SU1258987A1 - Cementing composition for boreholes - Google Patents

Cementing composition for boreholes Download PDF

Info

Publication number
SU1258987A1
SU1258987A1 SU853863193A SU3863193A SU1258987A1 SU 1258987 A1 SU1258987 A1 SU 1258987A1 SU 853863193 A SU853863193 A SU 853863193A SU 3863193 A SU3863193 A SU 3863193A SU 1258987 A1 SU1258987 A1 SU 1258987A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
water
density
magnesium chloride
cement
solution
Prior art date
Application number
SU853863193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Мосиенко
Юрий Иванович Петраков
Владимир Иванович Зубков
Людмила Александровна Крепкая
Лидия Вячеславовна Перцева
Геннадий Данилович Дибров
Александр Иванович Бегун
Анатолий Серафимович Беликов
Original Assignee
Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов
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 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов filed Critical Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов
Priority to SU853863193A priority Critical patent/SU1258987A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1258987A1 publication Critical patent/SU1258987A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/5045Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds

Abstract

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей пpo &Iшлeннocти и предназначено дл  цементировани  скважин . Цель изобретени  - повьшение плотности тампонажного раствора, увеличение времени загустевани  и обеспечение твердени  без разрушени  при 50-150 0. Тампонажный .раствор (ТР) содержит магнезиальный цемент, хлористый магний, добавку и воду. Дл  приготовлени  ТР используют порошок металлургического магнезита с удельной поверхностью 315-385 . В качестве добавки используют серно-кис- лое железо. Таким образом, ТР лклгоча- ет ингредиенты,I при следующем соотношении , мас.%: металлургический магнезит 60-66, серно-кислое железо 2-4, хлористый магний 9-12, остальное вода. Такое соотношение ингредиентов позвол ет получить ТР с плотностью 2,25-2,28 г/см. Введенное в ТР серно-кислое железо взаимодействует с составл ющими компонентами ТР, измен ет их растворимость, а продукты взаимодействи  образуют комплексные водонераствориьше соединени . Прочность тампонажного камн  при повышении температуры от 50 до возрастает. На поверхности образцов нет трещин. 2 табл. сл tsd ел 00 о 00 The invention relates to an oil and gas production & A & A, and is intended for cementing wells. The purpose of the invention is to increase the density of the cement slurry, increase the thickening time and ensure curing without breaking at 50-150 0. The cement slurry (TP) contains magnesia cement, magnesium chloride, an additive and water. For the preparation of TP, metallurgical magnesite powder with a specific surface area of 315-385 is used. Sulfuric iron is used as an additive. Thus, the TP lc is the ingredients, I in the following ratio, wt.%: Metallurgical magnesite 60-66, sulfuric acid iron 2-4, magnesium chloride 9-12, the rest is water. This ratio of ingredients allows to obtain a TP with a density of 2.25-2.28 g / cm. Sulfuric iron, introduced into TP, interacts with the constituents of TP, changes their solubility, and the reaction products form complex water-insoluble compounds. The strength of cement stone with increasing temperature from 50 to increases. There are no cracks on the surface of the samples. 2 tab. sl tsd ate 00 about 00

Description

Изобретение относитс  к нефт ной и газовой отрасл м промьппленностп, к области бурени  скважин, в частности к составам тампонажных растворов, и может быть использовано дл  цементировани  скважин с аномально высокими пластовыми давлени ми в atiHe расположени  рапоносных горизонтов.The invention relates to the oil and gas sectors of the industry, to the field of well drilling, in particular to the compositions of cement slurries, and can be used for cementing wells with abnormally high formation pressures in the atiHe location of the horizontal horizons.

Целью изобретени   вл етс  повьппе ние плотности раствора, увеличение времени загустевани , обеспечение твердени  без разрушени  при 50-15СГСThe aim of the invention is to increase the density of the solution, to increase the thickening time, to ensure solidity without destruction at 50-15 ° C.

Тампонажный состав, включающий серно-кислое железо, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The cement composition comprising sulfuric acid iron, in the following ratio of ingredients, wt.%:

МеталлургическийMetallurgical

магнезит60-66magnesite60-66

Хлористый магний 9-12Magnesium chloride 9-12

цc

Серно-кислое железо 2-4 ВодаОстальноеSulfuric acid iron 2-4 WaterOther

позвол ет получить тампонажный раствор , с плотностью 2,25-2,28 г/см , а прочность тампонажного камн  при по™ вьшении температуры от 50-150 С неallows to obtain a cement slurry, with a density of 2.25-2.28 g / cm, and the strength of the cement stone, while keeping the temperature from 50-150 ° C, does not

только не снижаетс , но даже несколь ко возрастает (табл. 1), Кроне того, на поверхности образцов не наблюдаетс  по влени  трещин.however, it does not decrease, but even slightly increases (Table 1). In addition, on the surface of the samples, the appearance of cracks is not observed.

Дп  приготовлени  тампонажного раствора используют молотый раствор - металлургический магнезит с удельной поверхностью 315-385 . В табл.2 приведены данные о вли нии тонины помола металлургического магнезита fia свойства тампонажного раствора.Dp of preparing the cement slurry using a ground solution — metallurgical magnesite with a specific surface area of 315-385. Table 2 presents data on the effect of the fineness of grinding metallurgical magnesite fia cement slurry properties.

Испытани  проведены по стандартным методикам. Линейное расширет1е определ ли через 3 сут твердени  при и давлении 30 МПа.Tests conducted by standard methods. Linear expansion was determined after 3 days of curing at a pressure of 30 MPa.

В качестве серно-кислого железа можно использовать отход химической или металлургической промышленности (например,жидка  фаза травильныхванн после нейтрализации серной кислоты). Отход представл ет собой кристаллический порошок бледно-желтого цвета, хорошо растворимь1Й в воде при нормальной температуре. Содержание основной соли в этих отходах до 95%.As a sulfuric acid iron, you can use the waste of the chemical or metallurgical industry (for example, the liquid phase is pickled after neutralization of sulfuric acid). The waste is a pale yellow crystalline powder, highly soluble in water at normal temperature. The content of basic salt in these wastes is up to 95%.

Введенное в тампонажный раствор серНо-кислое железо (окисное или за- кисноё) взаимодействует с составл - компонентами тампонажного раствора , измен ет их растворимость, а продукты взаимодействи  образуют комплексные водонерастворимые соедк- «(Ени , несколько замедл ющие скорость гидратации в ранний период тверде- The sulfuric acid iron (oxide or acidic) introduced into the cement slurry interacts with the components of the cement slurry, changes their solubility, and the interaction products form complex water-insoluble compounds (“Eni”, which somewhat slow down the rate of hydration in the early period of hardening).

toto

1515

2020

2525

ни , так как блокируют доступ жидкости затворени  к зернам магнезита и кристаллическим зародышам гидрат- ных новообразований. В дальнейшем это способствует повышению времени загустевани , а также повьш1ению тре- ЩИНО-, водо- и солестойкости тампонажного камн , твердеющего в интервале 50-150 С. С другой стороны зерна маталлургического магнезита,обожженного при 1200-1 на поверхности, имеют сравнительно низкую активность и невысокую скорость растворени  в жидкости затворени . Все это обеспечивает тампонажному раствору требуемое врем  загустевани  при температурах твердени  50-150 С, а повьш1ен- на  плотность исходных компонентов и прин тые их дозировки обеспечивают получение тампонажного раствора с по- вьвиенной плотностью (до 2300 кг/м ) без введени  спе1даальных ут желителей и получение тампонажного камн , твердеющего без разрушени  в заданном интервале температур.neither, since they block the access of the mixing fluid to the grains of magnesite and the crystalline nuclei of hydrate tumors. In the future, this contributes to an increase in the thickening time, as well as an increase in the failure rate, water and salt resistance of the cementing stone hardening in the range of 50–150 ° C. and low dissolution rate in the mixing fluid. All this provides the cement slurry with the required thickening time at hardening temperatures of 50-150 ° C, and the density of the initial components and the accepted dosages of them ensure the production of cement slurry with a bulk density (up to 2300 kg / m) without the introduction of a special equipment and obtaining cement stone hardening without destruction in a given temperature range.

Пример 1. 12 мас.% хлористого магни  раствор ют в 24 мас.% воды . В образуюшийс  раствор ввод т 4 мас.% серно-кислого железа. Этим раствором затвор ют 60 нас,7 металлургического магнезита, предварительно измельченного до удельной поверхности 350 + 20 м /кг.Example 1 12% by weight of magnesium chloride are dissolved in 24% by weight of water. 4% by weight of sulfuric iron is introduced into the resulting solution. This solution was used to shutter 60 of us, 7 metallurgical magnesite, previously ground to a specific surface of 350 + 20 m / kg.

Плотность полученного тампонажного раствора составл ет 2,28 г/см . Врем  загустевани  при 50 С 3чThe density of the resulting cement slurry is 2.28 g / cm. Time of thickening at 50 C 3h

48 мин, при 150 С 1 ч 56 мин. Прочность при изгибе через двое суток при 504 10,1 МПа, при 10,3 МПа, при 150 С 7,4 МПа.48 min, at 150 C 1 h 56 min. Flexural strength after two days at 504 10.1 MPa, at 10.3 MPa, at 150 C 7.4 MPa.

Прочность при изгибе через 28 сут выдерживани  в воде при составл ет 11,8 МПа, при 9,0 МПа. Трещин через 28 сут выдерживани  в воде при не наблюдаетс .Flexural strength after 28 days of aging in water at 11.8 MPa, at 9.0 MPa. No cracks were observed after 28 days in water.

Пример 2. 11 мас.% хлористого магни  раствор ют в 23 мас.% воды. В образующийс  раствор ввод т 3 мае.% серно-кислого железа. Этим раствором затвор нп- 63 мас.% металлургического магнезита.Example 2 11% by weight of magnesium chloride are dissolved in 23% by weight of water. The resulting solution is injected with 3% by weight sulfuric acid iron. This solution gate np-63 wt.% Metallurgical magnesite.

Плотность полученного тампонажного раствора составл ет 2,27 г/см . Врем  загустевани  при 3 ч 26 мин, при 150 С 1 ч 42 мин. Прочность при изгибе через двое суток при 10,4 МПа, при ЮО- С П,9МПа, при 9,5 МПа. Прочность при из- .гибе через 28 сут вьщержипани  в во30The density of the obtained cement slurry is 2.27 g / cm. The time of thickening at 3 h 26 min, at 150 C 1 h 42 min. Flexural strength after two days at 10.4 MPa, at SO-S P, 9 MPa, at 9.5 MPa. Durability at izhibi in 28 days vosherzhipani in vo30

4040

4545

5050

5555

33

де при 50°С составл ет 12,1 МПа, пр 150°С 10,9 МПа. Трещин через 28 сут вьщерживани  в воде при 150 С не наблюдаетс .de at 50 ° C is 12.1 MPa, pr 150 ° C 10.9 MPa. There are no cracks after 28 days in water at 150 ° C.

ПримерЗ. 9 мас.% хлористо- го магни  раствор ют в 23 мас,% вод В образуюсчийс  раствор ввод т 2 мас серно-кислого железа. .Этим растворе затвор ют 66 мас.% металлург иче кого магнезита.Example 9% by weight of magnesium chloride is dissolved in 23% by weight of water. 2% by weight of sulfuric acid iron is added to the resulting solution. This solution shutters 66% by weight of metallurgic magnesite.

Плотность полученного тампонаж- ногр раствора составл ет 2,25 г/см Врем  загустевани  при 50°С 3ч 7 мин, при 150 С 1 ч Т5 мин. Прочность при изгибе через двое суток The density of the resulting tampon solution was 2.25 g / cm. The thickening time at 50 ° С was 3 hours and 7 minutes, and at 150 ° C, 1 hour T5 minutes. Flexural strength after two days

прк 9,6 МПа, при 11,2 МПа при 150°С 10,3 МПа. Прочность при изгибе через 28 сут вьщерживани  в воде при составл ет 9,2 МПа, при 9,8 МПа. Трещин через 28 сут вьщерживани  в воде при 150 С не наблюдаетс .prc 9.6 MPa, at 11.2 MPa at 150 ° С 10.3 MPa. Flexural strength after 28 days of retention in water at 9.2 MPa, at 9.8 MPa. There are no cracks after 28 days in water at 150 ° C.

Пример 4. 12 мас.% хлористого магни  раствор ют в 24 мас.% воды . В образующийс  раствор ввод т 5 мас.% серно-кислого железа. Этим раствором затвор ют 59 мае.2 металлургического магнезита.Example 4 12% by weight of magnesium chloride are dissolved in 24% by weight of water. 5% by weight of sulfuric iron is introduced into the resulting solution. This solution is shuttered May 59 by metallurgical magnesite.

Плотность полученного тампонажно- го раствора составл ет 2,28 г/см. Врем .загустевани  при 3 ч 55 мин, при 2ч 10 мин. Прочность при изгибе через двое суток твердени  при 9,8 МПа, при 1001 11,2 МПа, при 150 С 7,0 МПа. Проч- кость при изгибе через 28 сут выдерживани  в воде при составл ет МПа, при 9,2 МПа. Тре- щив через 28 cVT вьздерживани  в воде при не наблюдаетс .The density of the resulting cement slurry is 2.28 g / cm. Cooking time at 3 h 55 min, at 2 h 10 min. Flexural strength after two days of hardening at 9.8 MPa, at 1001 11.2 MPa, at 150 C 7.0 MPa. Flexural strength after 28 days of aging in water at MPa, at 9.2 MPa. Cracking through 28 cVT holding in water was not observed.

П р и м е р 5. 9 мае Л хлористого нагни  раствор ют в 23 мас.% воды. В образующийс  раствор ввод т 1 мас.% ;серио-кислого железа. Этим растворомEXAMPLE 5 May 9 L of nitride chloride is dissolved in 23% by weight of water. 1% by weight; sero-acid iron is introduced into the resulting solution. This solution

затвор ют 67 мае. магнезита.shutter are 67 May. magnesite.

металлургическогоmetallurgical

Плотность полученного тампонажно- го раствора составл ет 2,25 г/см . 3рем  загустевани  при 50°С 2 ч 45 мин 50 при 150®С 50 мин. Прочность при изги- бе через двое суток твердени  при 1,25 МПа, при 100®С 11,4 МПа, при 150 С 10,5 МПа.The density of the resulting cement slurry is 2.25 g / cm. 3 times thickening at 50 ° С 2 h 45 min 50 at 150 ° C 50 min. Flexural strength after two days of hardening at 1.25 MPa, at 100 ° C and 11.4 MPa, at 150 C 10.5 MPa.

Прочность при изгибе через 28 сут вьщерживани  в воде при составл ет 7,7 МПа, при 150 С 6,9 МПа. Наблюдаютс  трещины через 28 сут вьщерживани  в воде при 150 с.Flexural strength after 28 days of retention in water at 7.7 MPa, at 150 C, 6.9 MPa. Cracks are observed after 28 days in water at 150 s.

Содержание металлургического магнезита в количествах менее 60 мас.% и более 66 мас.% не обеспечивает требуемую консистенцию цементного теста и его плотность в заданных пределах (2,25-2,28 г/см ).The content of metallurgical magnesite in quantities of less than 60 wt.% And more than 66 wt.% Does not provide the desired consistency of cement paste and its density within the specified limits (2.25-2.28 g / cm).

Содержание хлористого магни  в указанных пределах обусловлено получением раствора хсидкости затворени  плотностью 1,,30 г/см . При по- ВЕдаении плотности раствора образуетс  труднорастворима  смесь. Раствор с пониженной плотностью не обеспечивает высокую прочность цементного камн .The content of magnesium chloride within the specified limits is due to the preparation of a solution of mixing viscosity with a density of 1, 30 g / cm. When the density of the solution is formed, a hardly soluble mixture is formed. The solution with a lower density does not provide high strength cement stone.

Содержание серно-кислого железа в количествах менее 2 мас.% не обеспечивает трещиностойкости тампонаж- ного камн , более 4 мас.% - экономически нецелесообразно .The content of sulfuric acid iron in quantities of less than 2 wt.% Does not provide the crack resistance of the cement stone, more than 4 wt.% Is not economically feasible.

Тампонажный раствор может быть использован дл  цементировани  скважин с аномально-высокими пластовыми давлени ми в зоне рапоносных и солевых , отложений.Cement slurry can be used for cementing wells with abnormally high reservoir pressures in the zone of sedimentary and salt deposits.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Тампонажный раствор дл  креплени  скважины, содержащий магнезиальный цемент, хлористый магний, добавку и воду, отличающийс  тем, что, с целью повыпени  плотности раствора , увеличени  времени загуст е- ваний, обеспечени  твердени  без разрушени  при 50-150 С, он в качестве магнезиального цемента содержит молотый до удельной поверхности 315 - 385 металлургический магнезит, а в качестве добавки содержит сернокислое железо при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:Grouting mortar for fixing a well, containing magnesia cement, magnesium chloride, an additive and water, characterized in that, in order to increase the density of the solution, increase the thickening time, ensure solidification without destruction at 50-150 ° C, it is used as magnesia cement contains metallurgical magnesite ground to a specific surface 315 - 385, and as an additive it contains iron sulfate in the following ratio of ingredients, May. %: МеталлургическийMetallurgical магнезитmagnesite Хлористый магнийMagnesium chloride Серно-кислое железоSulfuric iron Вода причем содержание MgOWater and MgO content 60-66 9-12 2-4 Остальноеу в металлургическом магнезите не менее 78%.60-66 9-12 2-4 The rest in metallurgical magnesite is at least 78%. « а   е « ч н"A e" h n Примечание: Приведенные составы содержат 3% серно-кислого железа Note: The compositions contain 3% sulfuric acid iron. от смеси тамлонажного раствора., затворенного водшт раствором хлорида магни  плотностью г/см ,from the mixture of the cement solution., mixed with a solution of magnesium chloride with a density of g / cm, Редактор В. ИвановаEditor V. Ivanova Составитель Л. БестужеваCompiled by L. Bestuzhev Техред Л.Олейиих Корректор А. ОбручарTehred L. Oleiyih Corrector A. Obruchar Заказ 5101/33Тираж 548ПодлисноеOrder 5101/33 Circulation 548 Halyard ВРШИПИ Государственного комитета СССРVRSHIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35,Рау ска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow Zh-35, Rau Ska nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Таблица 2table 2
SU853863193A 1985-02-22 1985-02-22 Cementing composition for boreholes SU1258987A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853863193A SU1258987A1 (en) 1985-02-22 1985-02-22 Cementing composition for boreholes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853863193A SU1258987A1 (en) 1985-02-22 1985-02-22 Cementing composition for boreholes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1258987A1 true SU1258987A1 (en) 1986-09-23

Family

ID=21165553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853863193A SU1258987A1 (en) 1985-02-22 1985-02-22 Cementing composition for boreholes

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1258987A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 209360, кл. Е 21 В 33/13, 1965. Авторское свидетельство СССР 605936, кл. Е 21 В 33/138, 1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2614998A (en) Low water-loss cement slurry
SU1258987A1 (en) Cementing composition for boreholes
US4223733A (en) Method for cementing oil wells
JPS60156895A (en) Composition for cementing pit well passing salt layer
SU1661371A1 (en) Grouting mortar
RU2042785C1 (en) Grouting mortar
SU1640368A1 (en) Grouting mortar
UA21335U (en) Backfill solution for cementation of oil-and-gas wells under complicated mining-geological conditions
SU991028A1 (en) Plugging composition for isolating absorption zones in well-drilling
SU987077A1 (en) Method of preparing quick-setting plugging composition
RU2136843C1 (en) Grouting mortar
RU1776761C (en) Plugging mixture
SU1021764A1 (en) Plugging composition
RU2213844C1 (en) Method of grouting mortar-preparation
SU1190001A1 (en) Method of preparing plugging composition
RU1832149C (en) Plugging liquid
SU832059A1 (en) Plugging composition
RU2151271C1 (en) Light grouting mortar
SU1629485A1 (en) Oil-well cement
RU2691224C1 (en) Complex reagent for grouting mortar
SU1451258A1 (en) Plugging composition
SU1513126A1 (en) Binder
SU1346764A1 (en) Plugging cement composition
SU1513127A1 (en) Plugging composition
SU1164400A1 (en) Plugging composition