Патент на изобретение №2151268

(54) ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при сооружении и ремонте скважинных глубинных анодных заземлений, а также при оценке качества крепления скважин с помощью электрокаротажа. Тампонажный материал, включающий портландцемент, углеродсодержащую добавку и хлорид кальция или натрия, в качестве углеродсодержащей добавки содержит технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 44-46, технический углерод 30-50, хлорид кальция или натрия – остальное. Технический результат – повышение седиментационной устойчивости раствора и получение электропроводного цементного камня. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при сооружении и ремонте скважинных глубинных анодных заземлений, а также при оценке качества крепления скважин с помощью электрокаротажа.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является тампонажный материал, включающий портландцемент, углеродсодержащую добавку – молотый каменный уголь и хлорид кальция или натрия [1].

К недостаткам данного материала относятся: во-первых, низкая седиментационная устойчивость раствора, приводящая к возрастанию водоотделения и частичному разделению твердых фаз; во-вторых, высокое удельное электрическое сопротивление цементного камня, сформированного из этого раствора, относящее его к разряду диэлектриков. Указанные недостатки не позволяют получить электропроводный цементный камень с равномерными плотностью и токоотдачей по стволу скважины.

При создании изобретения решалась задача повышения седиментационной устойчивости раствора и получения электропроводного цементного камня.

Решение поставленной задачи достигается тем, что тампонажный материал, включающий портландцемент, углеродсодержащую добавку и хлорид кальция или натрия, в качестве углеродсодержащей добавки содержит технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент – 44 – 66
Технический углерод – 30 – 50
Хлорид кальция или натрия – Остальное
Технический углерод получают при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья по ГОСТ 7885-77. В зависимости от удельной поверхности различают следующие марки технического углерода: ПМ-15, ПМ-75, ПМ-80, ПМ-100.

Показатели физико-химических свойств технического углерода находятся в следующих пределах:
Удельная поверхность, м²/г – 19,4 – 120
Диаметр частиц, м10^-10 – 246 – 2000
Зольность, % – 0,2 – 0,3
pH водной суспензии – 7,5 – 7,9
Насыпная плотность, г/см³ – 0,21 – 0,34
Удельное электрическое сопротивление, Омм – 1,210^-2 – 510^-4
Высокодисперсный технический углерод всегда существует в виде агрегатов (“слипшихся частиц”), т.к. обладает большой физической активностью. Характеризуется высокой коррозионной стойкостью и низкой стоимостью.

Повышение седиментационной устойчивости и получение электропроводного цементного камня обусловлено как вышеприведенными физико-химическими свойствами технического углерода с высокой удельной поверхностью, так и его способностью образовывать развитую цепочечную структуру в цементной матрице.

Приготовление тампонажного материала в условиях буровой осуществляется по принятой на месторождении технологии путем тщательного смешения компонентов с помощью цементосмесительных машин СМН-20. Для этого, например, через приемный бункер шнекового транспортера СМН-20 поочередно загружаются 55 кг портландцемента, 40 кг технического углерода и 5 кг хлорида кальция или натрия до получения необходимого объема материала, после чего производится двух- или трехразовая перебункеровка его из одной смесительной машины в другую. В заводских условиях приготовление материала может быть осуществлено путем совместного вибропомола или помола в шаровых мельницах всех компонентов: портландцементного клинкера с гипсом, технического углерода и хлорида кальция или натрия.

Были приготовлены два состава известного тампонажного материала, включающего портландцемент, углеродсодержащую добавку – молотый каменный уголь с хлоридом кальция и хлоридом натрия, а также шесть составов тампонажного материала согласно изобретению (три: портландцемент, технический углерод и хлорид кальция; три: портландцемент, технический углерод и хлорид натрия) со средним и граничным содержаниями компонентов при 22 2^oC. Приготовление образцов тампонажного материала, определение седиментационной устойчивости по водоотделению раствора прочности цементного камня на изгиб и сжатие производилось по ГОСТ 26798. 0 – 26798.2 – 91. Оценка электропроводности цементного камня осуществлялась по удельному электрическому сопротивлению в соответствии с методикой, приведенной в работе [2], по формуле: удельное электрическое сопротивление, Омм; R – электрическое сопротивление всего образца, Ом; S – площадь поперечного сечения образца, м; L – длина образца (расстояние между электродами), м.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный материал с оптимальным соотношением компонентов по сравнению с известным характеризуется отсутствием водоотделения раствора, а сформированный из него цементный камень – как электрический проводник.

Источники информации
1. Данюшевский В.C., Толстых И.Ф., Мильштейн В.М. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1973. с. 86 (прототип).

2. Пугачев Г.А. Электропроводные бетоны. Новосибирск: ВО “Наука”, 1993. с. 45.

Формула изобретения

Тампонажный материал, включающий портландцемент, углеродсодержащую добавку и хлорид кальция или натрия, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащей добавки содержит технический углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент – 44 – 66
Технический углерод – 30 – 50
Хлорид кальция или натрия – Остальноео

РИСУНКИ

TK4A – Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях “Изобретения (заявки и патенты)” и “Изобретения. Полезные модели”

Страница: 427

Напечатано: (98) 625019, г. Тюмень, ул. Республики, 219Б, ТюменНИИгипрогаз

Следует читать: Адрес для переписки: 625019, г. Тюмень, ул. Воровского, 2, ООО “ТюменНИИгипрогаз”

Номер и год публикации бюллетеня: 17-2000

Код раздела: FG4A

Извещение опубликовано: 20.12.2004 БИ: 35/2004

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: 08.12.2007

Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009