тампонажный материал
Классы МПК: | E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы |
Автор(ы): | Вяхирев В.И. (RU), Уросов С.А. (RU), Фролов А.А. (RU), Овчинников П.В. (RU), Рудницкий А.В. (RU), Коновалов Е.А. (RU), Чернухин В.И. (RU), Кривобородов Ю.Р. (RU), Клюсов В.А. (RU), Субботин В.А. (RU), Морозов А.А. (RU) |
Патентообладатель(и): | Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-02-04 публикация патента:
10.09.2004 |
Изобретение относится к строительству скважин и может использоваться в производстве крепления нефтяных, газовых и других скважин. Тампонажный материал, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, в качестве расширяющейся добавки содержит по крайней мере одну добавку из группы: глиноземистый, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора - смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ в соотношении от 1:1 до 1:10 и дополнительно содержит облегчающую добавку при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%: расширяющаяся добавка - 2-15; гипс - 7-9; ускоритель твердения - 2-8; указанный пластификатор - 0.3-0.8; облегчающая добавка - 3-10; портландцемент - остальное. В качестве ускорителя твердения тампонажный материал может содержать хлористую соль щелочного или щелочноземельного элементов. В качестве облегчающей добавки могут быть использованы алюмосиликатные микросферы, или микрокремнезем, или вспученный вермикулит, или вспученный перлит. Технический результат: повышается седиментационная устойчивость, отсутствие водотделения, удлинение времени загустевания. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Формула изобретения
1. Тампонажный материал, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, отличающийся тем, что он содержит в качестве расширяющейся добавки по крайней мере одну добавку из группы глиноземистый цемент, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора - смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ в соотношении от 1:1 до 1:10 и дополнительно содержит облегчающую добавку при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%:
Расширяющаяся добавка 2-15
Гипс 7-9
Ускоритель твердения 2-8
Указанный пластификатор 0.3-0.8
Облегчающая добавка 3-10
Портландцемент Остальное
2. Тампонажный материал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ускорителя твердения он содержит хлористую соль щелочного или щелочноземельного элемента.
3. Тампонажный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве облегчающей добавки он содержит алюмосиликатные микросферы, или микрокремнезем, или вспученный вермикулит, или вспученный перлит.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к строительству скважин и может использоваться в производстве тампонажных материалов для крепления нефтяных, газовых и других скважин.
Известны различные расширяющиеся цементы, например гипсоглиноземистый цемент, получаемый путем совместного помола глиноземистого шлака и двуводного гипса в соотношении 3:1 (см. Данюшевский и др. Справочное руководство по тампонажным материалам М.: Недра, 1973, с.124-125).
Наиболее близким аналогом к изобретению является тампонажный материал для низкотемпературных скважин, включающий, мас.%: портландцемент - 48-80; расширяющуюся добавку - 20-50; противоморозную добавку (ускоритель твердения) - 4-6; пластификатор - 0.15-0.7% от массы тампонажного цемента (см. патент RU 2144977, МПК 7 Е 21 В 33/138, опубл. 27.01.2000, Бюл. №3).
Недостатком известного вяжущего является быстрая загустеваемость и высокая седиментационная неустойчивость, что приводит к расслоению тампонажного раствора, ограничению области применения цемента из-за неоднородности формирующегося цементного камня и газопроявлению между обсадной трубой и цементным камнем.
Задачей изобретения является улучшение седиментационной устойчивости, замедление загустеваемости тампонажного цементного раствора.
Поставленная задача решается тем, что тампонажный материал, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, содержит в качестве расширяющейся добавки по крайней мере одну добавку из группы глиноземистый цемент, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ в соотношении от 1:1 до 1:10 и дополнительно содержит облегчающую добавку при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%:
Расширяющаяся добавка 2-15
Гипс 7-9
Ускоритель твердения 2-8
Указанный пластификатор 0.3-0.8
Облегчающая добавка 3-10
Портландцемент Остальное
Тампонажный материал в качестве ускорителя твердения содержит хлористую соль щелочного или щелочноземельного элементов.
Тампонажный материал в качестве облегчающей добавки содержит алюмосиликатные микросферы, или микрокремнезем, или вспученный вермикулит, или вспученный перлит.
Для приготовления тампонажного материала используют портландцемент, расширяющуюся добавку, по крайней мере одну из группы: глиноземистый цемент, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, гипс или ускоритель твердения, облегчающую добавку, пластификатор, состоящий из смеси триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ.
КМХ - это комплексная минеральная химическая добавка для бетонов и растворов по ТУ-58700-003-499-38-321-98, содержит лигнопан, смолу нейтрализованную воздухововлекающую, суперпластификатор С-3 и трепел.
В качестве гипса может быть использована любая его модификация.
Тампонажный материал можно готовить следующим образом. Путем смешения пластификатора и отдельно размолотых портландцемента, расширяющейся добавки, облегчающей добавки, ускорителя твердения, гипса с последующим затворением водой или путем совместного помола в мельнице портландцемента, облегчающей добавки, ускорителя твердения, гипса, расширяющейся добавки с последующим введением пластификатора совместно с водой затворения. Материал может быть получен простым смешением компонентов, а его затворение производят водой, в которой растворена смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия.
Составы и результаты испытаний тампонажного материала приведены в табл.1 и 2.
Примечание к табл.1:
*В качестве расширяющей добавки в примере 1 используют глиноземистый цемент, в примере 2 - смесь глиноземистого цемента и сульфоалюминатного цемента в соотношении 1:1, в примере 3 - шлак ферротитана и ферробора в соотношении 1:1, в примере 4 - глиноземистый цемент и шлак ферротитана в соотношении 1:2, в примере 5 глиноземистый цемент и шлак от вторичной переплавки алюминия в соотношении 1:3, в примере 6 - сульфоалюминатный цемент.
** В примерах 1 и 2 - в качестве ускорителя твердения применяли хлорид кальция, в примерах 3, 4, 5 и 6 - хлорид натрия.
***В качестве облегчающей добавки в примере 1 и 2 использовался вспученный вермикулит, в примере 3 - микрокремнезем, в примере 4 и 5 - алюмосиликатные микросферы, в примере 6 - вспученный перлит.
****соотношение компонентов в пластификаторе: триэтаноламина и крем-несодержащей добавки в составе 1-1:1, в составе 2-1:8, в составе 3-1:7, в составе 4-1:9, в составе 5-1:2, в составе 6-1:10
Класс E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы