RU2471844C1 - Informative grouting mortar (versions) - Google Patents
Informative grouting mortar (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471844C1 RU2471844C1 RU2011118903/03A RU2011118903A RU2471844C1 RU 2471844 C1 RU2471844 C1 RU 2471844C1 RU 2011118903/03 A RU2011118903/03 A RU 2011118903/03A RU 2011118903 A RU2011118903 A RU 2011118903A RU 2471844 C1 RU2471844 C1 RU 2471844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- informative
- grouting
- cement
- binder
- weight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к информативным тампонажным смесям с информативными свойствами о качестве цементирования, определении интервалов заполнения и приемистости при закачке тампонажного раствора и распределении его объемов по вертикали за колонной при цементировании обсадных колонн, эксплуатации, изоляции пластовых вод, капитальном ремонте и ликвидации скважин.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to informative grouting mixtures with informative properties about the quality of cementing, determining filling intervals and injectivity when injecting grouting mortar and distributing its volumes vertically behind the string during cementing of casing strings, operation, isolation of formation water, overhaul and well liquidation.
Известна тампонажная смесь, содержащая вяжущее, жидкость затворения и индикаторную добавку (см. М.С.Макаров «Применение индикаторного метода по радону при цементировании скважин». ВНИИОЭНГ, НТС, сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение», вып.5, 1985).A well-known grouting mixture containing a binder, mixing fluid and indicator additive (see M. S. Makarov "Application of the indicator method for radon in cementing wells." VNIIOENG, NTS, ser. Oil and gas geology, geophysics and drilling ", issue 5, 1985 )
В качестве вяжущего известная тампонажная смесь содержит цемент, в качестве жидкости затворения - воду, а в качестве индикаторной добавки - радиоактивный газовый изотоп-радон в виде водного раствора радона с активностью 1500 мкр.As a binder, the well-known grouting mixture contains cement, as a mixing liquid - water, and as an indicator additive - a radioactive gas isotope-radon in the form of an aqueous solution of radon with an activity of 1500 microns.
Известная тампонажная смесь не обеспечивает достаточную достоверность получаемой информации во времени о местоположении и распределении тампонажного раствора по пропласткам горной породы в заколонном пространстве из-за миграции (всплытия) газообразных радиоактивных индикаторов вверх. Использование в известной тампонажной смеси в качестве индикаторной добавки радиоактивного радионуклида газа криптона-85 сужает область ее применения из-за повышенной затратности технологии и опасности для здоровья человека.The well-known grouting mixture does not provide sufficient reliability of the information obtained in time about the location and distribution of grouting mortar across rock layers in the annulus due to the migration (ascent) of gaseous radioactive indicators up. The use of krypton-85 gas in the well-known grouting mixture as an indicator additive of the radioactive radionuclide narrows its scope due to the increased cost of the technology and the danger to human health.
Известен тампонажный раствор, содержащий индикаторную добавку (см. «Практическое руководство по применению индикаторного метода для долголетней оценки герметичности затрубного пространства», РД-05-10-03, Волгоград, 2003 г., ООО «Лукойл-Нижневолжскнефть», ООО «Лукойл-Волгоград НИПИморнефть»). В качестве индикаторной добавки в известной тампонажной смеси используют радиоактивный радионуклид газа криптона-85, имеющего период полураспада 10,3 года.A well-known cement slurry containing an indicator additive (see. "Practical guidance on the use of the indicator method for a long-term assessment of the tightness of the annulus", RD-05-10-03, Volgograd, 2003, LLC Lukoil-Nizhnevolzhskneft, LLC Lukoil- Volgograd NIPImorneft "). As an indicator additive in the well-known grouting mixture, a radioactive radionuclide of krypton-85 gas is used, having a half-life of 10.3 years.
Известная тампонажная смесь не обеспечивает достаточную достоверность получаемой информации во времени о местоположении и распределении тампонажного раствора по пропласткам горной породы в заколонном пространстве из-за миграции (всплытия) газообразных радиоактивных индикаторов вверх. Использование в известной тампонажной смеси в качестве индикаторной добавки радиоактивного радионуклида газа криптона-85 сужает область ее применения из-за повышенной затратности технологии и опасности для здоровья человека.The well-known grouting mixture does not provide sufficient reliability of the information obtained in time about the location and distribution of grouting mortar across rock layers in the annulus due to the migration (ascent) of gaseous radioactive indicators up. The use of krypton-85 gas in the well-known grouting mixture as an indicator additive of the radioactive radionuclide narrows its scope due to the increased cost of the technology and the danger to human health.
Наиболее близким к заявляемой тампонажной смеси, принятым в качестве прототипа, является тампонажный раствор, содержащий вяжущее, жидкость затворения, индикаторную добавку (см. описание к авторскому свидетельству СССР №1065581, МПК Е21В 33/138, опубл. 07.01.84, бюл. №1).Closest to the claimed grouting mixture, adopted as a prototype, is grouting mortar containing a binder, mixing fluid, indicator additive (see description to USSR author's certificate No. 1065581, IPC ЕВВ 33/138, publ. 07.01.84, bull. No. one).
В качестве вяжущего известная тампонажная смесь содержит цемент, в качестве жидкости затворения - воду, а в качестве индикаторной добавки - октоборат натрия Na2B8O13 и дополнительно содержит щелочной ускоритель - кальцинированную соду и каустическую соду.As a binder, the well-known cement mixture contains cement, as a mixing liquid - water, and as an indicator additive - sodium octoborate Na 2 B 8 O 13 and additionally contains an alkaline accelerator - soda ash and caustic soda.
Недостатками известного тампонажного раствора являются:The disadvantages of the well-known cement mortar are:
- узкая область применения, обусловленная трудностями организации процесса приготовления смеси в промысловых условиях из-за того, что октоборат натрия, гидролизуясь в жидкости затворения, обладает сильным замедляющим твердение цементного раствора действием;- a narrow scope, due to the difficulties of organizing the process of preparing the mixture in the field due to the fact that sodium octoborate, hydrolyzed in the mixing fluid, has a strong inhibitory effect on cement hardening;
- низкая эффективность тампонажных работ из-за плохой фильтруемости смеси на цементной основе, особенно в низкопроницаемые коллекторы, микрозазоры и микротрещины, обусловленной размерами частиц цемента 30-50 мкм, которые не могут проникать в каналы, трещины и микротрещины с меньшими размерами.- low efficiency of grouting due to poor filterability of the cement-based mixture, especially in low-permeability reservoirs, micro-gaps and microcracks, due to the size of cement particles of 30-50 microns, which cannot penetrate smaller channels, cracks and microcracks.
Для замедления твердения цементного раствора вводят в жидкость затворения щелочной реагент-ускоритель - кальцинированную соду. Но слишком узкие пределы добавки данного ускорителя, имеющего невысокую растворимость, ниже которой он не оказывает действия на ускорение схватывания и выше которых раствор становится непрокачиваемым, создают дополнительные трудности при затворении состава и снижают надежность и безопасность проведения цементировочных работ. Устранить эти трудности удается при добавке в тампонажный раствор дополнительного щелочного ускорителя, как каустическая сода. В целом же добавка двух щелочных ускорителей вызывает определенные практические трудности в процессе приготовления, регулирования прокачиваемости и закачки цементного раствора. Причем использование каустической соды требует использования специальных химических средств защиты. Кроме того, октоборат натрия является нераспространенным реагентом.To slow down the hardening of the cement mortar, an alkaline reagent-accelerator — calcined soda — is introduced into the mixing fluid. But the too narrow limits of the additive of this accelerator, which has a low solubility, below which it does not affect the acceleration of setting, and above which the solution becomes non-pumpable, create additional difficulties when mixing the composition and reduce the reliability and safety of cementing operations. These difficulties can be eliminated by adding an additional alkaline accelerator, such as caustic soda, to the grouting mortar. In general, the addition of two alkaline accelerators causes certain practical difficulties in the process of preparation, regulation of pumpability and injection of cement mortar. Moreover, the use of caustic soda requires the use of special chemical protective equipment. In addition, sodium octoborate is a common reagent.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение опасности для здоровья человека, расширение области применения и повышение эффективности тампонажных работ за счет улучшения технологических возможностей тампонажной смеси (увеличение растекаемости смеси, времени прокачиваемости) и упрощения ее приготовления в промысловых условиях, а также применение тампонажной смеси позволяет определить ее распределение в заколонном пространстве и в горной породе.The technical task of the invention is to reduce the risk to human health, expand the scope and increase the efficiency of grouting by improving the technological capabilities of the grouting mixture (increasing the spreadability of the mixture, pumping time) and simplifying its preparation in field conditions, as well as the use of grouting mixture allows to determine its distribution in annular space and in rock.
Технический результат направлен на создание информативной тампонажной смеси с одним ускорителем и одним широко распространенным борсодержащим реагентом, которую возможно эффективно использовать в широких диапазонах температур, давлений, в том числе в коллекторах с межзерновым пространством менее 30 мкм, а также при наличии трещин и микротрещин с меньшими размерами, кроме того, в течение неограниченного времени проводить индикацию распределения цемента за обсадной колонной с помощью нейтронного импульсного каротажа.The technical result is aimed at creating an informative grouting mixture with one accelerator and one widespread boron-containing reagent, which can be effectively used in wide ranges of temperatures, pressures, including in collectors with intergranular space less than 30 microns, as well as in the presence of cracks and microcracks with less dimensions, in addition, for an unlimited time to indicate the distribution of cement behind the casing using neutron pulsed logging.
Техническая задача по первому варианту решается тем, что информативная тампонажная смесь содержит вяжущее, жидкость затворения, индикаторную добавку, при этом она дополнительно содержит регулятор технологических свойств - суперпластификатор С-3 и ускоритель - сернокислый глинозем, а в качестве вяжущего - тонкомолотый цемент Микродур или ИНТРАЦЕМ, а в качестве индикаторной добавки - борную кислоту, при следующих соотношениях ингредиентов к весу вяжущего, вес.ч.:The technical problem in the first embodiment is solved by the fact that the informative grouting mixture contains a binder, a mixing fluid, an indicator additive, while it additionally contains a technological properties regulator - S-3 superplasticizer and an accelerator - sulphate of alumina, and Microdur or INTRACEM as a binder - finely ground cement and as an indicator additive - boric acid, with the following ratios of ingredients to the weight of the binder, parts by weight:
Техническая задача по второму варианту решается тем, что информативная тампонажная смесь содержит вяжущее, жидкость затворения, индикаторную добавку, при этом она дополнительно содержит регулятор технологических свойств - суперпластификатор С-3, ускоритель - карбонат калия, а в качестве вяжущего - тонкомолотый цемент Микродур или ИНТРАЦЕМ, в качестве индикаторной добавки - тетраборат натрия, при следующих соотношениях ингредиентов к весу вяжущего, вес.ч.:The technical problem according to the second option is solved in that the informative grouting mixture contains a binder, a mixing fluid, an indicator additive, while it additionally contains a technological properties regulator - S-3 superplasticizer, an accelerator - potassium carbonate, and as a binder - finely ground cement Microdur or INTRACEM , as an indicator additive - sodium tetraborate, with the following ratios of ingredients to the weight of the binder, parts by weight:
В качестве жидкости затворения содержит воду или рассол хлористого натрия, или хлористого кальция, или бромистого кальция, или бромид цинка.As a mixing liquid, it contains water or a brine of sodium chloride, or calcium chloride, or calcium bromide, or zinc bromide.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что по первому варианту информативная тампонажная смесь в качестве индикатора содержит борную кислоту и дополнительно сернокислый глинозем и суперпластификатор С-3, по второму варианту - тетраборат натрия и дополнительно карбонат калия и суперпластификатор С-3, а в качестве структурообразователя (цемента) используют тонкодисперсное вяжущее Микродур или ИНТРАЦЕМ. В предлагаемой информативной тампонажной смеси введение борсодержащих веществ позволяет в течение неограниченного времени с помощью нейтронного импульсного каротажа проводить индикацию распределения цемента за обсадной колонной.The essence of the invention lies in the fact that, according to the first embodiment, the informative grouting mixture contains boric acid and additionally alumina sulfate and C-3 superplasticizer as an indicator, according to the second option, sodium tetraborate and additionally potassium carbonate and C-3 superplasticizer, and as a structurant (cement) use a finely dispersed binder Mikrodur or INTRACEM. In the proposed informative grouting mixture, the introduction of boron-containing substances allows for an unlimited time using neutron pulsed logging to indicate the distribution of cement behind the casing.
В естественных породах содержание бора незначительно и составляет тысячные доли процента, тогда как борная кислота в своем составе содержит 17,5% бора, а тетраборат натрия (бура Na2B4O7·10Н2О) содержит 11,5% бора, что к общей массе тампонажного раствора составляет около 0,3-1%. Такая значительная разница в содержании бора позволяет борной кислоте или тетраборату натрия являться индикатором местонахождения включающего его раствора.In natural rocks, the boron content is insignificant and amounts to thousandths of a percent, while boric acid in its composition contains 17.5% boron, and sodium tetraborate (borax Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) contains 11.5% boron, which to the total mass of cement slurry is about 0.3-1%. This significant difference in boron content allows boric acid or sodium tetraborate to be an indicator of the location of the solution containing it.
Из-за отсутствия собственного гамма-излучения, как у известных радиоактивных изотопов-индикаторов, борная кислота и тетраборат натрия не требуют особых мер предосторожности.Due to the lack of intrinsic gamma radiation, as in the well-known radioactive indicator isotopes, boric acid and sodium tetraborate do not require special precautions.
Из известных тонкомолотых вяжущих наиболее эффективными являются Микродур или ИНТРАЦЕМ, получаемые на основе портландцемента.Of the known finely ground binders, the most effective are Microdur or INTRACEM, obtained on the basis of Portland cement.
В предлагаемой информативной тампонажной смеси в качестве высоководопотребного тонкодисперсного вяжущего используют особотонкомолотые цементы, например «Микродур» или «ИНТРАЦЕМ». Вяжущее «Микродур» производится посредством воздушной сепарации пыли, образующейся при помоле цементного клинкера, технология его изготовления разработана и освоена специалистами фирмы «INTRA - BAVGmbH» совместно со специалистами концерна «Dyckerhoff» и защищена Европейским патентом. Диаметр зерен «Микродур» в 6-10 раз и более меньше частиц самого цементного клинкера. Благодаря малому размеру частиц (диаметр зерен ≤2-6 мкм), высокой удельной поверхности (2000-2500 м2/кг) и плавно подобранному гранулометрическому составу растворы «Микродур» обладают текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном количестве жидкости затворения, что позволяет суспензии «Микродура» глубоко проникать в низкопроницаемую горную породу. Время истечения (условная вязкость) суспензии в возрасте до 3 часов колеблется от 28 до 30 с.In the proposed informative grouting mixture, highly finely ground cements, for example, Mikrodur or INTRACEM, are used as a highly demanding finely dispersed binder. The binder “Mikrodur” is produced by air separation of dust generated by grinding cement clinker, the technology of its manufacture was developed and mastered by the specialists of the company “INTRA - BAVGmbH” together with the specialists of the concern “Dyckerhoff” and is protected by the European patent. The diameter of the Mikrodur grains is 6-10 times or more smaller than the particles of the cement clinker itself. Due to the small particle size (grain diameter ≤2-6 μm), high specific surface (2000-2500 m 2 / kg) and smoothly selected particle size distribution, Mikrodur solutions have a fluidity comparable to the fluidity of water, even with a minimum amount of mixing liquid, which allows the suspension "Mikrodur" to penetrate deeply into low permeable rock. The expiration time (conditional viscosity) of a suspension under the age of 3 hours ranges from 28 to 30 s.
Технология изготовления особотонкомолотого цемента «ИНТРАЦЕМ», близкого по своим технологическим параметрам к «Микродуру», разработана РХТУ им. Д.И.Менделеева. Благодаря малому размеру частиц (менее 4,5 мкм), высокой удельной поверхности (1000 м2/кг) и нормированному гранулометрическому составу и введению специальных добавок «ИНТРАЦЕМ» образует стабильные водные дисперсии с высокой проникающей способностью, что позволяет растворам «ИНТРАЦЕМ» проникать в поры и трещины размером менее 0,1 мм, уменьшая открытую пористость материалов в 2-15 раз и увеличивая их механическую прочность.The manufacturing technology of specially ground cement "INTRACEM", which is close in its technological parameters to "Mikrodur", was developed by the Russian Chemical and Technical University named after D.I. Mendeleev. Due to its small particle size (less than 4.5 microns), high specific surface area (1000 m 2 / kg) and normalized particle size distribution and the introduction of special additives, INTRACEM forms stable aqueous dispersions with high penetration, which allows INTRACEM solutions to penetrate into pores and cracks less than 0.1 mm in size, reducing the open porosity of materials by 2-15 times and increasing their mechanical strength.
В отличие от прототипа использование тонкодисперсного вяжущего Микродур или ИНТРАЦЕМ позволяет полнее связать воду и уплотнить структуру камня и тем самым обеспечить его повышенную флюидоупорность и долговечность. Это обусловлено и тем, что тонкодисперсные вяжущие способны связывать воду во много раз больше, так как водотвердое отношение их может достигать 3,0-5,0 при удельной поверхности 20000-25000 см3/г против 0,3-0,5 обычных тампонажных цементов, имеющих удельную поверхность 3000-3500 см3/г.In contrast to the prototype, the use of a finely dispersed binder Mikrodur or INTRACEM allows to more fully bind water and tighten the structure of the stone and thereby ensure its increased fluid resistance and durability. This is also due to the fact that finely dispersed binders are able to bind water many times more, since their water-solid ratio can reach 3.0–5.0 with a specific surface of 20,000–25,000 cm 3 / g versus 0.3–0.5 conventional grouting cements having a specific surface area of 3000-3500 cm 3 / g.
В качестве жидкости затворения предлагаемой информативной тампонажной смеси используют воду или рассол хлористого натрия, или хлористого кальция, или бромистого кальция, или их смесь в количестве 50-150 вес.ч. плотностью от 1,0 до 1,7 г/см3. При содержании жидкости затворения менее 50 вес.ч. тампонажный раствор становится непрокачиваемым, при более 150 вес.ч. у раствора наблюдается некоторый седиментационный отстой. В интервалах соленосных отложений и рапоносных горизонтов используется засолоненный тампонажный раствор, приготовленный на химически совместимых с горной породой рассолах, с возможностью исключения обменных процессов, ведущих к разрушению камня тампонажной основы. При наличии в разрезе горных пород пресных или слабоминерализованных вод используют жидкости затворения плотностью 1,0-1,06 г/см3, минерализованных и сильноминерализованных 1,06-1,20 г/см3, а при наличии пластов с аномально высоким пластовым давлением до 1,7 г/см3. Это позволяет избежать проникновения пластовых флюидов в структуру камня на стадии его твердения и образования каналов фильтрации и тем самым предотвратить межколонное давление и межпластовые перетоки, при этом камень обладает низкой газопроницаемостью, отсутствием трещин и каналов и достаточной плотностью, обеспечивающей необходимое противодавление на пласты и стенки ствола скважины.As the mixing fluid of the proposed informative grouting mixture, water or a brine of sodium chloride, or calcium chloride, or calcium bromide, or a mixture thereof in an amount of 50-150 parts by weight are used. density from 1.0 to 1.7 g / cm 3 . When the content of the mixing liquid is less than 50 parts by weight cement slurry becomes non-pumpable, with more than 150 parts by weight the solution has some sedimentation sediment. In the intervals of saline deposits and rape horizons, salted grouting mortar is used, prepared on brines chemically compatible with the rock, with the possibility of eliminating metabolic processes leading to the destruction of the grouting stone. If there is fresh or weakly mineralized water in the rock section, mixing liquids with a density of 1.0-1.06 g / cm 3 , mineralized and highly mineralized 1.06-1.20 g / cm 3 are used , and in the presence of formations with an abnormally high reservoir pressure up to 1.7 g / cm 3 . This avoids the penetration of formation fluids into the structure of the stone at the stage of hardening and the formation of filtration channels and thereby prevents annular pressure and interstratal flows, while the stone has low gas permeability, the absence of cracks and channels and a sufficient density that provides the necessary back pressure on the strata and bore walls wells.
Вариант 1Option 1
Информативная тампонажная смесь в качестве информативного материала содержит борную кислоту (Н3ВО3) в количестве 2-3 вес.ч. Добавка борной кислоты в смесь менее 2 вес.ч. слабо реагирует на время замедления нейтронов, а увеличение добавки более 3 вес.ч. не дает существенного прироста показаний замедления нейтронов.Informative tampon mixture as an informative material contains boric acid (H 3 BO 3) in an amount of 2-3 parts by weight The addition of boric acid to the mixture is less than 2 parts by weight. weakly reacts to the time of neutron deceleration, and the increase in the additive is more than 3 parts by weight does not give a significant increase in the indications of neutron deceleration.
Информативная тампонажная смесь в качестве ускорителя схватывания содержит сернокислый глинозем (сульфат алюминия Al2(SO4)3·18Н2О) в количестве 3-7 вес.ч. Добавка сернокислого глинозема в смесь менее 3 вес.ч. увеличивает время прокачиваемости тампонажного раствора до 1 суток, а увеличение добавки более 7 вес.ч. сокращает время прокачиваемости до величин, недостаточных для проведения технологических операций с тампонажным раствором.An informative grouting mixture as a setting accelerator contains alumina sulfate (aluminum sulfate Al 2 (SO 4 ) 3 · 18H 2 O) in an amount of 3-7 parts by weight The addition of alumina sulfate to the mixture is less than 3 parts by weight. increases the pumpability time of grouting mortar to 1 day, and the increase in additives is more than 7 parts by weight reduces pumping time to values insufficient for carrying out technological operations with grouting mortar.
Информативная тампонажная смесь в качестве регулятора технологических свойств содержит суперпластификатор С-3 в количестве 0,3-1. Добавка суперпластификатора С-3 в смесь менее 0,3 вес.ч. не позволяет снижать вязкость тампонажного раствора до заданных параметров, а увеличение добавки более 1 вес.ч. ведет к разжижению тампонажного раствора и некоторому расслоению.An informative grouting mixture as a regulator of technological properties contains superplasticizer C-3 in an amount of 0.3-1. The addition of superplasticizer S-3 to a mixture of less than 0.3 parts by weight does not allow to reduce the viscosity of the cement slurry to the specified parameters, and the increase in additives is more than 1 weight.h. leads to a dilution of the grouting mortar and some delamination.
Вариант 2Option 2
Информативная тампонажная смесь в качестве информативного материала содержит тетраборат натрия (бура Na2B4O7·10Н2О) в количестве 5-10 вес.ч. Добавка тетрабората натрия в смесь менее 5 вес.ч. недостаточна для выявления времени замедления нейтронов, а увеличение добавки более 10 вес.ч. не увеличивает информативность раствора.An informative grouting mixture contains sodium tetraborate (borax Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) in an amount of 5-10 parts by weight as an informative material. The addition of sodium tetraborate to a mixture of less than 5 parts by weight insufficient to detect the time of neutron deceleration, and the increase in the additive is more than 10 parts does not increase the information content of the solution.
Информативная тампонажная смесь в качестве ускорителя схватывания содержит карбонат калия (поташ K2CO3) в количестве 5-10 вес.ч. Добавка карбоната калия в смесь менее 5 вес.ч. ведет к нерациональному увеличению сроков прокачиваемости и схватывания, а увеличение добавки более 10 вес.ч. снижает прокачиваемость ниже времени, необходимого для технологических операций.An informative grouting mixture as a setting accelerator contains potassium carbonate (potash K 2 CO 3 ) in an amount of 5-10 parts by weight. The addition of potassium carbonate to a mixture of less than 5 parts by weight leads to an irrational increase in the pumpability and setting time, and an increase in the additive is more than 10 parts by weight reduces pumpability below the time required for technological operations.
Информативная тампонажная смесь в качестве регулятора технологических свойств содержит суперпластификатор С-3 в количестве 0,3-1. Добавка суперпластификатора С-3 в смесь менее 0,3 вес.ч. не позволяет снижать вязкость тампонажного раствора до заданных параметров, а увеличение добавки более 1 вес.ч. ведет к разжижению тампонажного раствора и некоторому расслоению.An informative grouting mixture as a regulator of technological properties contains superplasticizer C-3 in an amount of 0.3-1. The addition of superplasticizer S-3 to a mixture of less than 0.3 parts by weight does not allow to reduce the viscosity of the cement slurry to the specified parameters, and the increase in additives is more than 1 weight.h. leads to a dilution of the grouting mortar and some delamination.
Приготовление информативной тампонажной смеси может осуществляться двумя способами:The preparation of an informative grouting mixture can be carried out in two ways:
- централизованно в цехе сухих тампонажных композиций с использованием известных смесительных камер;- centrally in the workshop of dry cement compositions using well-known mixing chambers;
- непосредственно на скважине.- directly at the well.
По первому способу приготовленную гомогенную смесь подают в цементовозы или в бункеры цементно-смесительных машин или расфасовывают в герметичные упаковки весом 25-40 кг. Затем смесь любым видом транспорта доставляют на скважину, где из нее приготавливают тампонажный раствор.According to the first method, the prepared homogeneous mixture is fed into cement trucks or into bunkers of cement-mixing machines or packaged in sealed packages weighing 25-40 kg. Then the mixture by any means of transport is delivered to the well, where cement slurry is prepared from it.
По второму способу информативный тампонажный раствор готовят на скважине обычным способом с применением глиномешалки или агрегато-смесительных машин АСМ-25, УСО-16, в которые последовательно вводят компоненты: воду, борсодержащее вещество, реагент-ускоритель, реагент-пластификатор и вяжущее вещество.According to the second method, an informative grouting solution is prepared in the well in the usual way using a clay mixer or ASM-25, USO-16 aggregate-mixing machines, into which components are successively introduced: water, a boron-containing substance, an accelerator reagent, a plasticizer reagent and a binder.
Определение основных свойств раствора и камня проводят в соответствии с ГОСТ 1581-96 «Цементы тампонажные» и ГОСТ 26798.1-96 «Методы испытаний».Determination of the basic properties of the mortar and stone is carried out in accordance with GOST 1581-96 "Cement grouting" and GOST 26798.1-96 "Test methods".
Определение плотности, растекаемости, водоотделения проводят при 22°С и атмосферном давлении. Для условий умеренных температур испытания проводят при 75-90°С и атмосферном давлении. Для условий аномально-высоких пластовых давлений при режимах температур до 120°С и давлении 60 МПа. Растекаемость определяют по конусу АЗНИИ, плотность пикнометром, водоотделение в мерном цилиндре, время загустевания на консистометрах ZM-1002 и КЦ-3, предел прочности на сжатие на испытательном стенде 4207D - CHANDLER. Нейтронное замедление измерялось с помощью прибора СГДТ.Determination of density, spreadability, water separation is carried out at 22 ° C and atmospheric pressure. For conditions of moderate temperatures, tests are carried out at 75-90 ° C and atmospheric pressure. For conditions of abnormally high reservoir pressures at temperatures up to 120 ° C and a pressure of 60 MPa. Spreadability is determined by the cone of AZNII, density by a pycnometer, water separation in a graduated cylinder, thickening time on ZM-1002 and KTs-3 consistometers, compressive strength on a test bench 4207D - CHANDLER. Neutron deceleration was measured using a SGDT instrument.
Данные о проведенных испытаниях сведены в таблице «Составы и свойства тампонажных смесей».The data on the tests are summarized in the table "Compositions and properties of grouting mixtures."
ПримерExample
Для приготовления информативной тампонажной смеси по варианту 1 (см. состав 9) в воду объемом 1200 см3 при постоянном перемешивании последовательно добавляют 30 г борной кислоты, 70 г сернокислого глинозема, 6 г суперпластификатора С-3, 1000 г Микродура.To prepare an informative grouting mixture according to option 1 (see composition 9), with water with a volume of 1200 cm 3 , 30 g of boric acid, 70 g of alumina sulfate, 6 g of S-3 superplasticizer, 1000 g of Mikrodur are successively added to the water.
Состав перемешивают 3 мин, после чего определяют растекаемость, плотность, прокачиваемость. Затем заливают формы для испытания образцов на прочность через 2 суток твердения.The composition is stirred for 3 minutes, after which the spreadability, density, and pumpability are determined. Then fill in the mold for testing samples for strength after 2 days of hardening.
Для состава по варианту 1 (см. состав 9) плотность раствора 1,46 г/см3, растекаемость 23 см, прочность на изгиб 2,0 МПа.For the composition of Embodiment 1 (see FIG. 9 composition) solution density of 1.46 g / cm3 flowability 23 cm, the bending strength of 2.0 MPa.
Для измерения нейтронного замедления приготовленный состав 9 заливают в стенд с кольцевым пространством ⌀ 225×127 мм и длиной 1500 м. Внутрь стенда в трубе с внутренним диаметром 108 мм залитой водой помещают импульсный прибор нейтронного гамма каротажа.To measure neutron moderation, the prepared composition 9 is poured into a stand with an annular space of ⌀ 225 × 127 mm and a length of 1,500 m. A pulsed neutron gamma-ray logging device is placed inside the stand in a pipe with an inner diameter of 108 mm.
Замеры нейтронного замедления показали уменьшение импульсов в минуту в 4-5 раз по сравнению с образцом, приготовленным из чистого портландцемента (см. состав 1).Measurements of neutron moderation showed a decrease in pulses per minute by 4-5 times compared with a sample prepared from pure Portland cement (see composition 1).
ПримерExample
Для приготовления информативной тампонажной смеси по варианту 2 (см. состав 13) в воду объемом 1200 см3 при постоянном перемешивании последовательно добавляют 100 г тетрабората натрия, 100 г карбоната калия, 10 г суперпластификатора С-3, 1000 г ИНТРАЦЕМ.To prepare an informative grouting mixture according to option 2 (see composition 13), 100 g of sodium tetraborate, 100 g of potassium carbonate, 10 g of C-3 superplasticizer, 1000 g of INTRACEM are successively added to water with a volume of 1200 cm 3 with constant stirring.
Состав перемешивают 3 мин, после чего определяют растекаемость, плотность, прокачиваемость. Заливают формы для испытания образцов на прочность через 2 суток твердения.The composition is stirred for 3 minutes, after which the spreadability, density, and pumpability are determined. Pour molds for testing samples for strength after 2 days of hardening.
Для состава по варианту 2 (см. состав 13) плотность раствора 1,46 г/см3, растекаемость 25 см, прочность на изгиб 1,8 МПа.For the composition according to option 2 (see composition 13), the density of the solution is 1.46 g / cm 3 , the spreadability is 25 cm, the bending strength is 1.8 MPa.
Для измерения нейтронного замедления приготовленный состав 13 заливают в стенд с кольцевым пространством ⌀ 225×127 мм и длиной 1500 м. Внутрь стенда в трубе с внутренним диаметром 108 мм залитой водой помещают импульсный прибор нейтронного гамма каротажа.To measure neutron moderation, the prepared composition 13 is poured into a stand with an annular space ⌀ 225 × 127 mm and a length of 1,500 m. A pulsed neutron gamma-ray logging device is placed inside the stand in a pipe with an inner diameter of 108 mm.
Замеры нейтронного замедления показали уменьшение импульсов в минуту в 4-5 раз по сравнению с образцом, приготовленным из чистого портландцемента (см. состав 1).Measurements of neutron moderation showed a decrease in pulses per minute by 4-5 times compared with a sample prepared from pure Portland cement (see composition 1).
Использование предлагаемой информативной тампонажной смеси позволяет:Using the proposed informative grouting mixture allows you to:
- расширить область применения;- expand the scope of application;
- повысить эффективность тампонажных работ за счет улучшения технологических возможностей тампонажной смеси, упрощения ее приготовления в промысловых условиях и повышенной фильтрующей способности в низкопроницаемые коллекторы, микрозазоры и микротрещины;- increase the efficiency of grouting by improving the technological capabilities of grouting mixture, simplifying its preparation in field conditions and increased filtering ability in low-permeability reservoirs, micro-gaps and microcracks;
- обеспечить возможность индикаторного мониторинга в течение неограниченного времени;- provide the possibility of indicator monitoring for unlimited time;
- исключить вредное влияние на окружающую среду и людей.- eliminate harmful effects on the environment and people.
Экономический эффект от использования заявляемой информативной тампонажной смеси будет определяться за счет повышения эффективности тампонажных работ и возможности индикаторного мониторинга в течение неограниченного времени без привлечения дополнительных средств на установку индикаторных меток.The economic effect of the use of the claimed informative grouting mixture will be determined by increasing the efficiency of grouting and the possibility of indicator monitoring for unlimited time without attracting additional funds for the installation of indicator marks.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118903/03A RU2471844C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Informative grouting mortar (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011118903/03A RU2471844C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Informative grouting mortar (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471844C1 true RU2471844C1 (en) | 2013-01-10 |
Family
ID=48806071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011118903/03A RU2471844C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Informative grouting mortar (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471844C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561426C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-08-27 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Composition for creation of borehole filter |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1065581A1 (en) * | 1982-07-13 | 1984-01-07 | Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Plugging composition |
EP1369401A2 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealing composition |
RU2223386C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-02-10 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Sealing of pipe and string clearance |
RU2299230C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Methods of isolation of the productive strata overlapped by the casing strings and the grouting mortar for its exercise |
RU2304606C1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Grouting mix |
CN101054513A (en) * | 2007-05-21 | 2007-10-17 | 中国石油大学(华东) | Deep water low temperature cementing cement system |
-
2011
- 2011-05-11 RU RU2011118903/03A patent/RU2471844C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1065581A1 (en) * | 1982-07-13 | 1984-01-07 | Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Plugging composition |
RU2223386C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-02-10 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Sealing of pipe and string clearance |
EP1369401A2 (en) * | 2002-06-04 | 2003-12-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealing composition |
RU2299230C2 (en) * | 2005-06-16 | 2007-05-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Methods of isolation of the productive strata overlapped by the casing strings and the grouting mortar for its exercise |
RU2304606C1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-20 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Grouting mix |
CN101054513A (en) * | 2007-05-21 | 2007-10-17 | 中国石油大学(华东) | Deep water low temperature cementing cement system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561426C1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-08-27 | Закрытое акционерное общество "Октопус" | Composition for creation of borehole filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015205948B2 (en) | Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods | |
Teodoriu et al. | A review of cement testing apparatus and methods under CO2 environment and their impact on well integrity prediction–Where do we stand? | |
Sauki et al. | Effects of pressure and temperature on well cement degradation by supercritical CO2 | |
NO20190868A1 (en) | Reactivity mapping | |
RU2597906C1 (en) | Curable compositions containing wollastonite and pumice and methods for use thereof | |
WO2018156123A1 (en) | Slurry design process | |
IT8022137A1 (en) | Lightweight cement and cementation process using said cement | |
CN101522852A (en) | Pumpable geopolymer formulation and application for carbon dioxide storage | |
WO2018156115A1 (en) | Application of water requirement measurements to approximate specific surface area | |
CA2560553C (en) | Methods of making cement compositions using liquid additives containing lightweight beads | |
US5207832A (en) | Lightened cement grout suitable for the cementation of hydrocarbon production wells | |
BR112019014393A2 (en) | METHODS TO GENERATE A CEMENT COMPOSITION AND IMPROVE A REASON BETWEEN LIME AND SILICA FROM A CEMENT MIXTURE, AND, SYSTEM TO GENERATE A CEMENT COMPOSITION | |
CN102796500A (en) | Low-hydration-heat early-strength cement for well cementation | |
Zhang et al. | Experimental study of well cement carbonation under geological storage conditions | |
RU2468187C1 (en) | Base of curable grouting mortar | |
RU2471844C1 (en) | Informative grouting mortar (versions) | |
Strazisar et al. | Chemical reactions of wellbore cement under CO2 storage conditions: effects of cement additives | |
RU2471845C1 (en) | Informative grouting mortar | |
US20140048265A1 (en) | Cohesive settable cement system | |
Satoh et al. | The long-term corrosion behavior of abandoned wells under CO2 geological storage conditions:(1) Experimental results for cement alteration | |
CA1084683A (en) | Method of making lightweight cement slurries and their uses | |
RU2637347C2 (en) | Activators for hardening cement for cement compositions with disabled hardening and related methods | |
RU2474603C2 (en) | High-structure grouting mixture | |
Cui et al. | Study of effects of downhole conditions on the setting time and compressive strength of MOS settable system by orthogonal experimental design | |
RU2561426C1 (en) | Composition for creation of borehole filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140711 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190512 |