тампонажный раствор

Формула изобретения

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий портландцемент, дистиллерную жидкость - отход производства кальцинированной соды и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит барит при следующем соотношении компонентов, мас.

Портландцемент 27,3 37,5

Дистиллерная жидкость отход производства кальцинированной соды 2,0 15,0

Барит 25,0 29,8

Вода Остальное

причем соотношение портландцемент барий составляет (50 60) (40 - 50) мас. а дистиллерная жидкость отход производства кальцинированной соды содержит, мас.

CaCl₂ 59,40 65,80

CaSO₄ 0,05 0,10

Ca(OH) 0,05 0,10

NaCl 32,15 38,50

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к получению тампонажного раствора на основе цемента, включающего соли кальция, воду, и может быть использовано при цементировании скважин.

Известен тампонажный раствор для глушения и цементирования скважин в условиях низких температур, содержащий цемент, конденсированную сульфит спиртовую барду, хлорид кальция и воду [1]

Недостатком данного тампонажного раствора является высокое тепловыделение при затвердевании раствора, что вызывает оттаивание мерзлых пород. Кроме того, при твердении данного раствора образуется камень недостаточной прочности.

Также известным является тампонажный раствор, включающий, мас. цемент 1; хлорид кальция 0,05-0,10; вода 0:50-0,70 [2]

Известный тампонажный раствор хотя и имеет высокую прочность камня, но большое содержание хлорида кальция способствует интенсивному трещинообразованию цементного камня в процессе твердения. Кроме того, повышается себестоимость раствора в целом из-за высокой цены на хлорид кальция.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому прототипом является тампонажный раствор, включающий портландцемент, воду, отход производства кальцинированной соды дистиллерную жидкость в качестве солевой компоненты [3]

Основным недостатком известного раствора являются сравнительно низкие прочностные характеристики прочность камня, а также снижение качества раствора при длительном сроке хранения и трудности с поставкой солевой компоненты дистиллерной жидкости, так как дистиллерная жидкость жидкий раствор и поставляется в цистернах, флягах и других емкостях, предназначенных для перевозки жидких продуктов. Особенно это составляет неудобство для северных районов, где в настоящее время идут газо- и нефтеразработки и где необходим тампонаж и глушение скважин.

Целью изобретения является повышение прочности цементного камня, снижение себестоимости, улучшение седиментационной устойчивости, повышение расширяющегося эффекта, сохранение качества тампонажной смеси в течение длительного срока хранения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве солевой компоненты используют предварительно прокаленный на распылительной сушилке при 550-650^оС отход производства кальцинированной соды стадии дистилляции дистиллерную жидкость следующего состава, мас.

CaCl₂ 59,40-65,80

CaSO₄ 0,05-0,10

Ca(OH)₂ 0,05-0,10

NaCl 32,15-38,50 и тампонажный раствор дополнительно содержит барит при следующем соотношении компонентов, мас.

Цемент 27,30-37,50

Дистиллерная жидкость 2,00-16,00

Барит 25,00-29,80

Вода До 100 причем соотношение цемента к бариту составляет 50-60:40-50 мас.

В процессе производства кальцинированной соды на стадии дистилляции образуется два вида отходов: твердые отходы шлам дистиллерной жидкости; жидкие отходы дистиллерная жидкость. Дистиллерная жидкость представляет собой раствор с плотностью 1120-1130 кг/м³, рН 10,0-11,9, содержащий 12-14 мас. соли кальция (СаСl₂, CaSO₄, Ca(OH)₂ и натрия (NaCl).

В настоящее время дистиллерная жидкость не находит квалифицированного применения и сливается в так называемые "Белые моря". Солевая компонента, содержащая в своем составе помимо солей кальция и хлористый натрий, ускоряет структурообразование цемента. Это особенно важно при изоляции зон поглощения с сильной раскрытостью трещин, так как в этих случаях может произойти эффективное структурообразование раствора и не будет обеспечена надежная изоляция зоны осложнения.

Тампонажную смесь готовят известным способом, добавляя воду в смесь цемента, барита и солевой компоненты из отходов производства соды.

В качестве портландцементов используют любой из следующих цементов: ПЦТ ДО бездобавочный; 20-50; ПЦТ специальные, т.е. тампонажные цементы, предусмотренные ГОСТом 1581-85.

Используемый барит представляет собой соединение ВаSO₄ и соответствует ГОСТу 4682-84.

Для получения солевой компоненты раствор дистиллерной жидкости с плотностью 1120-1130 кг/м³, рН 10,0-11,9, содержащий 12-14 мас. соли кальция (СаСl₂, CaSO₄, Ca(OH)₂ и натрия (NaCl) предварительно нагревают при 70-85^оС в течение 1,5-3,0 ч. При этом концентрация солей Са²⁺ и Na⁺ достигает 20-29 мас. рН 6,5-7,0. Предварительный нагрев осуществляют за счет тепла возвратной дистиллерной жидкости в качестве орошающей при очистке дымовых газов концентрирует исходную дистиллерную жидкость до 20-29 мас. решает вопрос утилизации сточных вод. Далее сконцентрированную дистиллерную жидкость с рН 6,5-7,0 подают на распылительную сушилку, где температура поддерживается 550-650^оС за счет подаваемых топочных газов. Готовая солевая компонента направляется в бункер готового продукта, идет на упаковку, используется для приготовления тампонажных смесей.

Готовая солевая компонента порошок от светло-серого до серого цвета, насыпным весом 850-950 кг/м³, Т_пл 520-610^оС, влажностью 1,5-2,0% и имеет следующий, практически постоянный состав, мас.

CaCl₂ 59,40-65,80

CaSO₄ 0,05-0,10

Ca(OH)₂ 0,05-0,10

NaCl 32,15-38,50 Для приготовления тампонажной смеси использовали солевую компоненту следующего состава, мас.

CaCl₂ 58,60

CaSO₄ 0,10

NaCl 32,68

Ca(OH)₂ 0,17

Приготовление тампонажной смеси и ее показатели представлены в табл.1.

В табл.2 представлены показатели тампонажной смеси с применением солевой компоненты, которая находилась при длительном сроке хранения (смесь по примеру 3).

На основании представленных данных табл.1 можно сделать вывод, что заявляемый тампонажный раствор с использованием в качестве солевой компоненты отхода производства соды стадии дистилляции дистиллерную жидкость, предварительно прокаленную на распылительной сушилке, дополнительно содержащую барит, превосходит известную тампонажную смесь по прочности камня, расширяющемуся эффекту, простоте приготовления тампонажной смеси, более низкой себестоимости.

Также высокие показатели по прочности камня тампонажного раствора применением солевой компоненты, находившейся длительное время при хранении табл. 2. Кроме того, использование отходов производства соды решает вопрос их утилизации и экологический вопрос. Наработана опытная партия солевой компоненты из отходов производства соды дистиллерной жидкости и передана для испытаний нефтегазоразработчикам Тюменской области, в частности, Объединению "Тюменьбургаз", г. Новый Уренгой и "Пурнефтегаз" п. Пурпе. Имеются протоколы намерения о поставках солевой компоненты из отходов производства соды.