SU1258986A1

SU1258986A1 - Тампонажный раствор дл креплени скважин

Info

Publication number: SU1258986A1
Application number: SU853862073A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Зубков; Владимир Григорьевич Мосиенко; Людмила Александровна Крепкая; Юрий Иванович Петраков; Валентина Филипповна Нагорнова; Геннадий Данилович Дибров; Александр Иванович Бегун; Анатолий Серафимович Беликов
Original assignee: Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1986-09-23

Abstract

Изобретение относитс к нефте- газодобьшающей промьшшенности и предназначено дл цементировани буровых скважин в зоне залегани соленоеных и рапопро вл гощих пластов и дл установки высокогерметичных цементных мостов в скважине. Цель изобретени - повышение седиментационной устойчивости , снижение водоотдачи, увеличе-7 ние времени загустевани при 50-100 С и стабилизаци расширени вранние сроки твердени .Дл этого в растворе в качестве добавкииспользуют молотыйизвестн к . Раствор имеет состав при следующем соотношениикомпонентов,мае.%:маг- незиальный цемент 20-45, известн к 19-44, хлористый магний 10-12, ос- тальное вода. Известн к имеет следующий средний химический состав, мае .%: СаО 53,20, SiOj 1,77, FejO 1,39, AljOj 0,27, MgO 1,48, SOj 0,20, п.п.п. остальное. Высушенный известн к смешивают с магнезиальным цементом и измельчают до удельной поверх,- ности 350+20 . Полученную смесь затвор ют водным раствором хлористого магни . При использовании этой смеси получаетс прочный цементный камень без дефектов в структуре. W С to СП С со сх о

Description

Изобретение относитс к нефт ной и газовой отрасл м npoN&mmenHOCTH, к области бурени скважин, в частности к составам тампонажных растворов, и может быть использовано дл ценен- тировани скважин в зоне залегани соленосньгх и рапрпро вл юисих пластов и дл установки высокогерметичных цементных мостов в скважине.

Целью изобретени вл етс повыше кие седиментацконной устойчивости тампонажного раствора, снижение водоотдачи , увеличение времени загусте ванн при ЗО-ЮО С и стабилизации расширени в ранние сроки твердени .

П р и м 6 р 1. 19 мае.% высушенного известн ка измельчают с 45 мае.% магнезиального цемента до удельной поверхности 350+20 . Далее 12 мас.% хлористого магни раствор ют в 24 мас.% воды. Получают жидкость затворени с плотностью 1,30 г/см .

Смесь магнезиального цемента и известн ка затвор ют раство ом хлористого магни . Водоотдача тампонажного раствора составл ет 0,42 см /ми водоотстой не наблюдаетс , врем загустевани при МПа и составл ет 3ч 15 мин, при 100 1 ч 42 мин.

2-суточна прочность при изгибе при hoot составл ет 8,3 МПа,расширение при lUO c через двое суток составл ет 3,4% и через трое суток расширение стабилизируетс и составл ет 4,2. В дальнейшем величина расширени не увеличиваетс .

Пример 2. 25 мас.% высушенного известн ка измельчают с 38 мас.% магнезиального цемента.. 11 мас.% хлористого магни раствор ют в 26 мас.% воды и получают жидкость затворени с плотностью 1,27 г/см ; Провод т все операции так, как указано в примере 1.

Водоотдача тампонажного раствора составл ет 0,36 см /мин, водоотстой не наблюдаетс , врем загустевани при МПа и составл ет 2.ч 30 мин, при 2 ч 13 мин. 2- суточна прочность при изгибе при составл ет 8,9 Ша, расширение при через двое суток составл ет 2,5%, через п ть суток стабилизируетс и сос-павл ет 3,6%. В дальнейшем величина расширени не увеличиваетс

Пример 3. 44 мас.% высушенного известн ка измельчают с 20 мас.% магнезиального цемента.

10 мас.% хлористого магни раствор ют в 26 мае.% воды и получают жидкость затворени с плотностью 1,23 г/см .

Провод т все операции так, как указано в примере 1.

Водоотдача тампонажного раствора составл ет 0,15 см /мин, водоотстой не наблюдаетс , врем загустеваии при МПа и 50 С составл ет 4 ч 21 мин, при loO C 2 ч 43 мин. 2 - су- . 5 точна прочность при 100 с составл ет 6,6 Ша, расширение при через двое суток составл ет 1,7%, через :п ть суток стабилизируетс и составл ет 2,2%. В дальнейшем величина 0 расширени не увеличиваетс .

Пример 4. В составе тампонажного раствора известн к отсутствует . 12 мас.% хлористого магни раствор ют в 24 мас.% воды и получают 5 жидкость затворени с плотностью 1, г/см .

64 мас.% магнезиального цемента затвор ют приготовленной жидкостью.

Водоотдача тампонажного раствора составл ет 4,7 см /мин, водоотстой 1,8%, растекаемость 18,3 см. Врем загустевани раствора при МПа и составл ет 2 ч 39 мин и при 55 мин. Двухсуточна прочность при изгибе при составл ет 11,6 МПа. Линейное расширение при через двое суток твердени составл ет 6,4%, через п ть суток 7,3% и через восемь суток 8,1%, т.е. непрерывно растет. На образцах по вл ютс радиальные трещины.

Пример 5. 30 мае. % высушенного известн ка измельчают с 14 мас.% магнезиального цемента.

10 мас.% хлористого магни раствор ют в 26 мае.% воды и получают жидкость затворени с плотностью г/см , Провод т все операции так, как указано в примере 1.

50 Водоотдача тампонажного раствора составл ет 0,15 см /мин, водоотстой не наблюдаетс , врем загуетевани при МПа и 50°С составл ет 4 ч 45 мин,при 1 по С 3 ч 15 мин. 2-суточ55 ма прочность при изгибе при ( составл ет 3,9 МПа, расширение при 100°С через двое суток стабилизируетс и составл ет 1,3%.В дальнейшем

0

5

0

5

величина расширени не увеличиваетс .

Пример 6. 15 мас,% высушенного известн ка измельчают с 49 мае.% магнезиального цемента, 12 мае/ % хлористого магни раствор ют в 24 ма с. % воды и получают жидкость затворени с плотностью 1,30 г/см.

Провод т все операции так, как указано в примере t. Водоотдача там- понажногр раствора составл ет 0,46 , водоотстой 0,4%, врем загустевани при МПА и составл ет 2ч 30 мин, при 1 ч

05 мин, 2-суточна прочность при из- гибе при составл ет 8,8 МПа, расширение при через двое суто составл ет 4,0%, через п ть суток 4,8%, через восемь суток 5,1%.

Прим е р 7. 46 мае.% высушен- ного известн ка измельчают с 20 мас. магнезиального цемента. 8 мас.% хлористого магни раствор ют с плотностью 1 ,21 г/см .

Провод т все операции так, как указано в примере 1. Водоотдача там- понажного раствора составл ет 0,16 , водоотстой не наблкща- етс , врем затворени при Ша и составл ет 4 ч 30 мин, при 100 С 2 ч 45 мин, 2-суточна прочность при изгибе при составл ет 3,5 МПа, расширение при через двое суток составл ет 1,5%, чере п ть суток стабилизируетс и состав- л ет 1,9%. В дальнейшем величина рас ошрени не увеличиваетс .

Содержание магнезиального цемента в количестве менее 20 мас.% не обеспчивает необходимой прочности, содержание в количестве более 45 мас.% - зкономически нецелесообразно.

Содержание известн ка в количестве менее 19 мас.% не обеспечивает минимально необходимое врем загустевани и стабилизацию расширени в ран ние сроки, в количестве более 44 мас не обеспечивает необходимую прочность камн в двухсуточном возрасте.

Содержание хлористого магни в за- вл еке 1х пределах обусловлено прлуче нием раствора жидкости затворени плотностью 1,25-1,30 г/см.

При повьш1ении плотности раствора образуетс труднорастворима смесь. Раствор с пониженной плотностью не обеспечивает высокую прочность цементного камн .

s

Ю 15

20

25 зо ,

%

0

5

0

5

В известном составе основной шпак значительное количество стекловидной фазы, имеющей слабую водоудерживающую способность, поэто- :му эти составы имеют значительный водоотстой (0,7-1,7%) и водоотдачу (4,1-4,8 ), что говорит о недостаточной седиментационной устойчи- ;вости этих растворов.

Наличие в составе молотого известн ка в заданных дозировках обеспечивает высокую седиментационную устойчивость раствора (водоотстой равен 0) и низкую водоотдачу (0,15 - 0,42 ). В то же врем состав тампонажного раствора без добавки из- эестн ка водоотстой 1,8% и водоотдачу 4,7 см /мин. Тампонажный состав имеет большие сроки загустевани при повьш1енных температурах, чем известный состав. Это позвол ет примен ть состав тампонажного раствора без замедлителей схватывани в интервале 50-100 с. Тампонажный состав раствора позвол ет получать более прочный тампонажный камень, чем из- вестньй (6,6-8,9 МПа против t,9 - 6,1 МПа).

Линейное расширение тампонажного камн стабилизируетс на четвертые- п тые сутки твердени и дальше не растет, что обеспечивает целостность структуры.

Тампонажный камень из магнезиального цемента без добавки известн ка в течение восьми суток непрерывно расшир етс , что приводит к образованию трещин.

Следовательно, тампонажньй раствор имеет высокую седиментационную устойчивость и низкую водоотдачу, более длительное врем загустевани , а рас- амрение стабилизируетс в ранний период тверде1ш , что обеспечивает получение более прочного камн без дефектов структуры.

Фор м ула изобретени

Тампонажный раствор дл креплени скважин, содержащий магнезиальный цексент хлористый магний, добавку и воду, отличающийс тем, что, с целью повышени седиментаци онной устойчивости, снижени водоотдачи , увеличени времени загустева- i ни при ЗО-ЮО С и стабилизации рас- шир.енй в ранние сроки твердени .

S12589866

он в качестве добавки содержит моло- причем известн к характеризуетс тый известн к при следующем соотно- следующим средним химическим соста- шении компонентов, мас.%:ном, мае. %:

СаО 53,20

Магнезиальный5

цемент20-45Fe, 0 1,39

Молотый из-AljOj 0,27

вестн к19-4АMgO 1,48

Хлористый магний10-12SOj 0,20

ВодаОстальноеп.п.п. остальное.

Claims

Фо р м у л а изобретения·

Тампонажный раствор для крепления скважин, содержащий магнезиальный цемент, хлористый магний, добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости, снижения водоотдачи, увеличения времени загустева- , ния при 50-100*0 и стабилизации расширения в ранние сроки твердения,

5 1258986 6 он в качестве добавки содержит моло причем известняк характеризуется тый известняк при следующем соотно- следующим средним химическим соста- щении компонентов, мае Л: вом, мае. %: СаО 53,20 Магнезиальный 5 ^si02 1,77 цемент 20-45 Fe_? 0» 1,39 Молотый из- - А!₂ 0, 0,27 вестняк 19-44 MgO 1,48 Хлористый магний 10-12 SOj 0,20 Вода Остальное π.π.п. остальное.