Патент на изобретение №2261322
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к тампонажным растворам. Технический результат – повышение качества крепления скважин. Тампонажный раствор содержит, мас.ч. портландцемент 100, кубовый продукт производства гексила 20-40, вода 10-30. 1 табл.
Изобретение относится к тампонажным растворам, предназначенным для цементирования скважин в нефтяной и газовой промышленности. Известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный портландцемент, конденсированную сульфитспиртовую барду (КССБ) в количестве от 0,1 до 0,7% к массе портландцемента и воду при водоцементном отношении от 0,5 до 0,4 (Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам. – М.: Недра, 1987, с.53.). Тампонажный раствор не обеспечивает необходимых сроков схватывания и прочности цементного камня. Наиболее близким к предлагаемому составу по назначению и совокупности существенных признаков является тампонажный раствор, содержащий портландцемент, воду и нитритнатриясодержащую добавку -жидкость плотностью 1183 кг/м3, с концентрацией следующих реагентов, мас.%:
При следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Недостатками известного тампонажного раствора являются его низкая пластичность (растекаемость) и короткое время схватывания, что приводит к существенному ухудшению прокачиваемости цементного раствора, нарушению сплошности цементного камня в кольцевом пространстве и как результат снижению качества крепления скважин. Задачей изобретения является повышение качества крепления скважин за счет использования пластичного цементного раствора с регулируемым временем схватывания, обеспечивающим высокие прочностные и адгезионные свойства цементного камня. Для решения указанной задачи тампонажный раствор, включающий портландцемент, воду и добавку, в качестве указанной добавки содержит кубовый продукт производства гексила при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Кубовый продукт колонны №302 при производстве гексила, выпускаемого ОАО “Салаватнефтеоргсинтез”, имеет следующий состав, мас.%:
Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что введение кубового продукта производства гексила, являющегося многофункциональной добавкой к цементу, позволяет одновременно повышать пластичность (растекаемость) цементного раствора, сокращать время его схватывания, а также повышать прочностные и адгезионные свойства цементного камня. Повышение пластичности обусловлено присутствием в кубовом продукте производства гексила азотсодержащего органического соединения – гексила. Сокращение сроков схватывания происходит за счет взаимодействия сульфата натрия с гидроксидом кальция цементного раствора с образованием нерастворимого сульфата кальция – инициатора зародышеобразования кристаллической фазы цементного раствора: Na2SO4+Са(ОН)2=CaSO4 Присутствие нитрита натрия в кубовом продукте колонны №302 способствует увеличению прочностных и адгезионных свойств цементного камня. Исследования показали, что кубовый продукт производства гексила целесообразно применять в количестве 20-40 мас.ч. к цементу. Меньшее количество (менее 20 мас.ч.) его в цементе не оказывает существенного влияния на время схватывания цементного раствора, а также прочностные и адгезионные характеристики цементного камня. Увеличение количества кубового продукта производства гексила в цементе (свыше 40 мас. ч.) существенно ускоряет время начала схватывания цементного раствора – до 1 ч, что является не приемлемым для проведения ремонтно-изоляционных и ремонтно-восстановительных работ в нефтяных и газовых скважинах. Сравнение заявляемого тампонажного раствора с прототипом показывает, что предлагаемый состав обладает новой совокупностью реагентов и их количественным соотношением. Поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения “новизна”. Для проведения лабораторных исследований использовали портландцемент по ГОСТ 1581-91. Приготовление тампонажных растворов и определение их основных технологических параметров: растекаемость, время схватывания проводили согласно ГОСТ 26798.1-85; прочность цементного камня измерялась по ГОСТ 26798.2-85. Пластифицирующий эффект от предлагаемого тампонажного раствора оценивали по сравнению с бездобавочным цементным раствором (ПЭ1 или прототипом (ПЭ2) по формуле Д1 – растекаемость предлагаемого тампонажного раствора; Д2 – растекаемость бездобавочного тампонажного раствора (или прототипа) при одинаковом водоцементном отношении. Цементный тампонажный состав готовился следующим образом. Кубовый продукт производства гексила смешивали с пресной водой и полученной смесью затворяли цемент. Для испытания было приготовлено несколько предлагаемых составов с различными соотношениями ингредиентов. Все измерения проводились при температуре 22±2°С. В таблице приведены примеры приготовления тампонажных растворов и их показатели, здесь же для сравнения представлены характеристики состава по прототипу. Как видно из таблицы, с увеличением количества кубового продукта производства гексила с 20 до 40 мас.ч в жидкости затворения увеличивается растекаемость цементного раствора, при этом пластифицирующий эффект предлагаемого раствора по сравнению с прототипом возрастает на 28-39%, а по сравнению с бездобавочным цементом – на 15-25%. Время начала схватывания изменяется в интервале 5-2 ч. Прочностные характеристики цементного камня остаются на высоком уровне. Оптимальные характеристики цементного раствора и цементного камня достигаются при добавлении кубового продукта производства гексила в количестве 30 мас.ч. к цементу. При этом предлагаемый тампонажный состав по сравнению с прототипом является высокопластичным (ПЭ2 составляет 33%), обладает оптимальным временем начала схватывания цементного раствора (3 ч), обеспечивает высокую прочность на изгиб/сжатие цементного камня (соответственно 5,2 и 14,1 МПа), а так же высокую адгезию его к породе, металлу и “старому” цементному камню (1,31; 1,55; 1,28 МПа). Таким образом, применение предлагаемого цементного раствора в нефтегазодобывающей промышленности позволяет повысить качество цементирования и долговечность крепи скважины.
Формула изобретения
Тампонажный раствор, включающий портландцемент, воду и добавку, отличающийся тем, что в качестве указанной добавки он содержит кубовый продукт производства гексила, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.05.2006
Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.03.2007
Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+NaOH