SU848593A1

SU848593A1 - Lightweight cementing mud for low-temperature wells

Info

Publication number: SU848593A1
Application number: SU792783042A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Клюсов
Original assignee: Тюменский Государственный Научно- Исследовательский И Проектныйинститут Природных Газов
Priority date: 1979-04-23
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1981-07-23

Description

Изобретение относитс к облегчен: ным тампонажным материалам, которые могут примен тьс дл цементировани нефт ных и газовых скважин, осложненных наличием трещиноватых, проницаемых , слабосв занных и мерзлых пород. Известен тампонажный раствор, состо щий из высокоалкминатного цемента 42,8 вес.%, толченного огнеупорного кирпича 28,6 вес.% и воды 28,6 вес,%. Введением молотого огнеупорного кирпича в этот раствор предотвращаетс снижение прочности цементного камн , вызываемое nepekpHcталлизацией гексагонал.ьных гй рралюмйнатов кальци в кубические Д, Известен также тампонажный р&створ , состо щий из смеси высокоглиноземистого цемента 50 вес.% и золы . уноса 50 вес.% 2 . Однако цементному камню,сформированному из таких растворов свойствен ны низка морозостойкость, незначительное сопротивление ударному изгибу и недостаточно прочное сцепление колонной. Кроме того, к недостаткам такого раствора относ тс низка про ность и высока теплопроводность цементного кс1мн при отрицательной температуре . . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс облегченный тампонажный материал дл низкотемпературных сквгокин, содержащий гипсоглиноземистыйцемент, облегчакадую добавку - лигнин и воду. Затворение такой смеси производитс водой при водоцементном факторе, равном 0,бр.. Однако цементный камень, сформированный из такого раствора, имеет низкий коэффициент морозостойкости, характеризующий , его устойчивость при циклических колебани х температуры от (Положительной до отрицательной, что соответствует услови м периодической эксплуатации скважин, св занны , например, с ремонтом, неспособен вьщерживать усили , вызываемые как уйарами бурильных о колонну во врем chycKo-подъемных операций, так и эксцентричностью шарошечных долот при разбуривании цементн.ого стакана, а также отличаетс недостаточной прочностью сцеплени с обсадной колонной и высокой стоимостью и дефицитностью лигнина.The invention relates to lightweight cement materials that can be used for cementing oil and gas wells, complicated by the presence of fractured, permeable, weakly bonded and frozen rocks. Known cement slurry consisting of high-aluminate cement 42.8 wt.%, Crushed refractory brick 28.6 wt.% And water 28.6 wt.%. By introducing a ground refractory brick into this solution, a decrease in the strength of the cement stone caused by nepecpHcallization of hexagonal calcium carbonate calcium to cubic D is prevented. Also a tamping basement consisting of a mixture of high alumina cement 50 wt. ash 50 wt.% 2. However, the cement stone formed from such solutions is characterized by low frost resistance, insignificant resistance to impact bending, and insufficiently strong adhesion of the column. In addition, the disadvantages of such a solution include the low permeability and high thermal conductivity of cement x1 m at a negative temperature. . Closest to the proposed technical essence is a lightweight cement material for low-temperature squash, containing gypsum-aluminous cement, a lightening additive and lignin, and water. Such a mixture is mixed with water at a water-cement factor of 0, br. However, the cement stone formed from such a solution has a low coefficient of frost resistance, which characterizes its stability during cyclic temperature fluctuations from (Positive to negative, which corresponds to the conditions of periodic operation). wells associated, for example, with repairs, are unable to absorb the forces caused both by the drillstars on the drill string during the chycKo-lifting operations, and by the eccentricity of the roller cone m while drilling tsementn.ogo cup and characterized insufficient adhesive strength with the casing and the high cost and scarcity of lignin.

Цель изобретени - повьпиение адгезионных свойств и морозе- и ударостойкости цементного камн .The purpose of the invention is the penetration of the adhesive properties and the frost and impact resistance of the cement stone.

Указанна цель достигаетс тем, что в качестве облегчающей добавки раствор содержит перлитовый легковес при следующем соотношении компонентов , вес.%:This goal is achieved by the fact that as a facilitating additive, the solution contains perlite lightweight in the following ratio of components, wt.%:

Гипсоглиноземистый цемент44,0-57,5Gypsum-alumina cement44.0-57.5

Перлитовый легковес 5,0-6,0 ВодаОстальноеPerlite lightweight 5,0-6,0 Water Else

Перлитовый легковес представл ет собой замкнутые стекл нные гранулы, полученные путем вспучивани породыPerlite lightweight is a closed glass bead made by swelling

лукообразной структуры при температуре . Перлитовый легковес соответствует марке 100 по ГОСТ 10832-74 .onion-like structure at temperature. Perlite lightweight corresponds to grade 100 according to GOST 10832-74.

Пример. По предлагаемому е составу готов т дес ть растворов с граничньам и средним содержани ми компонентов, а также с их содержанием вьале верхнего и ниже нижнего пределов дл температур. 20и . . Дл сравнени готов т также два известных раствора.Example. According to the proposed composition, ten solutions are prepared with the boundary and average content of the components, as well as with their content in the upper and lower limits for temperatures. 20i. . For comparison, two known solutions are also prepared.

Свойства предлагаемого и известного тампонажных растворов представлены в таблице.The properties of the proposed and known cement slurries are presented in the table.

Коэффициент морозостойкости цементного камн определ лс , как. отношение прочности на изгиб образцов 28-и суточного возраста после 10, 20 и 30 циклов замораживание - оттаивание (по режиму 30 мин. замораживаниа при - 10°С и полное оттаивание при 4-4 С) к прочности эквивалентных образцов при соответствующей температуре твердени .The frost coefficient of the cement stone was determined as. the ratio of flexural strength of samples of 28 days old after 10, 20 and 30 cycles of freezing - thawing (according to the mode of 30 minutes freezing at –10 ° C and complete thawing at 4–4 ° C) to the strength of equivalent samples at the corresponding hardening temperature.

Данные таблицы свидетельствуют These tables indicate

о том, что предлагае ий тампонажный раствор с оптимальным содержаниемthat the proposed cement slurry with the optimum content

компонентов об/ адает лучшими свойствами , .чем известный; коэффициент морозостойкости цементного камн возрастает на 18-29%, сопротивление ударному изгибу / в 2 раза, прочность сцеплени /- в 3 раза. Изменение содержани компонентов выше верхнего и ниже нижнего пределов приводит либо к расслаиванию системы, либо, к потере подвижности.Components of rev / ada best properties,. what is known; the frost ratio of cement stone increases by 18-29%, resistance to impact bending / 2 times, adhesion strength / - 3 times. A change in the content of components above the upper and lower limits leads either to a delamination of the system, or to a loss of mobility.

Предлагаемый тампонажный раствор получают обычным способом, т.е. смесь, тщательно гомогенизированна The proposed cement slurry is prepared in the usual way, i.e. mixture, thoroughly homogenized

в цементносмесительной машине, затвор етс водой в гидравлической воронке или фрюзерноструйной мельнице, вход щей в комплект агрегата дл приготовлени промышленной жидкости.in a cement blender, it is shut off with water in a hydraulic funnel or a frost jet mill supplied with the unit for the preparation of industrial fluid.

Предлагаемый тампонажный раствор позвол ет повысить качество цементировани скважин за счет повышени морозостойкости ,1 ударостойкости цементного камн и прочности его сцеплени с колонной. Указанные факторы в совокупности способствуют сохранению монолитного цементного камн и обеспечивают надежную и до.лговечную герметизацию затрубного пространства . Кроме того, предлагаемый раствор улучшает услови цементировани скважин с наличием проницаемого и слабосв занного коллектора, поскольку гранулы перлита вл ютс закупооивающим материалом. Перлитовый легковес вл етс местным недефицитным мате-, риалом и стоимость .е.го /о в 10 разThe proposed cement slurry can improve the quality of well cementing by increasing the frost resistance, 1 impact resistance of the cement stone and the strength of its adhesion to the column. These factors together contribute to the preservation of monolithic cement stone and provide a reliable and additional sealing of the annular space. In addition, the proposed solution improves the cementing conditions of the wells with the presence of a permeable and weakly bound reservoir, since pearlite granules are procuring material. Perlite lightweight is a local non-deficient material, rial and cost. 10 times full / about

меньше, чем лигнина, содержащегос . в известном растворе. Эконо ическа эффективность только за счет экономии цемента достигает 2000 рублей на одну условную скважину.. Качественна герметизаци затрубного пространства способствует повьшению экономической эффективности.less than the lignin contained. in a known solution. Economic efficiency only due to the saving of cement reaches 2000 rubles per conditional well. High-quality sealing of the annular space contributes to higher economic efficiency.

Claims

1. Kechegez n A.N. Research of special types of grouting mortars (ROV. Express information Drilling, M., VNIIOENG, 1977, No. 19, p. 7.

2 .. Bulatov A.I. et al. Cement stone resistance to cyclical temperature fluctuations. Express information, Drilling, M., VNIIOSNG, 1978, 1, p. 7

3. USSR author's certificate No. 578436, cl. E 21 V 33/138, 1976. (