SU1744239A1 - Ут желенный тампонажный раствор - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : раствор содержит следующие компоненты, мас.%: цемент 30-46, хромитова  руда 30-46, оксиэтили- рованный моноэтаноламин 0,05-0,075; ди- фолон 0,3-0,5, вода - остальное до 100%. Дл  ут желени  раствора в качестве жидкости затворени  используют также растворы солей. Смешивают цемент и руду в дезинтеграторе. Сухую смесь затвор ют на водном растворе добавок. Плотность раствора 2,28-2,42 г/см3, прочность на изгиб до 5,0 МПа. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области цементировани  глубоких скважин, в частности к составам дл  цементировани  скважин с аномально высокими пластовыми давлени ми.

Ут желенные цементы получаютс  за счет введени  в цемент ут жел ющей добавки с низкой водопотребностью, что позвол ет снизить водоцементный фактор и за счет этого повысить плотность тампонажно- го раствора.

Сама  высока  ут желенна  способность смеси с хромитовой рудой при удельной поверхности 2600-3000 см2/г, при этих величинах сама  низка  водопотребность смеси цемент-хромитова  руда и наивысша  удельна  масса. Поэтому смеси готовили при частоте оборотов 4000 об/м.

В ут желенных растворах водоцемент- ное отношение равно 0,3,однако при таком низком водоцементном соотношении возникает проблема создани  хороших реологических свойств, обеспечивающих высокую подвижность тампонажных растворов Эта проблема решаетс  путем введени  в тампонажный раствор различных пластификаторов , модифицирующих поверхность твердой фазы тампонажного раствора, увеличивающих смачиваемость твердых частиц и уменьшающих трение между ними в процессе прокачивани .

Известны ут желенные цементы марки УЦГ-1 и УЦГ-2, разработанные во ВНИКР- нефти.

Ут желенные цементы в качестве в жущего содержат цемент дл  гор чих скважин и гранулированные шлаки металлургических заводов. Ут желителем  вл етс  руда Криворожского месторождени . Дл  повышени  подвижности ут желенных цементов УЦГ-1 и УЦГ-2 повышаетс  водоце- ментное отношение от 0,3 до 0,35 путем введени  дополнительного количества воЈь

Ю 00

ды. В результате снижаетс  плотность состава ,

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  ут желенный тампонажный состав, включающий цемент и хромитовую руду. Недостатком известного состава  вл етс  недостаточные показатели реологических свойств, растекаемости, в зкости, сроков схватывани . Кроме того, получаемый цементный камень обладает недостаточной прочностью.

Целью изобретени   вл етс  улучшение реологических свойств состава: подвижности , в зкости, сроков схватывани  цементного камн , увеличение прочности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что известный ут желенный тампонажный состав на основе цемента и хромитовой руды, содержит дополнительно оксиэтилирован- ный моноэтаноламин как пластификатор и дифолон как замедлитель сроков схватывани  при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Цемент30-46

Хромитова  руда30-46

Оксиэтилированный

моноэтаноламин0,3-0,5

Дифолон0,05-0,075

ВодаОстальное

Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом подтверждает новизну за вл емого состава.

Применение оксиэтилиро ванного моно- этаноламина и дифолона в тампонажном составе , веществ, ранее не примен вшихс  в тампонажных растворах, обеспечивает при высокой подвижности раствора снижение водопотребности, увеличение сроков схватывани , уменьшаетс  в зкость и как следствие снижаютс  гидравлические потери, увеличиваетс  прочность тампонажного раствора при закачке и продавке раствора в скважине. Примен вшиес  ранее добавки снижают прочность камн .

Таким образом вы влено, что рассматриваемый объект про вл ет свойства , которые не про вл ютс  в прототипе. За вл емое решение соответствует критерию существенные отличи . Других реше- ний, имеющих признаки, сходные с прототипом, не вы влено.

Оксиэтилированный моноэтаноламин представл ет собой масл нистую жидкость темно-коричневого цвета с запахом. Хорошо растворим в воде, t кипени  выше 300 С с разложением, среднетоксичный, технологичен , уд.масса 1,05, неогнеопасен.

Вещество новое, ТУ еще не разработаны , предполагаетс  выпуск в крупнотоннажном масштабе в Шебекино, имеет формулу НОСН2СН2МН(СН2СН20) Н.

Дифолон - технологический промышленный отход производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты термостойкой (ТУ6-09-5283-86), содержащей нитрилотри- метилфосфоновую кислоту с примесью ими- нометилфосфоновых кислот и фосфористой кислоты (не менее 15%), сол ной кислоты

0 (10-15%) в сочетании с ингибитором коррозии типа катапин КИ-1 (0,5-1,0%) и оксиэти- лидендифосфоновой кислотой (5-7%). Представл ет собой темно-зеленую однородную жидкость без запаха (допускаетс 

5 наличие мути), смешиваетс  с водой, минеральными кислотами, щелочными растворами , спиртами. Дифолон  вл етс  малотоксичным препаратом, слабо кумули- руетс  в организме, не обладает способно0 стью гореть, не взрываетс , рН в пределах 1-1,5, дешевый продукт.

Тампонажную смесь готов т следующим образом.

Необходимое количество дифолона и

5 оксиэтилированного моноэтаноламина раствор ют в сол ной (30% NaCI) воде. На полученном водном растворе затвор ют приготовленную в дезинтеграторе смесь цемента и хромитовой руды.

0 Приготовление тампонажного состава дл  проведени  испытаний проводили следующим образом.

П р и м е р. В чашу дл  затворени  внос т обработанную в дезинтеграторе

5 1000 г смеси, котора  содержит 600 г цемента и 400 г хромитовой руды. Затем готов т воду затворени , 0,75 г дифолона и 5 г моноэтаноламина оксиэтилированного раствор ют в небольшом количестве соленой

0 воды (30% NaC) и довод т объем до 300 мл в широком цилиндре.

Полученный раствор ввод т в чашу с активированной смесью цемента и хромитовой руды, тщательно перемешивают и испы5 тывают полученный тампонажный раствор по ГОСТ 1581-85.

Испытани  составов с различными соотношени ми компонентов провод т аналогичным образом, проведены также

0 испытани  свойств состава по прототипу. Составы и технологические параметры ут желенного тампонажного состава приведены в таблице и подробно описаны в акте лабораторных испытаний.

5 Как видно из таблицы, состав по прототипу , затворенный на водопроводной и соленой воде, дл  достижени  необходимой растекаемости требует 0,45-0,4 воды, в результате не получаетс  ут желенный раствор с водопроводной водой и его сроки

схватывани  недостаточны - начало схватывани  через 1ч 50 мин и 2 ч 10 мин.

При использовании соленой воды при В/С 0,4 получаетс  тампонажный раствор с удельной массой 2220-2260 кг/м3.

При введении дифолона и оксиэтилиро- ванного моноэтаноламина водосмесевое соотношение снижаетс  до 0,3 при сохранении необходимой подвижности раствора, удельна  масса растет от 2300 до 2420 кг/м . Сро- ки схватывани  увеличиваютс  до 4 ч, 4 ч 35 мин. Кроме того, наблюдаетс  рост прочности цементного камн , у прототипа она равна 2,9 МПа, а в за вл емом составе 4,8 МПа.

При запредельных значени х соотношений компонентов при увеличении содержани  цемента состав перестает быть ут желенным, а при увеличении количества хромитовой руды падает прочность камн . При уменьшении количества моноэтаноламина оксиэтилированного до 0,1 растет во- допотребность смеси, вследствие чего уменьшаетс  плотность. При увеличении количества моноэтаноламина снижаетс  прочность, идет расслоение, а при увеличении содержани  дифолона до 0,1 увеличиваютс  сроки схватывани , падает прочность. При уменьшении количества дифолона до 0,02 сроки схватывани  недостаточны.

Из таблицы следует, что предлагаемый состав обладает р дом преимуществ по сравнению с прототипом, а именно улучшенными реологическими свойствами в услови х скважин с аномально-высокими пластовыми давлени ми.

Предлагаемый ут желенный тампонажный состав обеспечивает надежный контакт цементного камн  с породой. Снижение во- допотребности тампонажной смеси при хороших реологических показател х позволит получить растворы высокой плотности, а цементный камень с низкой газопроницаемостью и высокой прочностью (на изгиб и сжатие) позволит получить высокое качество разобщени  пластов, обеспечит надежный контакт цементного камн  с колонной и породами.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ут желенный тампонажный раствор, включающий цемент, хромитовую руду и воду , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  реологических свойств при одновременном увеличении сроков схватывани  раствора и повышении прочности цементного камн , он дополнительно содержит ок- сиэтилированный моноэтаноламин и дифолон при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   Цемент30-46

   Хромитова  руда30-46

   Оксиэтилированный моноэтаноламин0,05-0,075

   Дифолон0,3-0,5

   ВодаОстальное.

   0,075

   О 33 --3

   16 30

   f

   3,5

   f ,

   5

   Z 3

   e Зг-Я нл 

   752f.;3

   - -I- 0

   23, 0

   :s;s

   370

   ij,

   2Z

   ч,Э J.u 5 О, ч L. l

   ,3

   3

   1-ъь

   S3 ,5

   :-ie 4-25

   ,-.0

   ;-nS