RU2154730C1

RU2154730C1 - Grouting material

Info

Publication number: RU2154730C1
Application number: RU99125240A
Authority: RU
Inventors: В.И. Вяхирев; П.А. Гереш; Н.М. Добрынин; И.А. Клюсов; Ю.Р. Кривобородов; П.Е. Криворучко; В.И. Отт; В.В. Ремизов; Р.А. Сологуб; М.К. Тупысев; А.В. Черномырдин; В.В. Черномырдин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Нефтегазовая компания "Стройтрансгаз-ойл"
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: grouting material for reinforcement of productive beds of oil, gas, gas- condensate, and other wells contains 80-95% of binding agent and waste silica gel (the balance). EFFECT: increased pumpability of grouting material and increased permeability of cement stone for alkaline and increased permeability of cement stone upon alkali effect. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к материалам, используемым для крепления продуктивных пластов нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to materials used for fastening productive formations of oil, gas and gas condensate wells.

Известен тампонажный материал, включающий вежущее - портландцемент и кремнеземсодержащую добавку - микрокремнезем /1/. A well-known cementing material, including the leading - Portland cement and silica-containing additive - silica fume / 1 /.

К недостаткам этого материала следует отнести сокращенный период прокачиваемости раствора и низкую проницаемость цементного камня, в т.ч. при воздействии щелочной среды, вследствие значительной удельной поверхности, в 5 и более раз превышающей поверхность цемента. The disadvantages of this material include a reduced period of pumpability of the mortar and low permeability of cement stone, including when exposed to an alkaline environment, due to a significant specific surface, 5 or more times the surface of cement.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к описываемому изобретению является тампонажный материал, содержащий вяжущее и добавку геля кремнезема - кремнегеля /2/. The closest in technical essence and purpose to the described invention is a cementing material containing a binder and an addition of silica gel - silica gel / 2 /.

Однако указанному материалу, хотя и в меньшей мере, присущи те же недостатки, а именно: сокращенный период прокачиваемости раствора и низкая проницаемость цементного камня при воздействии щелочной среды. Эти недостатки, с одной стороны, из-за преждевременного загустевания не обеспечивают доставку материала в призабойную зону пласта, с другой - не представляют возможность увеличения открытой пористости камня в этой зоне при воздействии щелочной среды с целью улучшения фильтрации добываемого флюида при освоении и эксплуатации скважин. However, the indicated material, although to a lesser extent, has the same disadvantages, namely: a shortened period of pumpability of the mortar and low permeability of cement stone when exposed to an alkaline environment. These shortcomings, on the one hand, due to premature thickening, do not ensure the delivery of material to the bottomhole formation zone, and on the other hand, they do not represent the possibility of increasing the open porosity of the stone in this zone when exposed to an alkaline medium in order to improve the filtration of the produced fluid during well development and operation.

Задачей описываемого изобретения является увеличение периода прокачиваемости тампонажного материала и повышение проницаемости цементного камня при воздействии щелочной среды. The objective of the described invention is to increase the pumpability period of grouting material and increase the permeability of cement stone when exposed to an alkaline environment.

Решение поставленной задачи достигается тем, что тампонажный материал для крепления продуктивных пластов скважин, включающий вяжущее и добавку геля кремнезема, в качестве добавки геля кремнезема он содержит силикагель - отход на стадии осушки природного газа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вяжущее - 80-95
Отработанный силикагель - Остальное
Сущность изобретения заключается в следующем.The solution to this problem is achieved by the fact that the grouting material for fastening productive layers of the wells, including binder and silica gel additive, it contains silica gel as an addition of silica gel - waste at the stage of drying natural gas in the following ratio of components, wt.%:
Astringent - 80-95
Spent Silica Gel - Else
The invention consists in the following.

Отработанный силикагель представляет собой влагонасыщенный отход на стадии адсорбционной осушки природного газа и содержит до 3% углеводородных маслянистых примесей. Исходный силикагель выпускается по ГОСТ 3956-76 различного фракционного состава (от 1 до 8 мм) как с обычной (xSiO₂•nH₂O), так и с упрочненной структурой (xSiO₂•yAl₂O₃• nH₂O).Spent silica gel is a water-saturated waste at the stage of adsorption drying of natural gas and contains up to 3% hydrocarbon oily impurities. The starting silica gel is produced in accordance with GOST 3956-76 of various fractional composition (from 1 to 8 mm) with both conventional (xSiO ₂ • nH ₂ O) and hardened structure (xSiO ₂ • yAl ₂ O ₃ • nH ₂ O).

Приготовление тампонажного материала в условиях буровой сводится к следующему. В приемный бункер шнекового транспортера смесительной машины СМН-20 поочередно подаются, например, 800 кг вяжущего (портландцемент или напрягающий цемент) и 200 кг отработанного силикагеля. Затем осуществляется 2 - 3-х разовая "перетарка" из одной смесительной машины в другую до получения однородной смеси. The preparation of cementing material in the conditions of the drilling is as follows. For example, 800 kg of binder (Portland cement or tensile cement) and 200 kg of spent silica gel are alternately fed into the hopper of the screw conveyor of the SMN-20 mixing machine. Then a 2 - 3-time "refilling" is carried out from one mixing machine to another until a homogeneous mixture is obtained.

Были приготовлены два состава известного тампонажного материала, включающего вяжущее (портландцемент и напрягающий цемент НЦ-10) и кварцевый песок (в качестве кремнеземсодержащей добавки) с фракциями от 0,6 по 1,0 мм, а также шесть составов согласно изобретению (на тех же видах вяжущего с отработанным силикагелем) с граничным и средним содержанием компонентов. Приготовление раствора, определение его плотности и периода прокачиваемости (времени загустевания), прочности камня на изгиб при 75±3^oC осуществлялось в соответствии с ГОСТ 26798.1-96. Определение газопроницаемости цементного камня 7-суточного возраста, обработанного в течение 5 часов 10%-ым раствором NaOH, производилось по известной методике.Two compositions of the well-known cementing material were prepared, including binder (Portland cement and straining cement NTs-10) and quartz sand (as a silica-containing additive) with fractions from 0.6 to 1.0 mm, as well as six compositions according to the invention (for the same types of binder with spent silica gel) with a boundary and average content of components. The preparation of the solution, the determination of its density and pumpability period (thickening time), the bending strength of the stone at 75 ± 3 ^o C was carried out in accordance with GOST 26798.1-96. The gas permeability of a cement stone of 7 days of age, treated for 5 hours with a 10% solution of NaOH, was determined by a known method.

Данные исследований, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый тампонажный материал с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный. В среднем на 22 - 35% увеличивается период прокачиваемости и на порядок возрастает газопроницаемость цементного камня после воздействия на него щелочи. The research data shown in the table indicate that the proposed grouting material with an optimal ratio of components has better properties than the known one. On average, the pumpability period increases by 22–35% and the gas permeability of cement stone increases by an order of magnitude after exposure to alkali.

Источники информации
1. Техногенный микрокремнезем - эффективная добавка в цемент и композиции на его основе /А.А.Клюсов, В.И.Батурин и др. - М.: ВНИИЭгазпром, 1991,26 с.Sources of information
1. Technogenic silica fume - an effective additive in cement and compositions based on it / A.A. Klyusov, V.I. Baturin et al. - M.: VNIIEgazprom, 1991.26 p.

2. Авторское свидетельство СССР N 1125358, E 21 B 33/138, опубл. 23.11.84. 2. Copyright certificate of the USSR N 1125358, E 21 B 33/138, publ. 11/23/84.

Claims

Grouting material for fastening productive strata of wells, including a binder and silica gel additive, characterized in that it contains spent silica gel as a silica gel additive — waste at the stage of drying natural gas in the following ratio of components, wt.%:
Astringent - 80 - 95
Spent Silica Gel - Else