облегченная тампонажная смесь

Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф и хлорид кальция, отличающаяся тем, что она содержит торф фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас. %, и дополнительно карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Портландцемент - 76 - 88

Указанный торф - 8 - 16

Хлорид кальция - 3,5 - 7,0

Карбоксиметилцеллюлоза - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к тампонажным материалам пониженной плотности и может быть использовано при цементировании скважин, осложненных наличием проницаемых, слабосвязанных и склонных к гидроразрыву пород.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф в виде фракции не более 0,08 мм и хлорид кальция (авторское свидетельство СССР 613083, Е 21 В 33/138, опубл. 30.06.1978, прототип).

Существенным недостатком указанной облегченной тампонажной смеси является высокая степень деструкции цементного камня, оцениваемая отношением прочности цементного камня на сжатие к прочности на изгиб, что приводит к снижению срока службы-долговечности цементной изоляции в результате воздействия внутренних напряжений (от перекристаллизации гидратных фаз) и наружных (динамических) нагрузок в процессе строительства и эксплуатации скважин.

При создании изобретения решалась задача снижения степени деструкции цементного камня.

Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент, торф и хлорид кальция, содержит торф фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас. %, и дополнительно карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент - 76 - 88

Указанный торф - 8 - 16

Хлорид кальция - 3,5 - 7,0

Карбоксиметилцеллюлоза - Остальное

Приготовление облегченной тампонажной смеси может быть осуществлено как в стационарных (заводских) условиях - с помощью смесительных агрегатов различного типа, так и в условиях буровой - смешением компонентов в смесительных машинах СМН-20 в заданном соотношении. Для этого, например, через весовые дозаторы бункеров смесительного агрегата - в первом случае, или приемный бункер смесительной машины (шнековой транспортер) - СМН-20 - во втором случае, подается поочередно 82 кг портландцемента, 12 кг торфа, 5,2 кг хлорида кальция и 0,8 кг карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Для получения однородной сухой смеси в условиях буровой производится двух- или трехразовая перетарка из одной смесительной машины в другую.

Были приготовлены: 1 состав известной облегченной тампонажной смеси, включающей портландцемент ПЦТ II - 50 по ГОСТ 1581-96, торф в виде фракции не более 0,08 мм, хлорид кальция чешуированный по ГОСТ 450-77 и 6 составов согласно изобретению (три - с фракционным составом торфа, характеризующегося остатком на сите 5 мм не более 15 мас.%, и три с содержанием этой фракции 18%) с граничными и средним содержанием компонентов. Приготовление тампонажного раствора, определение плотности, растекаемости, прочности на изгиб и сжатие осуществлялось в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 "Цементы тампонажные. Методы испытаний". Сроки схватывания определялись в соответствии с работой (Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам, М. , Недра, 1987). Температура испытаний составила 222^oС. Полученные результаты сведены в таблицу.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемая облегченная тампонажная смесь с оптимальным соотношением компонентов, по сравнению с известной, характеризуется пониженной степенью деструкции (в 1,3-1,5 раза). При использовании торфа фракционного состава, характеризующегося остатком на сите 5 мм равном 18 мас.%, при затворении образуются комки или раствор имеет низкую растекаемость, не отвечающую требованиям ГОСТ 1581-96.