комплексный реагент для тампонажных растворов

Формула изобретения

Комплексный реагент для тампонажных растворов, включающий сульфацелл и пластификатор, отличающийся тем, что дополнительно содержит пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сульфацелл - 60-90

Пластификатор - 9-25

Пеногаситель - 1-15

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и используется в процессе крепления нефтяных и газовых скважин при приготовлении тампонажных растворов.

Известны реагенты, понизители водоотдачи тампонажных растворов, КМЦ, МЦ и др.[1].

Недостатком таких реагентов является их низкая термостойкость, в результате которой при повышенных температурах (от 50 до 150^oС) седиментация и водоотдача тампонажного раствора увеличивается, что отрицательно влияет на качество цементного камня.

Известен комплексный реагент для тампонажных растворов - понизитель водоотдачи, содержащий в своем составе водорастворимую гидроксиэтилцеллюлозу (сульфацелл) и суперпластификатор С-3 [2].

Этот реагент также имеет низкую термостойкость, вызывает вспенивание тампонажного раствора, чем снижает его технологические качества (способность к прокачке в затрубное пространство).

Задачей данного изобретения является создание эффективного комплексного реагента для тампонажных растворов, обладающего способностью обеспечивать прокачку раствора в затрубное пространство, снижать его седиментацию и водоотдачу в широком диапазоне температур (от 50 до 150^oС), способствовать снижению пенообразования, что в комплексе влияет на прочностные характеристики цементного камня.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый комплексный реагент для тампонажных растворов, включающий сульфацелл и пластификатор, дополнительно содержит пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сульфацелл - 60-90

Пластификатор - 9-25

Пеногаситель - 1-15

Новая заявляемая совокупность известных компонентов в пределах их содержания в смеси обеспечивает комплексному реагенту технический результат - способность к значительному снижению водоотдачи тампонажного раствора, полному устранению пенообразования, снижению седиментации при температурах от 50 до 150^oС.

При этом реагент за счет синергетического эффекта взаимодействия компонентов друг с другом приобрел гораздо большую способность снижения водоотдачи, чем при отдельном использовании компонентов. Отдельное использование пеногасителя также не приводило к полному устранению вспенивания раствора, а заявленной композицией этот эффект достигнут.

Высокая термостойкость реагента также достигнута за счет взаимного влияния компонентов в смеси.

Значительные улучшения характеристик тампонажного раствора при введении в него заявляемого комплексного реагента гарантирует повышение качества образуемого цементного раствора и камня на его основе.

Комплексный реагент готовят смешиванием расчетных количеств сульфацелла, пластификатора и пеногасителя до получения равномерной по составу смеси. В качестве пластификатора используют суперпластификатор С-3, фосфоновые комплексоны - НТФ, ОЭДФ и др. В качестве пеногасителя используют любые соединения из этого класса: кремнийорганический, фосфатный и др.

Пример 1.

Смешивали 90 г сухого сульфацелла и 1 г 30%-ного раствора пеногасителя - трибутилфосфата в смесительном устройстве до однородной массы. В полученную смесь добавляли 9 г сухого пластификатора С-3 и продолжали перемешивание до однородной массы.

Полученный реагент в количестве 0,6% к массе цемента (1 кг) ввели в 440 мл жидкости затворения (воду) и перемешивали до его полного растворения. После этого в раствор ввели цемент и перемешали в смесительном устройстве. Готовый тампонажный раствор исследовали на физико-механические свойства по общепринятым ОСТам и ГОСТам.

Результаты исследований приведены в таблице, пример 1.

Пример 2.

Приготовили тампонажный раствор по способу, указанному в примере 1, из 60 г сульфацелла, 15 г пеногасителя - трибутилфосфата, 25 г пластификатора С-3, 440 мл воды и 1 кг цемента.

Результаты исследования раствора приведены в таблице, пример 2.

Пример 3.

Приготовили тампонажный раствор по способу, указанному в примере 1, из 82 г сульфацелла, 4 г пеногасителя - трибутилфосфата, 14 г пластификатора С-3, 440 мл воды и 1 кг цемента.

Результаты исследования раствора приведены в таблице, пример 3.

Пример 4.

Приготовили тампонажный раствор по способу, указанному в примере 1, из 80 г сульфацелла, 5 г пеногасителя - гликоля и 15 г пластификатора НТФ (нитрилотриметилфосфоновая кислота).

Результаты исследования раствора приведены в таблице, пример 4.

В качестве показателей свойств заявляемого реагента взяты водоотстой, водоотдача, растекаемость, прочностные характеристики тампонажного камня.

Из таблицы видно, что пластичность полученного цементного раствора достаточна для его прокачиваемости. Наблюдается резкое снижение водоотдачи (по сравнению с известными реагентами, для которых характерно ее значение от 300 до 400 см³/30 мин), при повышенной пластификации получен нулевой водоотстой, что говорит о седиментационной устойчивости раствора. Кроме того, при введении заявляемого реагента в тампонажный раствор вспенивание его не происходило.

Остальные свойства тампонажного раствора, указанные в таблице, говорят о его высоких технологических качествах.

Использование предлагаемого реагента для тампонажных растворов позволит повысить качество крепления нефтяных и газовых скважин и увеличить их срок службы.

Использованные источники

1. А. И. Булатов. Формирование и работа цементного камня в скважине. М. Недра, 1990, с. 149.

2. Заявка на патент РФ 97106934/03 от 28.04.97 г., Е 21 В 33/138.