сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород

Классы МПК:E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания ОАО "ГАЗПРОМ" (ООО "БУРГАЗ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-10-31
публикация патента:

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и касается составов тампонажных материалов, используемых при цементировании обсадных колонн в условиях многолетних мерзлых пород. Сырьевая смесь для получения теплозащитного цементного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород содержит, мас.%: тампонажный портландцемент - 34,4...43,3, полые стеклянные микросферы - 13,0...17,2, суперпластификатор С-3 - 0,26...0,32, вода - остальное или, мас.%: тампонажный портландцемент - 36,55...45,3, аппретированные полые стеклянные микросферы - 13,25...18,5, суперпластификатор С-3 - 0,28...0,34, вода - остальное. Технический результат - снижение теплопроводности во времени за счет уменьшения влажности цементного кольца, повышение надежности защиты от растепления в условиях многолетних мерзлых пород, герметичности затрубного пространства, дебита скважины при ее эксплуатации при значительном сокращении стоимости цементирования и защиты конструкции скважины от растепления. 5 табл.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения теплозащитного цементного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, включающая тампонажный портландцемент, модифицирующую добавку, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки она содержит суперпластификатор С-3, а в качестве наполнителя - полые стеклянные микросферы при соотношении ингредиентов, мас.%:

Тампонажный портландцемент 34,4...43,3
Полые стеклянные микросферы 13,0...17,2
Суперпластификатор С-3 0,26...0,32
Вода Остальное

или аппретированные полые стеклянные микросферы при соотношении ингредиентов, мас.%:

Тампонажный портландцемент 36,55...45,3
Аппретированные полые стеклянные микросферы 13,25...18,5
Суперпластификатор С-3 0,28...0,34
Вода остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и касается составов тампонажных материалов, используемых при цементировании обсадных колонн в условиях многолетних мерзлых пород.

Известен состав тампонажного раствора, содержащего тампонажный портландцемент, наполнитель в виде аппретированных стеклянных микросфер марки МСО А9 в количестве от 3,5 до 13,2 мас.%, модифицирующие добавки - суперпластификатор НКНС-1 «40-03» и гидрофобизатор ГМЖ и воду (Патент РФ №1640367, кл. Е 21 В 33/138, 1991).

В известном тампонажном растворе содержится от 3,5 до 13,2 мас.% аппретированных полых стеклянных микросфер, что не позволяет достичь требуемых низких значений теплопроводности влажного тампонажного материала после затвердевания для возможности его использования в качестве теплозащиты многолетних мерзлых пород от растепления при эксплуатации скважины

Изобретение направлено на решение задачи по эффективной герметизации затрубного пространства нефтегазовых скважин при цементировании и одновременная защита ММП от растепления в процессе их крепления и эксплуатации.

Для этого сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала для условий многолетних мерзлых пород, включающая тампонажный портландцемент (ПЦТ), модифицирующие добавки и наполнитель, в качестве модифицирующих добавок содержит суперпластификатор С-3, а в качестве наполнителя - полые стеклянные микросферы (ПСМС) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: тампонажный портландцемент - 34,4...43,3, полые стеклянные микросферы - 13,0...17,2, суперпластификатор С-3 - 0,26...0,32, вода - остальное или аппретированные полые стеклянные микросферы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:тампонажный портландцемент - 36,55...45,3, аппретированные полые стеклянные микросферы -13,25...18,5, суперпластификатор С-3 - 0,28...0,34, вода - остальное.

Полые стеклянные микросферы имеют удельную поверхность не менее 44000 см2/г и серийно выпускаются промышленностью России по ТУ 6-36 и ТУ 6-11-156. В качестве вяжущего используется тампонажный портландцемент, который производится по ГОСТ 1581-96. Суперпластификатор С-3 соответствует требованиям ТУ 6-36-0204229-625. Суперпластификатор С-3 позволяет существенно снизить количество воды затворения при стандартной растекаемости.

Теплозащитный тампонажный материал приготавливается и закачивается с использованием традиционного цементировочного оборудования. Предлагаемый теплозащитный тампонажный материал позволяет получить сверхлегкий цементный тампонажный материал с плотностью вплоть до 0,78 г/см3, обладающий прочностью при изгибе в возрасте 2 сут от 0,8 до 1,3 МПа при температуре твердения (20±2)°С и от 1,2 до 2,5 МПа при температуре твердения (75±2)°C. Такие значения значительно превосходят требования ГОСТ РФ для облегченных цементных тампонажных материалов. Так, прочность на растяжение при изгибе для них должна быть больше 1 МПа. Предлагаемый материал имеет теплопроводность во влажном состоянии вплоть до 0,17 Вт/(м*°С), которая во времени снижается за счет влагопереноса и продолжающейся гидратации тампонажного портландцемента; позволяет исключить использование дорогостоящих лифтовых теплоизолирующих труб; производить монтаж посредством цементирования затрубного пространства скважин; значительно ускорить завершающие работы на скважине; существенно повысить надежность крепи при эксплуатации скважин. Сравнительные данные об известных и предлагаемых тампонажных материалах и свойства приведены в табл.1-5. В табл.3, 4, 5 приведены свойства предлагаемых цементных тампонажных материалов, сформированных в условиях скважины при давлениях 10-30 МПа и температуре 75°С. Результаты подтверждают стабильность тампонажного материала по средней плотности и теплопроводности под действием давления в скважине. Прочность таких материалов возрастает в несколько раз по сравнению с атмосферными условиями формирования камня. Анализ результатов (табл.5) показывает, что снижение влажности цементного камня приводит к уменьшению температуры грунта на границе цементного кольца с многолетними мерзлыми породами. Такой процесс повышает надежность конструкции скважины: растепление мерзлого грунта вокруг ствола скважины не происходит. С увеличением срока эксплуатации скважины снижается влажность камня за счет градиента температуры и влажности, гидратации тампонажного портландцемента, что ведет к повышению теплозащитных свойств предлагаемого теплозащитного материала с полыми стеклянными микросферами.

Применение предлагаемого теплозащитного материала дает возможность значительно снизить трудовые, энергетические, материальные и финансовые затраты при строительстве, повысить надежность при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала   для условий многолетних мерзлых пород, патент № 2267004 сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала   для условий многолетних мерзлых пород, патент № 2267004 сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала   для условий многолетних мерзлых пород, патент № 2267004 сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала   для условий многолетних мерзлых пород, патент № 2267004 сырьевая смесь для получения теплозащитного тампонажного материала   для условий многолетних мерзлых пород, патент № 2267004

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2267004

patent-2267004.pdf

Класс E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 

селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах -  патент 2529080 (27.09.2014)
состав для изоляции притока воды в добывающие нефтяные скважины -  патент 2527996 (10.09.2014)
улучшенные способы размещения и отклонения текучих сред в подземных пластах -  патент 2527988 (10.09.2014)
состав для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах -  патент 2527443 (27.08.2014)
способ разработки залежей высоковязких нефтей или битумов при тепловом воздействии -  патент 2527051 (27.08.2014)
способ изоляции водопроявляющих пластов при строительстве скважины -  патент 2526061 (20.08.2014)
состав для изоляции водопритока в скважине -  патент 2526039 (20.08.2014)
способ ограничения водопритока в скважину -  патент 2525079 (10.08.2014)
гипсомагнезиальный тампонажный раствор -  патент 2524774 (10.08.2014)
тампонажный облегченный серосодержащий раствор -  патент 2524771 (10.08.2014)
Наверх