RU2761317C1 - Тампонажный портландцементный состав - Google Patents
Тампонажный портландцементный состав Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761317C1 RU2761317C1 RU2020138134A RU2020138134A RU2761317C1 RU 2761317 C1 RU2761317 C1 RU 2761317C1 RU 2020138134 A RU2020138134 A RU 2020138134A RU 2020138134 A RU2020138134 A RU 2020138134A RU 2761317 C1 RU2761317 C1 RU 2761317C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- portland cement
- composition
- plugging
- rock
- salt
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 22
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 29
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 abstract description 47
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 24
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 22
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 15
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 9
- 239000010442 halite Substances 0.000 description 8
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 7
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- MYSAXQPTXWKDPQ-UHFFFAOYSA-N 2-nitro-4-(trifluoromethyl)benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O MYSAXQPTXWKDPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах. Тампонажный портландцементный состав характеризуется тем, что содержит смесь сухих компонентов - тампонажного портландцемента бездобавочного высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1, кварца молотого пылевидного марки «Б», золы-уноса ЗУ КУК-Б-3, микрокремнезема конденсированного МК-85, и добавки, включающей пластификатор карбоксилатного типа EasyFLOW PC, хлорид кальция, 18%-ный раствор хлорида натрия. Применение указанных компонентов (количественного и качественного) обеспечивает создание минерализованного тампонажного портландцементного состава, позволяющего приготавливать тампонажный раствор с необходимыми технологическими свойствами, предотвращающими растворение каменной соли в период ОЗЦ, и формировать коррозионностойкий камень за счет исключения осмотического перетока и разрушения камня под действием осмотического давления. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах в интервалах каменной соли (галита) при наличии пластов с полиминеральными водами высокой степени минерализации (от 200 г/л до 450 г/л) и низкими положительными температурами (10-15°С) (например, кембрийские и венд-рифейские отложения месторождений юго-запада республики Саха (Якутия).
Известен тампонажный состав для крепления скважин в соленосных отложениях, приготавливаемый путем затворения тампонажного цемента насыщенным раствором хлорида натрия с добавлением 3-5% хлорида кальция для повышения скорости схватывания и твердения (Булатов А.И., Мариампольский Н.А. Регулирование технологических показателей тампонажных растворов. - М.: Недра, 1988. - С. 58-60, 224 с).
Недостатком известного тампонажного раствора является высокая плотность (1990-2010 кг/м3), низкая растекаемость и отсутствие понизителя водоотдачи, что создает риски потери части жидкости затворения при прохождении раствора вдоль проницаемых пород, чрезмерного увеличения консистенции и возникновения поглощений в процессе цементирования.
Известен тампонажный состав, предназначенный для цементирования скважин с нормальными и умеренными температурами, содержащий, мас. ч.: портландцемент тампонажный - 80-120; золу-уноса - 80-120; асбест - 2-3; минеральную соль - 1,0-1,5; воду - 120 [RU 2013525 С1, МПК Е21В 33/138, опубл. 30.05.1994]. Тампонажный состав характеризуется деформирующими свойствами при одновременном повышении прочности цементного камня и сцеплении его с обсадной колонной.
Недостатком известного состава является низкая минерализация жидкости затворения и возможность растворения солевых стенок скважины в период ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) с нарушением герметичности затрубного пространства. Раствор тампонажного состава имеет низкие значения растекаемости, а получаемый камень характеризуется невысокими значениями прочности при низких положительных температурах и недостаточной стойкостью к коррозионному воздействию полиминеральных пластовых вод высокой степени минерализации.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по составу является облегченная тампонажная смесь, включающая, мас. %: портландцемент тампонажный - 47,83-48,77; золу уноса ТЭЦ - 44,94-47,8; микрокремнезем МК-85 - 0,96-2,93; регулятор структурообразования -гидроксиэтилцеллюлозу Натросол 250 - 0,29-0,49; нитрилотриметилфосфоновую кислоту НТФК - 0,01-0,02; хлорид натрия -1,95-3,83 [RU 2642897 С1, МПК C09K 8/42, E21B 33/138, опубл. 29.01.2018]. Облегченная тампонажная смесь предназначена для цементирования протяженных (более 2500 м) обсадных колонн в одну ступень одним составом с плотностью раствора 1600±20 кг/м3 по всему интервалу размещения. Повышение качества крепления скважин обеспечивается путем улучшения физико-механических свойств тампонажного состава и формируемого камня за счет повышения его прочности по всему интервалу размещения при нормальных и умеренных температурах и обеспечения необходимого времени загустевания для безопасного выполнения работ по цементированию.
Недостатками известного состава являются невозможность применения для цементирования обсадных колонн в солевых интервалах из-за низкой минерализации водной фазы, и неудовлетворительные физико-механические свойства облегченного камня при низких положительных температурах.
Помимо невыполнения условий герметичности затрубного пространства в солевых интервалах, невысокая минерализация жидкой фазы тампонажного раствора облегченной смеси является причиной возникновения осмотического перетока между поровой жидкостью камня и намного более минерализованной пластовой водой, обусловленного наличием полупроницаемых свойств у тампонажного камня. Осмотический эффект приводит к обезвоживанию тампонажного экрана, а возникающее осмотическое давление может быть причиной последующего разрушения («разрыва») камня и формирования хорошо проводящих каналов, т.е. к нарушению герметичности заколонного пространства уже в интервале проницаемых (несолевых) пород.
Совокупность указанных недостатков не позволяет обеспечить надежное и долговечное разобщение пластов применительно к условиям месторождений Восточной Сибири, для которых характерно наличие солевых интервалов, указанных типов пластовых вод в горизонтах с низкими положительными температурами.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении качества цементирования обсадных колонн в интервалах каменной соли (галита) при наличии пластов с полиминеральными водами высокой степени минерализации (от 200 г/л до 450 г/л) и низкими положительными температурами (10-15°С).
Техническим результатом является создание минерализованного тампонажного портландцементного состава, позволяющего приготавливать тампонажный раствор с необходимыми технологическими свойствами, предотвращающими растворение каменной соли в период ОЗЦ, и формировать коррозионностойкий камень за счет исключения осмотического перетока и разрушения камня под действием осмотического давления.
Указанный технический результат достигается тем, что тампонажный портландцементный состав содержит смесь сухих компонентов - тампонажного портландцемента бездобавочного высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1, кварца молотого пылевидного марки «Б», золы-уноса 3У КУК-Б-3, микрокремнезема конденсированного МК-85, и добавки, включающей пластификатор карбоксилатного типа EasyFLOW PC, хлорид кальция, 18%-ный раствор хлорида натрия при следующем соотношении указанных сухих компонентов, мас. ч.: тампонажный портландцемент бездобавочный высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1 - 48-52, кварц молотый пылевидный марки «Б» - 23-26, зола-уноса 3У КУК-Б-3 - 20-22, микрокремнезем конденсированный МК-85 - 3-4, причем содержание добавок на 100 мас.ч. смеси указанных сухих компонентов составляет, мас. %: указанный пластификатор - 0,05-0,10, хлорид кальция 2-4, 18%-ный раствор хлорида натрия - 53.
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет применения указанных компонентов (количественного и качественного) в заявляемом тампонажном портландцементном составе, совместное применение которых позволяет получить состав с необходимыми технологическими свойствами, предотвращающими растворение каменной соли в период ОЗЦ, и формировать коррозионностойкий камень за счет исключения осмотического перетока и разрушения камня под действием осмотического давления.
Благодаря сочетанию указанной минерализованной жидкости затворения по хлориду натрия и наличия более активной соли хлорида кальция, происходят два взаимодополняющих процесса: при низких положительных температурах снижается активность взаимодействия двухкомпонентной жидкой фазы тампонажного раствора с солевой породой и значительно сокращается растворение каменной соли (галита) на стенках скважины в период ОЗЦ; наличие хлорида кальция способствует ускорению образования гидратных соединений портландцемента и связыванию жидкой фазы раствора, что также обуславливает снижение растворения галита как за счет повышения концентрации солей в жидкой фазе, так и за счет сокращения времени активного взаимодействия тампонажного раствора и солевой породы.
Разноразмерность частиц и заданное соотношение тампонажного портландцемента и минеральных добавок в смеси, обеспечивают при твердении раствора формирование тампонажного камня без полупроницаемых свойств, с определенным уровнем фильтрационной проницаемости, исключающей, в совокупности с минерализацией водной фазы, возникновение осмотического перетока и разрушение камня при контакте с пластовыми водами высокой степени минерализации. Кроме того, невысокое содержание вяжущего материала в смеси снижает возможность значительного контракционного поглощения пластовой воды тампонажным камнем на начальной стадии твердения, а наличие в МК-85 кремнезема в аморфном виде позволяет связывать образующийся при гидратации (хотя и в меньшем объеме) гидроксид кальция в стойкие низкоосновные гидросиликаты кальция, не подверженные выщелачивающему действию компонентов пластовой воды. Отсутствие «свободного» гидроксида кальция изначально предотвращает образование в большом объеме коллоидных частиц гидроксида магния при взаимодействии камня с пластовой водой, что является дополнительным фактором, исключающим формирование зоны со свойствами осмотической перегородки.
Пластификатор карбоксилатного типа является вспомогательным компонентом, обеспечивающим приготовление на основе минерализованного тампонажного состава с необходимыми реологическими свойствами, и не оказывающего замедляющего действия при твердении раствора в условиях низких положительных температур. Хлорид кальция, помимо повышения уровня минерализации жидкости затворения и снижения растворимости галита, оказывает ускоряющее действие и повышает прочность камня.
Для приготовления тампонажного портландцементного состава использовали следующие компоненты:
тампонажный портландцемент бездобавочный высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1 по ГОСТ 1581-96;
- зола-уноса топливных электростанций ЗУ КУК-Б-3, III вида по ГОСТ 25818-2017;
- кварц молотый пылевидный марки «Б» по ГОСТ 9077-82;
- микрокремнезем конденсированный МК-85 по ТУ 5743-048-02495332-1996.
- хлорид натрия по ГОСТ 4233-77;
- хлорид кальция по ГОСТ 450-77;
- пластификатор карбоксилатного типа EasyFLOW PC по ТУ 2458-027-33217677-2017.
Тампонажный портландцементный состав в лабораторных условиях готовили следующим образом.
Вначале смешивались в заданных соотношениях тампонажный портландцемент бездобавочный высокой сульфатостойкости, кварц молотый пылевидный марки «Б», зола-уноса ЗУ КУК-Б-3, микрокремнезем конденсированный МК-85 и смесь перемешивалась до гомогенного состояния. Жидкость затворения для тампонажного портландцементного состава приготавливалась путем последовательного растворения в воде NaCl до достижения раствором плотности 1,12 г/см3, пластификатора карбоксилатного типа EasyFLOW PC и CaCl2.
Затворение тампонажных растворов заявляемого состава осуществлялось по методике ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний».
Для оценки растворения галита тампонажным раствором заявляемого состава в качестве модели солевой породы использовались образцы цилиндрической формы (диаметром 29 мм и высотой 38 мм), полученные спрессовыванием измельченного галита (керновый материал Ковыктинского НГКМ) при давлении 41,4 МПа.
После измерения массы, высоты и диаметра солевой образец размещался в середину собранной и загерметизированной (в нижней части) формы-конуса для определения сроков схватывания. Тампонажный раствор заливался в оставшееся пространство до уровня, равного высоте солевого образца. После этого форма-конус помещалась в холодильную камеру и выдерживалась 1 сутки при температуре (10±2)°С.
По окончании хранения фиксировалось состояние контакта солевого образца с тампонажным камнем в форме-конусе (наличие или отсутствие зазора, наличие сцепления), образец извлекался и измерялась его масса, высота и диаметр.
Критерием отсутствия растворения солевого образца тампонажным раствором в процессе твердения являлось отсутствие зазора между камнем и образцом, сохранение (или некоторое увеличение) массы солевого образца, сохранение его размеров, а также наличие сцепления с камнем.
Для определения коррозионной стойкости камня, из тампонажного раствора изготавливались 6 образцов-кубиков по ГОСТ 26798.2-96. После хранения в холодильной камере в течение 48 ч при температуре (10±2)°С, у двух образцов-кубиков определялся предел прочности при сжатии по ГОСТ 26798.2-96, а остальные размещались в модель пластовой воды и хранились в холодильной камере при температуре (10±2)°С в течение 30 суток. По истечении 30 суток определялся предел прочности камня при сжатии по ГОСТ 26798.2-96 и полученные значения сопоставлялись с исходными. Модель пластовой воды плотностью 1,27 г/см3, представляла собой раствор хлоридов кальция (234,0 г/л), натрия (68,4 г/л), магния (51,8 г/л) и калия (2,5 г/л), и соответствовала по составу полиминеральным пластовым водам месторождений Восточной Сибири.
Пример. Для приготовления тампонажного раствора (состав №2 в таблице) необходимо взять 530 г 18%-ного водного раствора NaCl (плотностью 1,12 г/см3), при перемешивании на магнитной мешалке ввести 1,0 г EasyFLOW PC, перемешать 5 мин, добавить 40 г CaCl2 и перемешать в течение 20 мин. Готовым водным раствором реагентов затворить 1000 г предварительно приготовленной сухой смеси, состоящей из 480 г ПЦТ I-G-CC-1, 260 г Кварца Б, 220 г 3У КУК-Б-3, 40 г МК-85. Затворенный состав перемешивают в лабораторной мешалке в течение трех минут, определяют показатели: плотность, растекаемость тампонажного раствора, заливают его в форму-конус с солевым образцом и в формы-кубики, которые помещают в холодильную камеру и хранят при температуре (10±2)°С в течение 24 ч и 48 ч соответственно.
По истечении указанного времени контакта с тампонажным раствором, солевой образец сохраняет размеры, незначительно увеличивается его масса, отсутствует зазор на контакте образца с камнем и фиксируется их сцепление, что указывает на отсутствие растворения солевого образца при твердении тампонажного раствора.
Исходные значения предела прочности образцов-кубиков после твердения при температуре (10±2)°С в течение 48 ч составили 4,69 МПа, а после выдержки в модели пластовой воды в течение 30 суток - 14,54 МПа. Таким образом, отсутствие снижения прочности у образцов камня и отсутствие у них дефектов и разрушений после взаимодействия с моделью пластовой воды, указывают на коррозионную стойкость камня заявляемого тампонажного портландцементного состава.
Примеры приготовления и испытания остальных составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному.
Как видно из таблицы, заявляемый тампонажный портландцементный состав при указанных соотношениях компонентов позволяет приготавливать тампонажный раствор, предотвращающий растворение солевой породы (галита) в период твердения и обеспечивающий сцепление формируемого камня и солевой породы, а сам камень характеризуется необходимыми прочностными характеристиками и стойкостью к коррозионному воздействию полиминеральной пластовой воды при температуре (10±2)°С.
Благодаря указанным свойствам тампонажный портландцементный состав позволяет обеспечить надежное и долговечное разобщение пластов применительно к условиям месторождений Восточной Сибири, для которых характерно наличие солевых интервалов, указанных типов пластовых вод в горизонтах с низкими положительными температурами.
Claims (4)
- Тампонажный портландцементный состав, характеризующийся тем, что содержит смесь сухих компонентов - тампонажного портландцемента бездобавочного высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1, кварца молотого пылевидного марки «Б», золы-уноса ЗУ КУК-Б-3, микрокремнезема конденсированного МК-85, и добавки, включающей пластификатор карбоксилатного типа EasyFLOW PC, хлорид кальция, 18%-ный раствор хлорида натрия, при следующем соотношении указанных сухих компонентов, мас. ч.:
-
тампонажный портландцемент бездобавочный высокой сульфатостойкости ПЦТ I-G-CC-1 48-52 кварц молотый пылевидный марки «Б» 23-26 зола-уноса ЗУ КУК-Б-3 20-22 микрокремнезем конденсированный МК-85 3-4, - причем содержание добавок на 100 мас. ч. смеси указанных сухих компонентов составляет, мас. %:
-
указанный пластификатор 0,05-0,10 хлорид кальция 2-4 18%-ный раствор хлорида натрия 53
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138134A RU2761317C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Тампонажный портландцементный состав |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138134A RU2761317C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Тампонажный портландцементный состав |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2761317C1 true RU2761317C1 (ru) | 2021-12-08 |
Family
ID=79174371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020138134A RU2761317C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Тампонажный портландцементный состав |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2761317C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782526C1 (ru) * | 2022-03-21 | 2022-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Утяжеленный минерализованный тампонажный портландцементный состав |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1241886A (en) * | 1968-06-28 | 1971-08-04 | Dresser Ind | Method and composition for cementing oil well casing |
| FR2665698A1 (fr) * | 1990-08-10 | 1992-02-14 | Conroy Michel | Ciment complemente melange a des granulats selectionnes, pour l'obtention de mortier ou beton sans retrait, auto-lissant et auto-nivelant. |
| RU2123984C1 (ru) * | 1998-03-11 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр" | Специальный портландцемент |
| RU2359988C1 (ru) * | 2007-09-27 | 2009-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Тампонажный состав для паронагнетательных скважин |
| RU2642897C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Облегченная тампонажная смесь |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020138134A patent/RU2761317C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1241886A (en) * | 1968-06-28 | 1971-08-04 | Dresser Ind | Method and composition for cementing oil well casing |
| FR2665698A1 (fr) * | 1990-08-10 | 1992-02-14 | Conroy Michel | Ciment complemente melange a des granulats selectionnes, pour l'obtention de mortier ou beton sans retrait, auto-lissant et auto-nivelant. |
| RU2123984C1 (ru) * | 1998-03-11 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр" | Специальный портландцемент |
| RU2359988C1 (ru) * | 2007-09-27 | 2009-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Тампонажный состав для паронагнетательных скважин |
| RU2642897C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2018-01-29 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Облегченная тампонажная смесь |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782526C1 (ru) * | 2022-03-21 | 2022-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Утяжеленный минерализованный тампонажный портландцементный состав |
| RU2783449C1 (ru) * | 2022-04-28 | 2022-11-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2586517C2 (ru) | Медленно застывающие цементные композиции, содержащие пемзу, и связанные с ними способы | |
| US4450009A (en) | Method of preparing a light weight cement composition from sea water | |
| JP5378588B2 (ja) | 凝固遅延剤を含む坑井ボア保全用組成物、その製造方法及びその使用方法 | |
| US5900053A (en) | Light weight high temperature well cement compositions and methods | |
| RU2304606C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
| GB2035992A (en) | Retarded aqueous hydraulic cement slurry | |
| US20100006288A1 (en) | Sorel cements and methods of making and using same | |
| US2582459A (en) | Composition for oil well cementing | |
| RU2625408C2 (ru) | Использование метилгидроксиэтилцеллюлозы в качестве добавки к цементу | |
| US4461644A (en) | Light weight composition and a method of sealing a subterranean formation | |
| US3937282A (en) | Method for cementing wells in low temperature formations | |
| US7357834B2 (en) | Cement composition for use with a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent | |
| AU2019464900B2 (en) | A method to control gelation of cement kiln dust | |
| RU2468187C1 (ru) | Основа отверждаемого тампонажного раствора | |
| RU2761317C1 (ru) | Тампонажный портландцементный состав | |
| RU2471843C1 (ru) | Сероводородостойкий тампонажный раствор | |
| CA1084683A (en) | Method of making lightweight cement slurries and their uses | |
| RU2761396C1 (ru) | Тампонажный состав | |
| RU2524774C1 (ru) | Гипсомагнезиальный тампонажный раствор | |
| RU2507380C1 (ru) | Тампонажный раствор низкой плотности | |
| RU2733584C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| RU2259467C1 (ru) | Основа утяжеленного тампонажного раствора, применяемого преимущественно в трещиноватых карбонатных коллекторах | |
| RU2468058C1 (ru) | Гипсовая тампонажная смесь утяжеленная | |
| RU2698347C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
| RU2750414C1 (ru) | Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты) |