облегченная тампонажная смесь

Формула изобретения

Облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и полые стеклянные микросферы, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вспученный вермикулитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент - 92 - 98

Полые стеклянные микросферы - 1 - 4

Вспученный вермикулитовый песок - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к веществам, используемым для цементирования нефтяных, газовых паронагнетательных геотермальных скважин.

Известны облегченные тампонажные смеси, включающие портландцемент и облегчающую гранулированную добавку - гильсонит [1]. К недостаткам этой смеси наряду с низкой прочностью камня, вызванной слабой адгезией органоминеральных частиц гильсонита к цементной матрице, относятся повышенные усадка раствора и теплопроводность цементного камня, обусловленная сплошностью гранул облегчающей добавки.

Наиболее близкой по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и полые стеклянные микросферы [2]. Указанная смесь хотя и характеризуется улучшенными реологическими свойствами, однако ей присущи такие недостатки, как усадка раствора и повышенная теплопроводность цементного камня. Усадка раствора способствует возникновению флюидопроявлений в период ОЗЦ, а повышенная теплопроводность цементного камня - интенсивной теплопередаче в окружающие породы. В совокупности эти недостатки приводят к ухудшению качества крепления скважин в условиях многолетнемерзлых пород, а также паронагнетательных и геотермальных скважин, работающих в режиме "отбора - нагнетания" флюида.

При создании изобретения решалась задача - снижение усадки раствора и теплопроводности цементного камня.

Решение поставленной задачи достигается тем, что облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и полые стеклянные микросферы, дополнительно содержит вспученный вермикулитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Портландцемент - 92-98

Полые стеклянные микросферы - 1 - 4

Вспученный вермикулитовый песок - Остальное

Вспученный вермикулитовый песок представляет собой продукт термической обработки природных гидрослюд и последующего их измельчения и фракционирования. Выпускается по ГОСТ 12865 - 67.

Приготовление облегченной тампонажной смеси в условиях буровой сводится к следующему. В приемный бункер шнекового транспортера смесительной машины СМН - 20 поочередно подаются, например, 9,2т портландцемента, 0,4 т полых стеклянных микросфер и 0,4 т вспученного вермикулитового песка. Затем осуществляется 2-3-х разовая "перетарка" из одной смесительной машины в другую до получения однородной смеси.

Были приготовлены известная облегченная тампонажная смесь, включающая портландцемент и полые стеклянные микросферы, а также три состава облегченной тампонажной смеси согласно изобретению (портландцемент, полые стеклянные микросферы, вспученный вермикулитовый песок) с граничным и средним содержанием компонентов. Приготовление раствора и определение его плотности, растекаемости и усадки осуществлялось по ГОСТ 26798.0 - 26798.2 - 91. Определение коэффициента теплопроводности цементного камня производилось методом двух температурно-временных интервалов по методике, предложенной в работе [3].

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемая облегченная тампонажная смесь с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известная: цементный раствор характеризуется минимальной усадкой (от 0 до 1%) и более низким коэффициентом теплопроводности (в среднем на 26%).

Источники информации

1. Gilsonite // Cementing Technology Manual, Section 11, Halliburton, October 1993, p. 11-13.

2. Вяхирев В.И., Ипполитов В.В. и др. Облегчающая добавка к тампонажным растворам. // Газовая промышленность. N 6, 1997. - с. 21 - 24 (прототип).

3. Клюсов А.А., Лепнев Э.Н. и др. Особенности испытания тампонажных материалов для низкотемпературных скважин // Обзорная информация. Серия бурение газовых и газоконденсатных скважин. - М.: ВНИИЭГазпром, N 2, 1989. - 38 с.