RU2542013C2 - Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин - Google Patents

Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2542013C2
RU2542013C2 RU2013129225/03A RU2013129225A RU2542013C2 RU 2542013 C2 RU2542013 C2 RU 2542013C2 RU 2013129225/03 A RU2013129225/03 A RU 2013129225/03A RU 2013129225 A RU2013129225 A RU 2013129225A RU 2542013 C2 RU2542013 C2 RU 2542013C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
water
agent
excess
penetrating
Prior art date
Application number
RU2013129225/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013129225A (ru
Inventor
Данияр Лябипович Бакиров
Виталий Александрович Бурдыга
Рустам Кавсарович Нафиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
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-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
Priority to RU2013129225/03A priority Critical patent/RU2542013C2/ru
Publication of RU2013129225A publication Critical patent/RU2013129225A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2542013C2 publication Critical patent/RU2542013C2/ru

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин. Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, пенетрирующую добавку, понизитель водоотдачи, пластификатор, пеногаситель и воду, отличается тем, что в качестве пенетрирующей добавки он содержит «ПенетронАдмикс», в качестве понизителя водоотдачи - любой из водорастворимых эфиров целлюлозы, в качестве пластификатора - лигносульфонат, в качестве пеногасителя - трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 100, указанная пенетрирующая добавка 3,0 сверх 100, указанный понизитель водоотдачи - 0,03-0,1 сверх 100, указанный пластификатор - 0,3-0,7 сверх 100, трибутилфосфат - 0,01-0,1 сверх 100, вода до водоцементного отношения - 0,38-0,42. Технический результат - восстановление целостности цементного кольца в затрубном пространстве скважин при образовании в нем микротрещин и микрозазоров. 1 табл.

Description

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.
Известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный цемент и добавку, набухающую при контакте с пластовыми флюидами (углеводородами, водой или солевыми растворами и их смесями) в случае повреждения цементной матрицы, в котором упомянутый набухающий компонент представляет собой эластомер, компаундированный с водной инвертной эмульсией, содержащей частицы полимера (см. заявка WO 2011/131306 А1, 27.10.2011) [1]. Этот тампонажный раствор предназначен для цементирования скважин, его недостатком является низкая растекаемость цементного теста, ограничивающая его применение при цементировании обсадных колонн в условиях малых кольцевых зазоров.
Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технологической сущности является тампонажный раствор для цементирования нефтяных, газовых, геотермальных и других скважин, содержащий цемент и по меньшей мере добавку одного вещества, которое набухает при контакте с водой, поступающей из продуктивного пласта при нарушении целостности цементного кольца, образуя физический барьер в зоне структурного нарушения, примерами такого материала являются частицы суперабсорбирующего материала (см. пат. US 2007/0204765 А1) [2].
Недостатком этого раствора является большое водоотделение тампонажного раствора, что может быть причиной образования каналов в цементном кольце при цементировании обсадных колонн с большим отходом ствола скважины от вертикали.
Задачей изобретения является разработка технологичного тампонажного раствора, цементный камень которого обладает способностью восстанавливать герметичность цементного кольца при образовании в нем микротрещин и микрозазоров при контакте с водой. У тампонажного раствора должно отсутствовать водоотделение, а его растекаемость позволять произвести цементирование обсадных колонн скважин без осложнений.
Поставленная задача достигается введением в тампонажный цемент добавок.
Сущность изобретения заключается в том, что тампонажный раствор включает портландцемент, пенетрирующую добавку, понизитель водоотдачи, пластификатор, пеногаситель и воду, отличается тем, что в качестве пенетрирующей добавки он содержит «ПенетронАдмикс» (производства ООО «Пенетрон», г. Екатеринбург, выпускаемого по ТУ 5745-001-77921756-2006), в основном состоящий из монокальциевого алюмината СаО·Al2O3, диалюмината кальция СаО·2Al2O3, полугидрата гипса CaSO4·0,5H2O, клинкерных минералов C3S и С3А, а также Са(ОН)2 (см. Отчет о НИР «Состав продуктов твердения цементного камня до и после нанесения проникающей капиллярной смеси «Пенетрон» - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2010 г. - 43 с.), в качестве понизителя водоотдачи - любой из водорастворимых эфиров целлюлозы, в качестве пластификатора - лигносульфонат, в качестве пеногасителя - трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- портландцемент - 100
- пенетрирующая добавка«ПенетронАдмикс» - 3,0 сверх 100
- водорастворимый эфир целлюлозы - 0,03-0,1 сверх 100
- лигносульфонат - 0,3-0,7 сверх 100
- трибутилфосфат - 0,01-0,1 сверх 100
вода до водоцементного отношения - 0,38-0,42.
Из патентной и научно-технической литературы нам не известны тампонажные материалы, содержащие совокупность указанных выше компонентов в предложенном качественном соотношении, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.
Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что входящие в состав тампонажного раствора компоненты в указанных количествах в совокупности обеспечивают восстановление целостности цементного кольца при образовании в нем микротрещин и микрозазоров при контакте цементного камня с водой, снижают водоотделение цементного раствора, обеспечивают удовлетворительную растекаемость раствора.
Указанная пенетрирующая добавка восстанавливает целостность цементного кольца в затрубном пространстве скважин при образовании в нем микротрещин и микрозазоров (при контакте цементного камня с водой). За счет равномерного распределения в толще цементного кольца частицы добавки «ПенетронАдмикс», растворяясь в воде, вступают в реакцию с ионными комплексами кальция и алюминия, различными оксидами и солями металлов, содержащимися в цементе. В ходе этих реакций формируются более сложные соли, способные взаимодействовать с водой и создавать нерастворимые кристаллогидраты. Сеть этих кристаллов заполняет капилляры, микротрещины и микрозазоры. При этом кристаллы становятся составной частью структуры цементного кольца.
Заполненные нерастворимыми кристаллами капилляры, микротрещины и микрозазоры не пропускают воду, поскольку в действие приходят силы поверхностного натяжения жидкостей. Сеть объемных кристаллов, заполняющая капилляры, препятствует фильтрации через них воды, чем восстанавливает целостность цементного кольца.
Эфиры целлюлозы при растворении распадаются в воде на крупные молекулы, которые покрывают частички цементного раствора (адсорбируются на них) и создают вокруг последних защитные слои. При этом повышается гидрофильность цементных частиц и агрегативная устойчивость системы. Макромолекулы таких реагентов, а также слои, образуемые ими на элементарных кристалликах цементного раствора, способствуют увеличению плотности фильтрационных корок, в результате чего снижается водоотделение цементных растворов.
Пластификатор лигносульфонат позволяет получить необходимую растекаемость и подвижность раствора, а трибутилфосфат гасит пену.
Из существующего уровня техники нам не известно, что данная композиция в тампонажном растворе обеспечивает в совокупности указанные выше свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Тампонажный раствор готовят следующим образом. Приготавливают сухую смесь в заданном количественном соотношении из тампонажного цемента, указанной пенетрирующей добавки, указанного понизителя водоотдачи и указанного пластификатора, трибутилфосфат добавляют в процессе затворения смеси. Тампонажно-технологические свойства полученного тампонажного раствора представлены в таблице.
Как видно из таблицы, тампонажный раствор позволяет достичь поставленной цели: раствор обладает удовлетворительной растекаемостью, отсутствует водоотделение, создаваемые в цементном камне искусственные каналы «залечиваются» при его контакте с водой.
Данный тампонажный раствор был испытан при креплении пяти эксплуатационных нефтяных скважин на Вать-Еганском, Южно-Ягунском и Тевлинско-Русскинском месторождениях Западной Сибири.
Пример применения тампонажного раствора.
Для цементирования одной эксплуатационной колонны на Вать-Еганском месторождении (интервал цементирования 300 м), на базе цеха крепления скважин предварительно была приготовлена сухая тампонажная смесь, в составе:
- портландцемент - 10000 кг (100%);
- пенетрирующая добавка «ПенетронАдмикс» - 300 кг (3% сверх 100);
- карбоксиметилцеллюлоза - 5,0 кг (0,05% сверх 100%);
- лигносульфонат технический - 50 кг (0,5% сверх 100%).
При водоцементном отношении 0,38 было произведено затворение смеси, трибутилфосфат - 4,0 кг (0,04% сверх 100%) добавлялся в раствор при его затворении.
После ожидания затвердевания цемента проводились стандартные геофизические исследования на предмет определения качества крепления в контактных зонах цементный камень - горная порода и цементный камень - стенки колонны, высота подъема тампонажного раствора и его однородность в заколонном пространстве по плотности.
Результаты исследований по всем пяти скважинам - положительные.
Источники информации
1. Заявка на изобретение, опубликованная на основании договора о патентной кооперации WO 2011/131306 А1.
2. Патент US 2007/0204765 А1.
3. Отчет о НИР «Состав продуктов твердения цементного камня до и после нанесения проникающей капиллярной смеси «Пенетрон» - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2010 г. - 43 с.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, пенетрирующую добавку, понизитель водоотдачи, пластификатор, пеногаситель и воду, отличающийся тем, что в качестве пенетрирующей добавки он содержит «ПенетронАдмикс», в качестве понизителя водоотдачи - любой из водорастворимых эфиров целлюлозы, в качестве пластификатора - лигносульфонат, в качестве пеногасителя - трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    - портландцемент - 100
    - пенетрирующая добавка «ПенетронАдмикс» - 3,0 сверх 100
    - водорастворимый эфир целлюлозы - 0,03-0,1 сверх 100
    - лигносульфонат - 0,3-0,7 сверх 100
    - трибутилфосфат - 0,01-0,1 сверх 100
    вода до водоцементного отношения - 0,38-0,42.
RU2013129225/03A 2013-06-25 2013-06-25 Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин RU2542013C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129225/03A RU2542013C2 (ru) 2013-06-25 2013-06-25 Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129225/03A RU2542013C2 (ru) 2013-06-25 2013-06-25 Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013129225A RU2013129225A (ru) 2014-12-27
RU2542013C2 true RU2542013C2 (ru) 2015-02-20

Family

ID=53278691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129225/03A RU2542013C2 (ru) 2013-06-25 2013-06-25 Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542013C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652040C1 (ru) * 2017-02-13 2018-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" Тампонажный раствор низкой плотности
RU2681716C1 (ru) * 2018-02-05 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин
RU2750414C1 (ru) * 2020-11-11 2021-06-28 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)
RU2783449C1 (ru) * 2022-04-28 2022-11-14 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070204765A1 (en) * 2003-05-14 2007-09-06 Sylvaine Le Roy-Delage Self-Adaptive Cement Systems
RU2306327C1 (ru) * 2006-05-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин
RU2385894C1 (ru) * 2008-10-13 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПЛОТНОСТЬЮ 1450-1500 кг/м3
RU2444489C1 (ru) * 2010-07-09 2012-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" Силикатная смесь
RU2458962C1 (ru) * 2011-03-18 2012-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Фиброармированный тампонажный материал для цементирования продуктивных интервалов, подверженных перфорации в процессе освоения скважин

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070204765A1 (en) * 2003-05-14 2007-09-06 Sylvaine Le Roy-Delage Self-Adaptive Cement Systems
RU2306327C1 (ru) * 2006-05-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин
RU2385894C1 (ru) * 2008-10-13 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПЛОТНОСТЬЮ 1450-1500 кг/м3
RU2444489C1 (ru) * 2010-07-09 2012-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" Силикатная смесь
RU2458962C1 (ru) * 2011-03-18 2012-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Фиброармированный тампонажный материал для цементирования продуктивных интервалов, подверженных перфорации в процессе освоения скважин

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652040C1 (ru) * 2017-02-13 2018-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" Тампонажный раствор низкой плотности
RU2681716C1 (ru) * 2018-02-05 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин
RU2750414C1 (ru) * 2020-11-11 2021-06-28 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)
RU2783449C1 (ru) * 2022-04-28 2022-11-14 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013129225A (ru) 2014-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2553807C1 (ru) Газоблокирующий тампонажный материал для цементирования горизонтальных скважин с малыми кольцевыми зазорами
Guo et al. The abnormal phenomenon of class G oil well cement endangering the cementing security in the presence of retarder
RU2542013C2 (ru) Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин
RU2545208C1 (ru) Тампонажный состав для цементирования обсадных колонн в условиях нормальных и пониженных температур (варианты)
de Sena Costa et al. Carbonation in oil well Portland cement: influence of hydration time prior to contact with CO2
RU2652040C1 (ru) Тампонажный раствор низкой плотности
CN105601141B (zh) 一种油井水泥用膨胀剂及其制备方法
RU2468187C1 (ru) Основа отверждаемого тампонажного раствора
CN103332883A (zh) 一种复合水泥膨胀剂及其制备方法
RU2726754C1 (ru) Тампонажный раствор
JP6654932B2 (ja) 高強度グラウト組成物および高強度グラウト材
CN105503100B (zh) 一种路桥工程加固用高性能灌浆料及其制备方法
US10836955B2 (en) Demolition agent
RU2535766C1 (ru) Расширяющийся тампонажный раствор для ограничения водопритока
RU2530805C1 (ru) Тампонажный материал
Orlovskyi et al. Heat-Resistant Backfill Materials, Expanding During Hardening.
RU2380393C1 (ru) Комплексный реагент для тампонажных растворов
RU2733584C1 (ru) Тампонажный раствор
CN103113059B (zh) 一种微膨胀水泥灌注料
RU2825932C1 (ru) Тампонажный раствор с регулируемыми технологическими свойствами
RU2681716C1 (ru) Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин
RU2298576C1 (ru) Комплексный реагент для высокотемпературных тампонажных растворов
RU2750414C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)
RU2561426C1 (ru) Состав для создания скважинного фильтра
CN112647979B (zh) 一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190626