полифункциональная добавка для тампонажного раствора

Формула изобретения

Полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный ароматический спирт-хингидрон, дополнительно содержит хлорид натрия или кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хингидрон - 10 - 30

Хлорид натрия или кальция - Остальноер

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин.

Известна полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный спирт - гидрохинон [1]. Использование этой полифункциональной добавки позволяет улучшить реологические свойства тампонажного раствора. Однако указанная добавка повышает водоотделение (усадку) раствора и снижает прочность сцепления цементного камня с колонной.

Наиболее близкой по технической сущности и назначению к предполагаемому изобретению является полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный ароматический спирт - хингидрон [2]. Наряду с улучшенными реологическими свойствами при сокращенных сроках схватывания тампонажный раствор с указанной полифункциональной добавкой характеризуется такими недостатками, как повышенное водоотделение и низкая прочность сцепления цементного камня с колонной. Указанные недостатки могут быть причиной возникновения замерзающих "водяных поясов", водо- и газопроявлений в скважине.

При создании изобретения решалась задача снижения водоотделения тампонажного раствора и повышения прочности сцепления цементного камня с колонной.

Решение поставленной задачи достигается тем, что полифункциональная добавка для тампонажного раствора, включающая многоатомный ароматический спирт - хингидрон, дополнительно содержит хлорид натрия или кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хингидрон - 10-30

хлорид натрия или кальция - остальное

Механизм снижения водоотделения тампонажного раствора и повышения прочности сцепления цементного камня с колонной обусловлен, возможно, синергетическим эффектом или физикохимическим взаимодействием хингидрона с хлоридами кальция или натрия, модифицирующих структуру порового пространства в процессе гидратации и твердения цемента и интенсифицирующих образование расширяющихся гидратных фаз, в т.ч. с высокой адгезией к металлу.

Приготовление полифункциональной добавки для тампонажного раствора в заводских условиях сводится к получению сухой гомонизированной смеси хингидрона и хлорида натрия или кальция путем загрузки через весовые дозаторы, например, 20 кг хингидрона и 80 кг хлорида в смесительные агрегаты шнекового или вихревого типа и последующего перемешивания до однородного состояния. В условиях буровой указанные количества компонентов поочередно или совместно, в зависимости от концентрации полифункциональной добавки, загружаются в технологическую емкость с соответствующим объемом воды и растворяются с помощью цементировочных агрегатов.

Были приготовлены состав с известной полифункциональной добавкой, включающей хингидрон, и шесть составов полифункциональной добавки согласно изобретению (хингидрон - хлорид натрия, хингидрон - хлорид кальция) со средним и граничным содержанием компонентов при концентрации в жидкости затворения (воде) 2 мас.%. Для приготовления использовался тампонажный портландцемент ПТЦ - СС - 50 по ГОСТ 1581 - 96. Процедура приготовления растворов, определение плотности и водоотделения - усадки, прочности камня на изгиб осуществлялись при t 222^oC в соответствии с ГОСТ 26798.1-96. Оценка прочности сцепления цементного камня с колонкой производилась по методу выпрессовывания образца из цилиндрической формы в соответствии с "Методикой испытания тампонажных материалов для арктических условий" (М.: Мингазпром, 1982 - 52 стр.).

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемая полифункциональная добавка с оптимальным соотношением компонентов позволяет полностью устранить водоотстой - усадку раствора и в среднем в 2-3 раза повысить прочность сцепления цементного камня с металлом.

Указанные преимущества полифункциональной добавки в совокупности способствуют повышению надежности крепи в процессе консервации и эксплуатации скважины.

Источники информации

1. Данюшевский В. С., Курбанов Я.М. Тампонажные растворы для газовых и газоконденсатных скважин с АВПД. М.: ВНИИЭГазпром, 1987 г., с. 40.

2. Патент N 2083801 РФ. Тампонажный материал /Авторы: Крылов Г.В., Дворцов В.В., Клюсов А.А. и др./ выдан 10.07.97 (прототип).