SU1113516A1 - Тампонажный материал - Google Patents

Abstract

1. ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий п жущее, песок и баритовьй концентрат, отличающийс  тем, что, с целью снижени  газопроницаемости тампонажного камн , повышени  его прочности и коррозионной стойкости в сероводородсодержащей среде, он дополнительно содержит твер дый гидрофобизатор при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30,00-64,79 В жущее 0,01-19,00 Песок Баритовый 35,00-50,00 концентрат Твердый гид0 ,20-1,00. рофобизатор 2. Тампонажный материал по п.1, отличающийс  тем, что в качестве твердого гидрофобизатора он содержит парафин или церезин, или озокерит, или озокеритовую руду.

Description

00

ел Изобретение относитс  к тампонаж Hbw материалам,- примен емым при кре лении буровых скважин в услови х сероводородной агрессии. Известен тампонажный материал, с держащий гранулированный кислый нике левый шлак, кварцевый песок, едкий натр и хромовокислый калий ,11. Однако данный материал содержит токсичные компоненты - едкий натр, хромовокислый калий, а тампонажный, раствор из этого материала обладает предельной плотностью 1,8-1,9 г/см и в услови х аномально высоких пластовых давлений (АВГЩ) использован быть не может. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  тампонажный материалу содер жащий в жущее, песок и баритовый концентрат 2, Однако известный материал такжк не может примен тьс  при цементирова НИИ сероводородсодержащих скважин в услови х АВПД, так как тампонажный раствор из него имеет предельную плотность 1,85-1,95 г/см. Цель изобретени  - снижение газопроницаемости тампонажного камн , повьппение его прочности и коррозионной стойкости в сероводородсодержаще среде. Поставленна  цель достигаетс  тем, что тампонажный материал, содер жащий в жущее, песок и баритовый кон центрат, дополнительно содержит твер дый гидрофобизатор при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30,00-64,79 В жущее 0,01-19,00 Баритовый 35,00-50,00 концентрат Твердый гидрофобиза0 ,20-1,00. В качестве твердого гидрофобизатора материал содержит парафин или церезин, или озокерит, или озокерито вую руду. При использовании озокеритовой ру ды ее количество беретс  из расчета обеспечени  концентрационных пределов по содержащемус  в ней озокериту, а песок, внесенный с рудой, учитываетс  при достижении концентрационных пределов по песку, вход щему в состав тампонажного материала. Тампонажный материал с добавкой твердого гидрофобизатора готов т путем совместного помола в жущего и 16 твердого гидрофобизатора до удельной поверхности I 2000-3000 и последукнцего тщательного перемешивани  гидрофобизованного таким образом в жущего с измельченным до той же степени песком и баритовым концентратом. Вид в жущего и содержание песка выбираетс  в зависимости от температуры применени  тампонажного материала. При температурах использовани  материала до 100°С в жущим служит тампонажньй портландцемент, помол клинкера которого осуществл етс  совместно с твердым гидрофобизатором. При температурах выше используютс  смеси шлаков металлургических заводов с песком. Допустимо также применение серийно выпускаемых шлакопесчаных цементов ШПЦС-120 и ШПЦС-200, помол которых проведен совместно с твердым гидрофобизатором (парафином, церизином, озокеритом, озокеритовой рудой). Добавка баритового концентрата в цемент осуществл етс  в указанных выше пределах (3550% ) в зависимости от требуемой плотности тампонажного раствора. Пример 1. В шаровую мельницу загружали 489,9 г портлаиддементного клинкера Новороссийского цемзавода и 10 г парафина, совместный помол которых вели в течение 45 мин, после чего измер ли удельную поверхность полученного материала, котора  составл ла 1 2500 . К полученной массе добавл ли 500 г барита с удельной поверхностью 1 3000 и 0,1 г молотого кварцевого песка (т 2500 ), все тщательно перемешивали , после чего тампонажный материал считали готовым и из него приготавливали тампонажный раствор добавлением 32 мас.% жидкости затворени . Смесь перемешивали на механической мешалке и получали тампонажный раствор плотностью ,18 г/см. Растекаемость по конусу АзНИИ 18 см. Прочность при изгибе/сжатии двухсуточного срока твердени  при 50С и давлении 0,1 МПа равна 4,3/6,8 МПа, газопроницаемость 0,4, коэффициент коррозионной устойчивости 0,82. Этот же раствор при дает тампонажный камень двухсуточной прочности при изгибе/сжа;тии 5, t/21,5 МПа, газопроницаемость которого ,35, коррозионна  стойкость 0,80. Пример 2. В шаровую мельницу загружали 552,7 г гранулированного шлака, 95,2 г кварцевого песка и 20 г церезина, совместный помол которых вели в течение 45 мин, Б результате получали 647,9 г (64,79% от массы предлагаемого материала) в жущего ШПЦС-120, обработанного церезином. Далее к полученному материалу добавл ли 350 г (35% от массы предлагаемого материала) барита vi 0,1 г (0,01 мас,%) молотого кварцевого песка . Смесь гомогенизировали, после чего коррозионностойкий тампонажный материал готов к использованию. Из него при добавлении 38 мас.%, жидкости затворени  получали тампонажный раствор плотностью р 200 г/см, растекаемостью 19 см. Прочность при изгибе/сжатии образцов двухсуточного срока твердени  при 120°С и давлении 40 МПа равна 5,3/17,4, газопроницаемость ,02, коэффициент коррозионйой стойкости 0,77. При 160°С и давлении 60 Ша из этого раствора получаетс  цементный камень двухсуточной прочности при изгйбе/сжатии 7,2/21,5 МПа, газопроницаемость которого ,06, коэффициен коррозионной стойкости 0,78. Пример 3. В шаровую мельницу загружали 482 г шлака, 2 г озокерито вой руды, совместный помол которых осуществл ли в течение 45 мин. К полученной массе добавл ли 430 г барит и 86 г молотого кварцевого песка. Смесь тщательно гомогенизировали, после чего тампонажный материал счи тали готовым и на его основе готовил тампонажный раствор добавлением 35 мас.% воды затворени . Полученный раствор имел плотность 2,15 г/см , ... растекаемость 20 см. Прочность при изгибе/сжатии образцов двухсуточ1 16.4 кого срока твердени  при ТбОС и давлении 50 МПа равна 6,1/15,4 МПа, газопроницаемость ,73, коэффициент коррозионной стойкости 0,76. Пример 4. В шаровую мельницу загружали 300 г шлака, 10 г озокерита , совместный помол которых вели в течение 45 мин. К полученному составу добавл ли 500 г барита и 190 г молотого кварцевого песка, все перемешивали до гомогенного состо ни . Потом к полученному материалу добавл ли 35 мас.% воды затворени  и получали раствор плотностью ,21 г/см, растекаемостью 19 см. Прочность при изгибе/сжатии образцов двухсуточного срока твердени  при и давлени  80 МПа равна 9,0/31,0 МПа, газопроницаемость ,08, коэффициент коррозионной стойкости 0,82. Сроки охватывани  тампонажных составов при необходимости могут регулироватьс  добавками общеизвестных регул торов сроков схватывани  (КБЖ концентрат бард ной жидкий, хромпик виннокаменна  кислота, и т.д.) введение которых осуществл етс  в жидкость затворени . Величины добавок регул торов сроков схватывани  устанавливаютс  рецептурой и на качество (коррозионную стойкость) предлагаемого материала не вли ют. С целью исследовани  устойчивости полученных (примеры 1-4) образцов тампонажного камн  к сероводородной агрессии балочки, сформированные по ОСТ39-051-77, подвергались воздействию пластовой сероводородсодержащей воды в течение двух лет, а в другом в течение шести мес цев. случае Результаты исследований представлены в таблице.

91

Из таблицы видно, что добавка твердого гидрофобизатора нар ду со снижением водоцементного отношени  способствует повышению прочности и снижению газопроницаемости камн , а также повышает его коррозионную стойкость к сероводороду по сравнению с прототипом. Кроме того, введение твердйго гидрофобизатора за счет его пластифи1щрующего эффекта позвол ет повысить содержание баритового концентрата в тампонаЛном материале до 50%, что дает возможность получить тампонажные растворы плотностью 2,21 г/см, пригодные дл  использовани  в услови х аномально-высоких пластовых давлений.

Газопроницаемость камн  снижаетс  вследствие уплотнени  его при кристаллизации за счет уменьшени  относительных размеров образующихс  кристаллов , что св зано с наличием в твердеющей системе высокодисперсных частиц твердого гидрофобизатора (парафина , церезина, озокерита, озокери1610

товой руды), которые  вл ютс  затравкой кристаллообразовани  - центрами кристаллизации в тампонажном растворе. Кроме того, частицы твердого гидрофобизатора кольматируют и гидрофобизируют поровое пространство образовавшегос  камн , что также снижает его газопроницаемость и обеспечивает высокую коррозионную устойчивость цементного камн  к действию сероводорода.

Более высока  коррозионна  стойкость тампонажного камн  в услови х сероводородной агрессии позволит вести разработку месторождений нефти и газа с аномально-высокими пластинами, давлени ми и высокими температурами при наличии сероводородной агрессии, повысит качество креплени  и долговечностью крепи этих скважин обеспечит высокий уровень безопасности работы на скважинах и охраны окружающей среды. Технологи  применени  предложенного тампонажного материала не мен етс  по сравнению с известной дл  традиционных тампонажных материалов.

Claims (1)

1. ТАМПОНАЖНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий вяжущее, песок и баритовый концентрат, отличающийся

0*01-19^00 тем, что, с целью снижения газопроницаемости тампонажного камня, повышения его прочности и коррозионной стойкости в сероводородсодержащей среде, он дополнительно содержит твердый гидрофобизатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вяжущее Песок Баритовый концентрат Твердый гидрофобизатор 2. Тампонажный отличающи качестве твердого содержит парафин : озокерит, или озо:

35,00-50,00

0,20-1,00. материал по п.1, й с я тем, что гидрофобизатора ли церезин, или еритовую руду.

в он

1 1113516