RU2513220C2 - Высокопроникающий тампонажный раствор - Google Patents
Высокопроникающий тампонажный раствор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513220C2 RU2513220C2 RU2012131777/03A RU2012131777A RU2513220C2 RU 2513220 C2 RU2513220 C2 RU 2513220C2 RU 2012131777/03 A RU2012131777/03 A RU 2012131777/03A RU 2012131777 A RU2012131777 A RU 2012131777A RU 2513220 C2 RU2513220 C2 RU 2513220C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- vic
- parts
- water
- btruo
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонту и креплению скважин, и может быть использовано при ремонтно-изоляционных работах в скважинах для изоляции посторонних вод и газопереточных каналов в цементном кольце за эксплуатационной колонной. Технический результат - расширение номенклатуры высокотехнологичных тампонажных растворов с повышенной проникающей способностью и ультранизкой водоотдачей, предназначенных для ремонтно-изоляционных работ. Тампонажный раствор содержит, мас.ч. на 100 мас.ч. микроцемента ЦС БТРУО «Микро»: понизитель фильтрации «ПФ-ВМЦ» 0,25-0,75, замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» 0,50-3,00, микрокремнезем МК-85 0,00-10,00, пеногаситель 0,10-0,30, вода пресная 70,0-80,0. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ремонту и креплению скважин, и может быть использовано при ремонтно-изоляционных работах в скважинах, для изоляции посторонних вод и газопереточных каналов в цементном кольце за эксплуатационной колонной.
Известен облегченный тампонажный раствор [1 - аналог], включающий, мас.ч: портландцемент 100, глинопорошок до 2, оксиэтилцеллюлозу 0,8-0,9 и воду 80-100.
Недостатком известного тампонажного раствора является низкая проникающая способность в каналы и поры изолируемого пласта из-за низкой степени дисперсности гидравлического вяжущего.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является тампонажный раствор [2 - прототип], включающий мас.%: портландцемент тампонажный 64,41-66,24, сульфацелл 0,13-0,40, микрокремнезем МК-85 0,33-1,99 и воду 33,20-33,30.
Недостатком известного тампонажного раствора является также низкая проникающая способность в каналы и поры изолируемого пласта и высокая водоотдача. Высокие значения показателя водоотдачи в забойных условиях могут привести к значительному отфильтровыванию жидкости затворения и преждевременному загустеванию тампонажного раствора.
Указанные недостатки могут привести к проблемам при закачках состава в скважину и снижению эффективности его применения.
При создании изобретения решалась задача разработки высокопроникающего тампонажного раствора с высоким уровнем технологических качеств: ультранизкая водоотдача, низкие реологические характеристики, регулируемые сроки схватывания в широком диапазоне температур, высокая прочность цементного камня.
Технический результат - расширение номенклатуры высокотехнологичных тампонажных растворов с повышенной проникающей способностью и ультранизкой водоотдачей, предназначенных для ремонтно-изоляционных работ.
Решение поставленной задачи достигается тем, что тампонажный раствор, включающий вяжущее, понизитель фильтрации - гидроксиэтилцеллюлозу, микрокремнезем и воду, дополнительно содержит замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ», представляющий собой смесь органических серосодержащих веществ и минеральных добавок и кремний - органический пеногаситель, в качестве которого используется «Тесил 201» или «Полидефом», или «Basopur DF5», а в качестве вяжущего содержит цементную смесь БТРУО «Микро» с удельной поверхностью не менее 900,0 м2/кг, в качестве гидроксиэтилцеллюлозы - реагент «ПФ-ВМЦ», при следующем соотношении компонентов, мас.ч. на 100 мас.ч. микроцемента ЦС БТРУО «Микро»:
| Понизитель фильтрации «ПФ-ВМЦ» | 0,25-0,75 |
| Замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» | 0,50-3,00 |
| Микрокремнезем МК-85 | 0,00-10,0 |
| Пеногаситель | 0,10-0,30 |
| Вода пресная | 70,0-80,0 |
Для приготовления тампонажного раствора в экспериментах использовались следующие материалы и реагенты:
- Цементная смесь «ЦС БТРУО» марки «Микро» выпускается по ТУ 2458-066-54651030-2010, представляет собой смесь цементного клинкера и минеральных добавок, характеризующаяся удельной поверхностью не менее 900,0 м2/кг.
- Понизитель фильтрации «ПФ-ВМЦ» выпускается по ТУ 2458-085-54651030-2011, представляет собой низковязкую гидроксиэтилцеллюлозу, обеспечивающую ее 1%-му водному раствору вязкость не более 50 мПа·с.
- Замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» выпускается по ТУ 2458-084-54651030-2011, представляет собой смесь органических серосодержащих веществ и минеральных добавок.
- Пеногаситель «Тесил-201» выпускается ООО «НПФ Техносилоксаны» по ТУ 2251-003-9894-2484-2007, представляет собой водную эмульсию кремнийорганических полимеров.
- Пеногаситель «Полидефом» выпускается ЗАО НПО «Полицелл» по ТУ 2637-023-97457491-2010, представляет собой водную эмульсию кремнийорганических полимеров.
- Пеногаситель «Basopur DF 5» поставляется концерном BASF, является алкоксилированным жирным спиртом.
- «Микрокремнезем конденсированный», выпускается по ТУ 5743-048-02495332-96, представляет собой ультрадисперсный порошкообразный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Микрокремнезем в присутствии влаги вступает во взаимодействие с цементом с образованием гидросиликата кальция, отличающегося более развитой пространственной структурой.
- Вода пресная.
Применяемый в тампонажном растворе комплексный замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» позволяет регулировать сроки схватывания при забойных температурах до 110°С. Кроме того, «ЗС-ВМЦ» выполняет функцию пластификатора.
Ввод в состав тампонажного раствора вяжущего с высокой удельной поверхностью позволяет увеличить проникающую способность в каналы и поры из-за их более высокой степени дисперсности.
Ввод в состав тампонажного раствора микрокремнезема способствует снижению сульфатной коррозии цементного камня и повышению его прочности на сжатие.
Уменьшение содержания понизителя фильтрации «ПФ-ВМЦ», замедлителя схватывания «ЗС-ВМЦ», микрокремнезема, пеногасителя, ниже указанных значений, приводит к увеличению водоотдачи, к увеличению реологических показателей, быстрому загустеванию раствора, вспениванию.
Увеличение содержания понизителя фильтрации «ПФ-ВМЦ», замедлителя схватывания «ЗС-ВМЦ», микрокремнезема, пеногасителя выше указанных значений, также приводит к увеличению реологических показателей, уменьшению прочности цементного камня.
Ниже представлены примеры приготовления тампонажных составов в лабораторных условиях. В таблице 1 представлен компонентный состав исследуемых тампонажных растворов, а в таблице 2 их технологические параметры.
Определение основных свойств тампонажных растворов и камней проводили при температуре 75°С в соответствии с международным стандартом ISO 10426-2 (спецификация 10А API). Плотность тампонажного раствора определяли при помощи рычажных весов для буровых и тампонажных растворов FANN 140. Пластическую вязкость и динамическое напряжение сдвига определяли с помощью ротационного вискозиметра FANN 35SA при комнатной температуре. Водоотдачу раствора определяли на тестере Chandler Engineering M 7120 при температуре 75°С и перепаде давления 69 атм. Время загустевания раствора определяли на консистометре Chandler Engineering M 7222 при температуре 75°С и давлении 150 атм. Прочность на сжатие цементного камня определяли на ультразвуковом анализаторе прочности Chandler Engineering M 4262 при температуре 75°С и давлении 207 атм.
Тампонажные растворы готовили следущим образом. Если того требует рецептура, готовили сухую смесь микроцемента с микрокремнеземом в заданных соотношениях. Необходимое количество добавок - замедлителя схватывания «ЗС-ВМЦ», понизителя фильтрации «ПФ-ВМЦ», пеногасителя растворяли в воде. Затем на полученном водном растворе затворяли чистый микроцемент или сухую смесь в блендере Chandler Engineering М 3060.
Ниже приведен пример приготовления и испытания состава №4 из таблицы 1 в лабораторных условиях.
Пример. Для приготовления 2500 г высокопроникающего тампонажного раствора (количество раствора, достаточное для всех видов исследований, состав №4 в таблице 1) необходимо взять 1027,70 г воды (75 мас.ч. на 100 мас.ч. цемента) и растворить 23,98 г замедлителя схватывания «ЗС-ВМЦ» (1,75 мас.ч. на 100 мас.ч. цемента), затем в этой же воде растворить 6,85 г понизителя фильтрации «ПФ-ВМЦ» (0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. цемента) и 2,74 г пеногасителя «Тесил-201» (0,2 мас.ч. на 100 мас.ч. цемента). Приготовить сухую тампонажную смесь из 1370,20 г микроцемента ЦС БТРУО «Микро» (100 мас.ч. цемента) и 68,50 г микрокремнезема (5 мас.ч. на 100 мас.ч. цемента). Состав (за 2 приема) затворяют 50 секунд на блендере Chandler Engineering M 3060. После чего определяют плотность. Реологические параметры определяются после вымешивания тампонажного раствора в атмосферном консистометре при комнатной температуре в течение 20 мин. Далее раствор заливают в стакан консистометра Chandler Engineering M 7222 и определяют время загустевания при температуре 75°С и давлении 150 атм. Для определения водоотдачи раствор заливают в собранный цилиндр тестера Chandler Engineering M 7120 и определяют водоотдачу при температуре 75°С и перепаде давления 69 атм. Для определения прочности раствор заливают в ячейку ультразвукового анализатора прочности Chandler Engineering M 4262.
Приготовленный в примере состав имеет плотность 1,64 г/см3, пластическую вязкость 44,2 мПа·с, динамическое напряжение сдвига 161 дПа, время загустевания до 70 Bс - 250 мин, водоотдача за 30 мин - 30,2 мл, прочность на сжатие через 1 сутки - 20,3 МПа.
Примеры приготовления и испытания составов 1-3 и 5-7, приведенных в таблице 1, аналогичны вышеописанному.
Раствор прототипа был приготовлен в лабораторных условиях согласно описанию и для него, также как описано в примере, были замерены технологические параметры.
Как видно из таблицы 2, заявляемый тампонажный раствор обладает ультранизкой водоотдачей (заявляемый 30,2 мл, а прототип 435,3 мл). Пластическая вязкость такого тампонажного раствора составляет 44,2 мПа·с, а прототипа 77,5 мПа·с. Увеличение содержания микрокремнезема повышает прочность камня на сжатие, однако увеличение его содержания свыше 10% по весу микроцемента обеспечивает раствору чрезмерно высокие показатели динамического напряжения сдвига, что нежелательно.
Предлагаемый тампонажный раствор позволяет повысить качество ответственных операций по ремонтному цементированию за счет ультранизкой водоотдачи тампонажного раствора и низких показателей реологии в сочетании с его высокой проникающей способностью и высокой прочностью цементного камня.
| Таблица 1 | ||||||||
| Составы высокопроникающего тампонажного раствора | ||||||||
| № п/п | Микроцемент ЦС БТРУО «Микро» | Понизитель фильтрации «ПФ-ВМЦ» | Замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» | Пеногаситель | Микрокремне-зем | Вода | ||
| Тесил-201 | Полидефом | Basopur DF5 | ||||||
| (мас.ч. на 100 мас.ч. цемента) | ||||||||
| 1 | 100 | 0,25 | 0,50 | 0,10 | - | - | - | 70,0 |
| 2 | 100 | 0,50 | 1,75 | 0,20 | - | - | - | 75,0 |
| 3 | 100 | 0,75 | 3,00 | 0,30 | - | - | - | 80,0 |
| 4 | 100 | 0,50 | 1,75 | 0,20 | - | - | 5,00 | 75,0 |
| 5 | 100 | 0,50 | 1,75 | 0,20 | - | - | 10,0 | 75,0 |
| 6 | 100 | 0,50 | 1,75 | - | 0,20 | - | 5,00 | 75,0 |
| 7 | 100 | 0,50 | 1,75 | - | - | 0,20 | 5,00 | 75,0 |
| ПРОТОТИП | ||||||||
| 8 | 100 (цемент марки G) | 0,42 (сульфацелл) | 3,09 | 51,5 | ||||
| Таблица 2 | |||||||
| Свойства составов высокопроникающего тампонажного раствора, представленных таблице 1. | |||||||
| № состава из таблицы 1 | Плотность, г/см3 | Пластическая вязкость, мПа·с | Динамическое напряжение сдвига, дПа | Водотдача, см3 за 30 мин | Время загустевания до 70 Bс, чч:мм | Прочность на сжатие, МПа, 1 сут | |
| Расчетная | Замеренная | ||||||
| 1 | 1,67 | 1,67 | 156,0 | 403 | 50,5 | 01:00 | 13,1 |
| 2 | 1,64 | 1,64 | 38,2 | 24 | 29,5 | 02:10 | 12,2 |
| 3 | 1,60 | 1,60 | 62,5 | 46 | 19,5 | 06:45 | 11,5 |
| 4 | 1,64 | 1,64 | 44,2 | 161 | 30,2 | 04:10 | 20,3 |
| 5 | 1,65 | 1,65 | 63,0 | 357 | 35,3 | 04:30 | 23,2 |
| 6 | 1,64 | 1,64 | 43,9 | 158 | 30,1 | 04:10 | 20,6 |
| 7 | 1,64 | 1,64 | 43,7 | 155 | 30,0 | 04:15 | 19,9 |
| ПРОТОТИП | |||||||
| 8 | 1,82 | 1,82 | 77,5 | 17,1 | 435,3 | 03:10 | 20,4 |
Источники информации
1. Патент RU 2085702 C1, E21B 33/138, опубликовано 27.07.1997 г. - аналог.
2. Патент RU 2322471 C1, C09K 8/467, опубликовано 20.04.2008 г. - прототип.
Claims (1)
- Тампонажный раствор, содержащий вяжущее, понизитель фильтрации - гидроксиэтилцеллюлозу, микрокремнезем и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ», представляющий собой смесь органических серосодержащих веществ и минеральных добавок, и кремнийорганический пеногаситель, в качестве которого используется «Тесил 201» или «Полидефом», или «Basopur DF5», а в качестве вяжущего содержит цементную смесь БТРУО «Микро» с удельной поверхностью не менее 900,0 м2/кг, в качестве гидроксиэтилцеллюлозы - реагент «ПФ-ВМЦ», при следующем соотношении компонентов, мас.ч. на 100 мас.ч. микроцемента ЦС БТРУО «Микро»:
Понизитель фильтрации «ПФ-ВМЦ» 0,25-0,75 Замедлитель схватывания «ЗС-ВМЦ» 0,50-3,00 Микрокремнезем МК-85 0,00-10,0 Пеногаситель 0,10-0,30 Вода пресная 70,0-80,0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131777/03A RU2513220C2 (ru) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Высокопроникающий тампонажный раствор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012131777/03A RU2513220C2 (ru) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Высокопроникающий тампонажный раствор |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012131777A RU2012131777A (ru) | 2014-01-27 |
| RU2513220C2 true RU2513220C2 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=49957058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012131777/03A RU2513220C2 (ru) | 2012-07-25 | 2012-07-25 | Высокопроникающий тампонажный раствор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2513220C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588026C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-06-27 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Облегченный тампонажный состав |
| RU2733872C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-10-07 | Акционерное общество "Зарубежнефть" | Термостойкий тампонажный материал для крепления скважин, обеспечивающий высокую прочность в условиях циклически меняющихся температур и воздействия H2S и CO2 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557268C1 (ru) * | 2014-04-23 | 2015-07-20 | Закрытое акционерное общество "ХИМЕКО-ГАНГ" | Эмульсионный тампонажный раствор на углеводородной основе |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057250C1 (ru) * | 1987-11-09 | 1996-03-27 | Норск Хюдро А.С. | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин и способ его приготовления |
| RU2322471C1 (ru) * | 2006-07-11 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Тампонажный раствор |
| US20090038801A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Ravi Krishna M | Sealant Compositions and Methods of Use |
| RU2400517C2 (ru) * | 2005-01-24 | 2010-09-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Герметизирующая композиция, включающая сшиваемый материал и пониженное количество цемента, для проницаемой зоны скважины |
| RU2413064C2 (ru) * | 2005-01-24 | 2011-02-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Способы закупорки проницаемой зоны скважины при использовании герметизирующей композиции, содержащей сшиваемый материал и пониженное количество цемента |
| US20120073813A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Clearwater International, Llc | Novel Weight Materials for Use in Cement, Spacer and Drilling Fluids |
-
2012
- 2012-07-25 RU RU2012131777/03A patent/RU2513220C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057250C1 (ru) * | 1987-11-09 | 1996-03-27 | Норск Хюдро А.С. | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин и способ его приготовления |
| RU2400517C2 (ru) * | 2005-01-24 | 2010-09-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Герметизирующая композиция, включающая сшиваемый материал и пониженное количество цемента, для проницаемой зоны скважины |
| RU2413064C2 (ru) * | 2005-01-24 | 2011-02-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Способы закупорки проницаемой зоны скважины при использовании герметизирующей композиции, содержащей сшиваемый материал и пониженное количество цемента |
| RU2322471C1 (ru) * | 2006-07-11 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Тампонажный раствор |
| US20090038801A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Ravi Krishna M | Sealant Compositions and Methods of Use |
| US20120073813A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Clearwater International, Llc | Novel Weight Materials for Use in Cement, Spacer and Drilling Fluids |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2588026C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-06-27 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Облегченный тампонажный состав |
| RU2733872C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-10-07 | Акционерное общество "Зарубежнефть" | Термостойкий тампонажный материал для крепления скважин, обеспечивающий высокую прочность в условиях циклически меняющихся температур и воздействия H2S и CO2 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012131777A (ru) | 2014-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Properties comparison of mortars with welan gum or cellulose ether | |
| RU2434923C1 (ru) | Тампонажный состав для установки зарезных опорных мостов | |
| TW201619268A (zh) | 水硬性組成物用增稠劑、一劑型減水劑及含有其之水硬性組成物之製造方法 | |
| RU2360940C1 (ru) | Расширяющийся тампонажный материал | |
| AU2016204651A1 (en) | Settable compositions comprising wollastonite and pumice and methods of use | |
| CN107337376B (zh) | 一种聚羧酸超缓凝减水剂 | |
| US20140352963A1 (en) | Powder Defoaming Compositions and Methods of Reducing Gas Entrainment In Fluids | |
| RU2385894C1 (ru) | СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПЛОТНОСТЬЮ 1450-1500 кг/м3 | |
| Murthy et al. | Synergistic effect of nano-silica slurries for cementing oil and gas wells | |
| CN108083679B (zh) | 一种混凝土减胶剂及其制备方法 | |
| RU2513220C2 (ru) | Высокопроникающий тампонажный раствор | |
| RU2508307C2 (ru) | Тампонажный состав для цементирования горизонтальных стволов скважин | |
| RU2591058C1 (ru) | Утяжеленный тампонажный раствор | |
| RU2474603C2 (ru) | Высокоструктурированная тампонажная смесь | |
| Baltazar et al. | Performance improvement of hydraulic lime based grouts for masonry consolidation: an experimental study | |
| RU2322471C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| CA2635925C (en) | Cement blend | |
| RU2504568C1 (ru) | Расширяющийся тампонажный состав | |
| RU2507380C1 (ru) | Тампонажный раствор низкой плотности | |
| Xin et al. | The effect of waterborne epoxy resin emulsion on the physical properties of oil well cement | |
| RU2482086C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2807721C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
| RU2710862C1 (ru) | Состав для изоляции водопритока в скважину | |
| RU2707837C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| RU2557268C1 (ru) | Эмульсионный тампонажный раствор на углеводородной основе |