SU1740629A1 - Тампонажный раствор - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : раствор содержит , мас.%: тампонажный цемент 70,8155- 71,8287; нитрилотриметилфосфонова  кислота 0,0071-0,0215; продукт взаимодействи  гексаметилентетрам ина с хлорпроиз- водными ненасыщенных углеводородов Сз и С4 0,053-0,2153: вода остальное. Добавку раствор ют в воде, затем затвор ют цемент . Расширение камн  до 1,8%, сцепление с металлом до 2,98 МПа. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к бурению скважин , в частности к тампонажным растворам дл  цементировани  нефт ных и газовых скважин.

Известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный цемент, воду и добавку , повышающую прочность цементного камн , В качестве последней использована нитрилотриметилфосфонова  кислота (НТО).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  тампонажный раствор дл  цементировани  нефт ных и газовых скважин , содержащий тампонажный цемент. НТФ, гексаметилентетрамин и воду при следующем соотношении компонентов. мас,%: Тампонажный цемент 66.6500-66,6693 Нитрилотриметилфосфонова  кислота0,0004-0,015 Гексаметилентетрамин 0,0003-0,005 Вода Остальное

Недостатком известного раствора  вл етс  усадочность формируемого цементного камн  и его недостаточно высока  адгези  к металлу.

Целью изобретени   вл етс  повышение адгезии формируемого цементного камн  к металлу при сохранении высокой прочности и придание ему расшир ющихс  свойств.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что тампонажный раствор дл  цементировани  нефт ных и газовых скважин, включающий тампонажный цемент, нитрилотриметил- фосфоновую кислоту воду и добавку, в качестве добавки содержит продукт взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и Сз при следующем соотношении компонентов, мас.%: Тампонажный цемент 70,8155-71,8287 Нитрилотриметилфосфонова  кислота0,0071-0,0215

сл

с

ч

N О О N О

Продукт взаимодействи 

гексаметилентетрамина с

хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов

СэиС40,0532-0,2153

ВодаОстальное

Продукт взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и СА представл ет собой жидкость от желтовато- оранжевого до бордового цвета, температура застывани  не менее -15°С. Препарат Бактерицид не горюч и невзрывоопасен, по степени воздействи  на организм относитс  к 3-му классу опасности - веществам умеренно опасным. Указанный реагент примен етс  дл  защиты от деструкции и адсорбции химических реагентов, используемых дл  повышени  нефтеотдачи пластов, а также предотвращени  биообра- зований и биокоррозии в нефтедобыче.

Установлено, что продукт взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и СА энергично способствует образованию гидросульфоалюминатов р процессе гидра- тации портландцемента, действу  как ингибитор адсорбции активных компонентов тампонажного раствора. Это приводит к интенсивному взаимодействию компонентов тампонажного раствора. расширению объема твердеющей массы, повышению ее адгезии к металлу.

Тампонажный раствор приготовл етс  простым смешением компонентов. Предварительно раствор ют в воде расчетное ко- личество НТФ и продукта взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и СА и в полученном растворе производитс  затво- рение тампонажного цемента. Технологи  цементировани  с использованием предлагаемого тампонажного раствора не отличаетс  от общеприн той.

Дл  исследовани  были приготовлены тампонажные растворы с различным содер- жанием компонентов, определены их граничные и средние значени .

В таблице представлены физические и механические свойства тампонажных растворов.

Пример. Дл  приготовлени  1 л тампонажного раствора при соотношении компонентов, мас.%:

Тампонажный цемент71.7721

Нитрилотриметилфосфонова  кислота0.0215

Продукт взаимодействи 

гексаметилентетрамина

с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов

СзиСл02153

Вода27,9911

необходимое количество компонентов определ ли по формуле

m v у а,

где m - масса компонента в 1 л тампонажного раствора, г;

v - объем тампонажного раствора, л;

у- плотность тампонажного раствора, г/см3:

а - процентное массовое содержание компонента.

mi 1406,7331 г цемента: гп2 0.4214 г НТФ; тз 4,2199 г препарата Бактерицид. гтм 548,6256 г воды.

Жидкость затворени  готовили путем растворени  в 548.6256 г воды 0,4214 г НТФ и 4,2199 г продукта взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сз и СА.

Тампонажный цемент затворили на приготовленной жидкости.

Последовательность приготовлени  составов , указанных в таблице, аналогична описанной и отличаетс  лишь количеством компонентов.

Физические и механические свойства тампонажного раствора и цементного камн  определ ли известными методами.

Объемные изменени  тампонажного раствора при твердении определ ли по методике с использованием прибора Жигача- Ярова.

Адгезионные свойства цементного камн  по отношению к металлу определ ют следующим образом.

В металлический стакан со сьемным дном концентрично устанавливают металлический стакан меньшего диаметра и в кольцевое пространство заливают предлагаемый и известный растворы, Затем стакан помещают в термостат и выдерживают при Т 75°С в течение суток. После этого съемное дно удал ют и на прессе YMM-5 выдавливают внутренний стакан. По величине усили  отрыва внутреннего стакана определ ют напр жение сцеплени  (адгезию) цементного камн  с металлом.

Результаты исследований, описанных в примере, представлены в опыте 12 таблицы.

Результаты аналогичных испытаний тампонажных растворов представлены в таблице.

Предлагаемый тампонажный раствор формирует цементный камень (опыты 7-14) с лучшими физико-механическими свойствами в сравнении с прототипом (опыты 1 -6).

При содержании продукта взаимодействи  гексаметилентетрамина с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов Сзи

С4 более 0,2153 мае.% (опыт 16) при средних значени х содержани  других компонентов происходит интенсификаци  структурооб- разовани , вследствие чего снижаетс  ее подвижность до 16 см по конусу АзНИИ и тампонажный раствор становитс  непригодным дл  закачивани  при помощи цементировочных агрегатов. Содержание препарата Бактерицид менее 0,0532 мас.% (опыт 15) не повышает расширение цементного камн  и его адгезию к металлу.

При содержании НТФ менее 0,0071 мас.% (опыт 17) малые сроки схватывани  не позвол ют использовать тампонажный раствор в услови х умеренных температур.

Содержание НТФ более 0,0215 мас.% (опыт 18) увеличивает сроки схватывани  тампонажного раствора, при этом не повышаетс  прочность и адгези  к металлу цементного камн .

При содержании тампонажного цемента менее 70,3136 мас.% формируемый цементный камень имеет прочность и адгезию к металлу, меньшую в сравнении с прототи- пом (опыт 19).

При содержании цемента более 72,3485 мас.% тампонажный раствор имеет малую (16 см) растекаемость (опыт 20).

Добавка уротропина в тампонажный раствор в большом количестве либо удлин ет сроки схватывани  при незначительных прочности и расширении цементного камн  (опыт 21). либо не обладает пластифицирующими свойствами, что не обеспечивает

нормальную подвижность раствора (опыт 22).

Таким образом, предлагаемый тампонажный раствор позвол ет получить расшир ющийс  цементный камень с повышенной адгезией к металлу при сохранении технологически необходимых сроков схватывани , подвижности и прочности.

Claims (3)

1.Лабораторные исследовани  проводились при температуре 75°С, давлении 0,1 ИПа.

2.В опытах 2,3,6,16 примен ли ПЦТ Д20-100 Кувасайского цементного завода, 8 остальных опытах - ЛЦТ Д20-100 Иовотроицкого завода

3.В опытах 7,9, использовали препарат Бактерицид марки ЛАЭ-11в, в опытах 8,11 - марки ЛПЭ-11; в опытах 12,15,16,23,24 - марки ЛПЗ-Иа; в опытах 10,17,18 - «эркм ЛПЭ-Чв; в остальных - марки

лпэ-иг.