с изменениями 1;
- вода.
После смешивания указанных компонентов, раствор заявляемого тампонажного материала может быть размещен за обсадной колонной в затрубном пространстве скважины в интервале залегания пород с отрицательной температурой, где происходит его схватывание и затвердевание с образованием прочного цементного камня и формированием плотного контакта, с льдистыми породами и обсадной трубой.
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером (пример 4 таблицы).
Пример
Для получения предлагаемого тампонажного материала вначале готовили жидкость затворения, растворяя в воде сернокислый магний технический. Приготовленная жидкость затворения объемом 950 см3 и плотностью 1230 кг/м3 содержит 42,73 мас.% воды и 11,16 мас.% сернокислого магния. Затем порошок брусита обожженного массой 1000 г (46,11 мас.%) смешивали с приготовленной жидкостью затворения. Полученный раствор перемешивали в течение 3 мин, после чего в соответствии с ГОСТ 26798.0 и 26798.2-96 осуществляли замеры его плотности и растекаемости. Для определения водоотделения, сроков схватывания и пределов прочности на изгиб образующегося цементного камня через одни и двое суток твердения приготовленный раствор МТМ заливали в мерные цилиндры вместимостью 250 см, в кольца Вика и в металлические формы с размерами 20×20×100 мм. Затем размещали их в жидкостные термостатирующие устройства для хранения при температуре +5°С и -5°С.
В процессе нахождения отобранных проб раствора МТМ в термостате осуществляли визуальную оценку состояния контакта «лед - цементный камень тампонажного материала», сформированного в цилиндрах при температуре -5°С.
По данному способу были приготовлены пять составов. Данные о содержании ингредиентов и свойствах известных и предлагаемого тампонажных материалов приведены в таблице.
Как видно из таблицы, известные тампонажные материалы (аналог и прототип, примеры 1, 2 таблицы) в условиях отрицательной температуры обладают высоким водоотделением, длительными сроками схватывания раствора и низкой начальной механической прочностью образовавшегося цементного камня. Кроме этого, тампонажный раствор прототипа имеет высокую плотность, «растепляет» льдистую породу, а сформировавшийся цементный камень не образует с ней плотного контакта.
Предлагаемый тампонажный материал характеризуется необходимыми значениями показателей основных свойств, определяющих качество крепления скважины в отложениях ММП при наличии в них сплошной или прерывистой льдистости, а именно: пониженной плотностью, отсутствием или несущественным водоотделением, оптимальными сроками схватывания не замерзающего при температуре -5°С раствора и достаточно прочным уже через одни сутки твердения цементным камнем, образующим плотный контакт со льдом (льдистой породой) (примеры 4-6 таблицы).
Верхнее значения содержания сернокислого магния в МТМ ограничивается пределом его растворимости в воде и формированием частичного (не сплошного) контакта «лед - цементный камень» (пример 3 таблицы).
Выход за нижней предел значения содержания сернокислого магния в МТМ приводит к заметному росту водоотделения и резкому снижению прочностных характеристик формирующегося цементного камня, что объясняется замерзанием его при температуре -5°С (пример 7 таблицы).
Преимуществами заявляемого тампонажного материала являются:
- отсутствие «растепляющего» воздействия раствора МТМ по отношению к льдистой породе и наличие плотного контакта с ней сформированного цементного камня;
- отсутствие или незначительное седиментационное расслоение (низкие значения водоотделения), оптимальные сроки схватывания и пониженная плотность тампонажного раствора;
- существенное повышение начальной прочности цементного камня, формирующегося при отрицательной температуре.
Указанные преимущества предлагаемого состава тампонажного материала в совокупности при производстве цементировочных работ дадут возможность существенно улучшить качество крепления нефтяных и газовых скважин в интервалах залегания ММП и обеспечить долговременную герметичность их крепи. Это позволит:
- сократить сроки строительства скважин за счет сокращения времени ОЗЦ после цементирования обсадной колонны, перекрывающей ММП, предотвратить недоподъемы раствора до устья скважины;
- повысить надежность и продолжительность межремонтного периода работы скважин, исключить необходимость дополнительных капремонтов;
- исключить межпластовые перетоки и потери газа при эксплуатации скважин;
- минимизировать экологический риск, обусловленный негерметичностью скважин при добыче газа;
- расширить область применения магнезиальных вяжущих для производства цементировочных работ при строительстве и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин.
Claims (1)
- Тампонажный материал, включающий порошкообразное вяжущее и водный раствор сернокислого магния, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного вяжущего содержит порошок бруситовый каустический при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Порошок бруситовый каустический 43,86-47,36 Сернокислый магний 8,32-13,81 Вода Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112246/03A RU2460754C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Тампонажный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112246/03A RU2460754C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Тампонажный материал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2460754C1 true RU2460754C1 (ru) | 2012-09-10 |
Family
ID=46938911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112246/03A RU2460754C1 (ru) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Тампонажный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2460754C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110724504A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-24 | 成都汉元君业油田技术有限公司 | 一种钻井液用多功能固结堵漏剂 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495997A (en) * | 1965-10-20 | 1970-02-17 | Domtar Ltd | Magnesium oxychloride cement |
SU1051232A1 (ru) * | 1982-05-27 | 1983-10-30 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Тампонажный состав |
RU2198857C1 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Строительная композиция |
RU2295554C1 (ru) * | 2006-02-03 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Тампонажный материал и способ его приготовления |
RU2379249C1 (ru) * | 2008-07-01 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Адгезионная вяжущая композиция |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112246/03A patent/RU2460754C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3495997A (en) * | 1965-10-20 | 1970-02-17 | Domtar Ltd | Magnesium oxychloride cement |
SU1051232A1 (ru) * | 1982-05-27 | 1983-10-30 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Тампонажный состав |
RU2198857C1 (ru) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Строительная композиция |
RU2295554C1 (ru) * | 2006-02-03 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Тампонажный материал и способ его приготовления |
RU2379249C1 (ru) * | 2008-07-01 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Адгезионная вяжущая композиция |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
РОГАЧЕВА И.Н. Исследования и разработки в области технологии водостойкого магнезиального цемента, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Харьков, 1975, с.12-15. * |
СУТУЛА И.Г. Смешанные магнезиальные вяжущие из низкообжигового брусита и материалы на их основе, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Томск, 2008, с.12-14. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110724504A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-24 | 成都汉元君业油田技术有限公司 | 一种钻井液用多功能固结堵漏剂 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2464408C2 (ru) | Цементные композиции с низкой теплотой гидратации и способы их применения | |
CN107827422A (zh) | 用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液 | |
JP2009150130A (ja) | 裏込め注入材 | |
CN105271890A (zh) | 一种预应力孔道压浆剂及其制备和使用方法 | |
TWI576326B (zh) | A hydraulically settable composition | |
JP2006241316A (ja) | 注入材 | |
Ye et al. | Influence of sodium aluminate on calcium leaching of shotcrete in tunnels | |
KR101636280B1 (ko) | 팽창성 그라우트 조성물 | |
JP4107825B2 (ja) | スラグ系注入材スラリー | |
RU2468187C1 (ru) | Основа отверждаемого тампонажного раствора | |
RU2460754C1 (ru) | Тампонажный материал | |
JP2015174973A (ja) | グラウト及びその製造方法 | |
KR20140119454A (ko) | 고강도 급결성 고화제 조성물 | |
JP4044887B2 (ja) | ボルト定着工法 | |
JP6110749B2 (ja) | 破砕材 | |
JP6760642B2 (ja) | 土固化モルタル施工方法 | |
JP7299869B2 (ja) | 地盤の改良工法 | |
JP2012082306A (ja) | グラウト及びその製造方法 | |
JP7265498B2 (ja) | 地盤の改良工法 | |
JP7468168B2 (ja) | 土質安定用薬液、該薬液の製造方法、及び地盤安定化工法 | |
RU2537679C2 (ru) | Тампонажный раствор | |
JP2018177896A (ja) | 地盤の改良工法 | |
JP2022124243A (ja) | コンクリート組成物 | |
RU2524774C1 (ru) | Гипсомагнезиальный тампонажный раствор | |
CN103787600B (zh) | 一种地基注入用水泥组合物 |