SU1661367A1

SU1661367A1 - Способ гидрофобизации тампонажных материалов

Info

Publication number: SU1661367A1
Application number: SU884499507A
Authority: SU
Inventors: Любовь Ивановна Рябова; Наум Акимович Мариампольский; Амир Усманович Шарипов; Ирина Дмитриевна Новохатская; Георгий Николаевич Лышко; Анатолий Сергеевич Шапатин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1988-11-01
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к производству тампонажных в жущих. Цель - повышение активности в жущего при длительном хранении при одновременном повышении прочности. Тампонажный материал смешивают с водорастворимым полимером - понизителем водоотдачи. Затем в смесь ввод т гидрофобизирующую кремнийорганическую добавку и перемешивают. Соотношение в жущего и добавок составл ет, мас.%: тампонажное в жущее 99,4 - 99,7

водорастворимый полимер 0,225 - 0,500

кремнийорганическа добавка 0,075 - 0,100. В качестве в жущего используют портландцемент и шлакопесчаные смеси. Прочность цементного камн увеличиваетс более чем 2,5 раз. Потер активности цемента - не более 3,1% за мес ц. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к тампонажным материалам, используемым при креплении нефт ных и газовых скважин.

Целью изобретени вл етс сохранение активности в жущего при длительном хранении при одновременном увеличении прочности цементного камн .

Способ приготовлени тампонажного материала заключаетс в перемешивании в жущего с кремнийорганической добавкой и водорастворимым полимером, причем сначала в в жущее ввод т водорастворимый полимер, а затем после их перемешивани ввод т кремнийорганическую добавку при следующем соотношении компонентов , мас.%:

В жущее-99,4-99,7

Водорастворимый

полимер0,225-0.5

Кремнийорганическа

добавка0,075-0,1

В качестве водорастворимого полимера используют модифицированную метилцел- люлозу или оксихлорид алюмини , или КРТР, или гипан, а в качестве кремнийорганической добавки - петросил или ГКЖ-1 Т.

Водорастворимые полимеры преп тствуют агрегированию цементных частиц в результате создани вокруг цементных частиц в зких, структурованных слоев, обладающих довольно высокой упругостью, что вл етс структурно-механическим барьером дл их сближени . Однако поверхность таких слоев гидрофильна. Кремнийорганиче- ские соединени , адсорбирующиес на пленках из водорастворимого полимера; придают поверхности этих пленок гидро- фобность. Таким образом, при последовательной обработке достигаетс получение прочного защитного сло на поверхности цементных частиц.

о о

со

Os

VI

При введении высокомолекул рного полимера в сухую смесь в жущего происходит взаимодействие его только с некоторыми ионами кальци . Последующее введение гидрофобизатора способствует определенному расположению одна относительно другой остальных функциональных групп полимера и гидрофобизаторз. В результате такого взаимодействи наблюдаетс упрочнение высокомолекул рных полимеров в растворе гидратными новообразовани ми и наличие частичек последних в рентгено- аморфном состо нии. Увеличиваетс прочность структуры камн . Роль гидрофобизатора состоит не только в сохранении активности в жущего, но и улучшении его свойств за счет сохранени полимера и частичного взаимодействи с ним. Гидрофобизирующа добавка покрывает высокомолекул рный полимер и большую площадь в жущего, усилива эффект гидрофобизации. Одновременно исключаетс и пенообразование.

Тампонажный раствор приготавливают следующим образом: обработку цемента реагентами провод т путем смешивани цемента с ними в шаровой мельнице в течение 20 мин при последовательном вводе сначала водорастворимого полимера, а затем кремнийорганической добавки. Материал затвор ют водой до растекаемости 20-22 см. Из полученного раствора готов т призмы 2x2x10 см, которые затем испытывают. Испытани провод т на тампонажном материале непосредственно после обработки цемента и после хранени его 1 мес в атмосфере влажности 100%.

По результатам испытаний определ ют потери активности по процентному снижению прочности цементного камн . Оценка сохран емости тампонажного материала также приводитс по данным остатка на сите 0,93 после просеивани необработанных и обработанных водорастворимым полимером и гидрофобизатором проб цемента после хранени его в бумажных мешках на открытом воздухе под навесом. Врем впитывани капли определ ют по следующей методике: 10 г цемента, обработанного последовательно полимером и гидрофобизатором , после хранени в течение двух суток на открытом воздухе развивают тонким слоем на сухой поверхности и нанос т на этот слой несколько капель воды, затем засекают врем впитывани капли.

Сравнительна характеристика тампонажного материала приведена в таблице.

П р и м е р 1 (опыт 3). Навеску ПЦ-ДО-50 997 г (99,7%) загружают в лабораторную шаровую мельницу и ввод т 2.25 г (0,225

мас.%) водорастворимого полимера (ММЦ), перемешивают в течение 10 мин. затем ввод т 0,75 г (0,075 мас.%) и перемешивают в течение 10 мин.

Готовый материал затвор ют водой

при в/т 0,5. Из полученного раствора изготавливают призмы 2x2x10 см, которые твердеют двое суток, и испытывают их на изгиб, а полученные половинки - на сжатие.

Испытани провод т на тампонажном материале непосредственно после химобработ- ки и после хранени его 1 мес в атмосфере влажности 100%.

По результатам испытаний определ ют

процент потери активности по процентному снижению прочности цементного камн . Процент потери активности составл ет 3,1 %.Неотработанный и обработанный химреагентами материал засыпают в бумажные

мешки и хран т на открытом воздухе под навесом 1,6,12 мес., после чего в указанные сроки тампонажный материал затвор ют водой при в/т 0,5, и из полученного раствора готов т призмы 2x2 х 10 см, которые

твердеют двое суток, и испытывают их на изгиб и сжатие. Получают прочность изгиб/сжатие 5,1/18,7; 4,62/16,1; 3,62/15,5. В указанные сроки также просеивают тампонажный материал через сито 0,93. Полученные остатки на сите: 0,01; 2,0; 2,1%. Взвешивают 10 г тампонажного материала после хранени в течение двух суток на открытом воздухе, разравнивают тонким слоем и нанос т на этот слой несколько капель

воды. Засекают врем впитывани капли, которое составл ет 145 мин.

Приме р 2 (опыт 15). Состав тампонажного материала следующий мас.%:

ПЦТ-ДО-5099,5

Водорастворимый полимер (ММЦ)0,4 Кремнийорганическа добавка (ГКЖ-11)0,1

45

Результаты испытаний:

2.6

Процент потери

активности. %

Остаток на сите через 0 1, б, 12 мес хранени

соответственно, % ,0,01; 2,0; 2,0

Прочность через 12 мес

изгиб / сжатие. МПа3.72/16.42

Врем впитывани 5 капли, мин178

Примерз (опыт 19). Состав тампонажного материала следующий, мас.%:

ПЦТ-ДО-5099.4

. Водорастворимый

полимер (ОХА)0,5

Кремнийорганическа добавка (ГКЖ-11)0,1

Результаты испытаний: Процент потери

активности, %2,0%

Остаток на сите через 1,6, 12 мес хранени соответственно, %0,01; 2,0; 2,2

Прочность через 12 мес изгиб/сжатие, МПа3,3/16,10

Врем впитывани

капли, мин172

П ример4(опыт 12). Составтампонаж- ого материала следующий, мас.%:

ШПЦС-120 Водорастворимый полимер (КРТР) Кремнийорганическа добавка (ГКЖ)

Результаты испытаний:

Процент потери

активности, %3,1

Остаток на сите через 1, 6, 12 мес хранени соответственно. %0,01; 2,0; 2,1

Прочность через 12 мес изгиб/сжатие, МПа4,9/19,7

Врем впитывани капли, мин 141

Приме р5(опыт 13). Состав тампонаж- ого материала следующий, мас.%:

ШПЦС-200 Водорастворимый полимер (гипан) Кремнийорганическа добавка (ГКЖ)

Результаты испытаний:

Процент потери активности, % 3.1 Остаток на сите, %0,01; 2,0; 2,1

Прочность через 12 мес. изгиб/сжатие, МПа4,7/19,2

Врем впитывани капли, мин 141 П р и м е р 6 (опыт 27) Состав тампонаж- ного материала следующий, мас.%:

0

5

0

5

ШПЦС-12099,3

Водорастворимый

полимер (КРТР)0,584

Кремнийорганическа добавка

(петросил)0,116

Результаты испытаний:

Процент потери активности, % 2,6 Остаток на сите, %0,01; 2,3; 2,4

Прочность через 12 мес. изгиб/сжатие, МПа4,5/170

Врем впитывани капли, мин150

Как видно из таблицы, тампонажный материал отличаетс повышенной активностью , прочностью и сохран емостью при длительном хранении.

Температурный диапазон применени тампонажного материала определ етс видом в жущего, вход щим в его состав, на основе портландцемента до 100°С; ШПЦС- 120 до 160°С; ШПЦС-200 до 250°С.

Применение способа гидрофобизации тампонажного материала позвол ет улучшить свойства цементных растворов и качество креплени скважин.

30

t

Claims

Формула изобретени

Способ гидрофобизации тампонажных материалов, включающий смешение тампонажного в жущего и гидрофобизирующей кремнийорганической добавки, отличающийс тем, что, с целью сохранени активности в жущего при длительном хранении при одновременном увеличении прочности цементного камн , тампонажное в жущее предварительно смешивают с водорастворимым полимером - понизителем водоотдачи при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажное в жущее 99,4-99,7

Водорастворимый

полимер - понизитель , водоотдачи0.225-0,500

Гидрофобизирующа

Кремнийорганическа

добавка0.075-0.100