Авторы:

КЛЮСОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
КУЛЯВЦЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ
ШАЛЯПИН МИХАИЛ МАКАРОВИЧ
АНТИПОВ ВАСИЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ

Заявитель:

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГОРАСТВОРА ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ

Номер патента: 832060
Номер заявки: 79 2766766


Союз Советских Социалистических Республик

Государственный комитет СССР

по дедам изобретений и открытий

ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(61) Дополнительное к авт. свид-ву -
(22) Заявлено 13.04.79    (21)2766766/22-03

с присоединением заявки № -(23) Приоритет
Опубликовано 2 3.0 5.31. Бюллетень N9 19 Дата опубликования описания 23.05Б1

<11)832060

(51 )М. Кя.3

Е 21 В 33/138

(53) УДК 622.245.42 (088.8)

(72) Авторы
изобретения    А.А.Клюсов, В.А.Кулявцев, М.М.Шаляпин и вТСтАнтипов
(71)Заявитель    Тюменский государственный научно-йсследоватёльский
и проектный институт природных- .газов
(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ
1

2
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть
использовано для одноступенчатого цементирования скважин в широком интервале
температур окружающих пород (+80)-(-5)°С.
. Известен способ приготовления тампонажного раствора путем затворе-ния водой
смеси цемента и облегчающей закупоривающей добавки вулканического
происхождения, например перлитового песка. Для достижения седи-ментацирнной
устойчивости в такую систему добавляется, глина [1] .
Недостатки известного способа заключаются в том, что получаемый тамронажный
раствор не схватывается при*пониженных температурах, а для разрушения гранул
перлитового песка требуется небольшое давление (^75' атм) . Это не позволяет
использовать данный способ в широком темпе, ратурном интервале пород при
одно-, ступенчатом цементировании скважин, когда требуется высокое
давление продавки раствора. Кроме того, добав-ка глины существенно ухудшает
проч--ностные и адгезионные свойства тампонажного камня.
Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления тампонажного
раствора пониженной плот-- ности для геотермальных скважин со статическими
забойными температурами свыше 300°С, заключающийся в затво-рении водой смеси
слабоактивного цемента (класса А или Е) и вермикули-.0 та, который представляет
собой продукт вспучивания смешаннослойного материала-гидрослюды.
Полученный после вспучивания материал характеризуется объемным весом от 80 кг/
см3 й выше, обладает исключительно вы-сокими тепло- и
звукоизоляционными свойствами ввиду микропластиичатой структуры зерен Г2] .
Основными недостатками этого ра-20 створа являются плохая седиментаци-онная
устойчивость при 80°С и ниже, низкая прочность и отсутствие схватывания при
пониженных температурах, что не позволяет его использовать 25 для
одноступенчатого цементирования скважин в широком температурном интервале
пород, включая многолетнемерзлые породы.
Цель изобретения - повышение се-30 диментационной устойчивости раствора


3

832060

4

и прочности камня в интервале температур (+80)-(-5)вС.
Поставленная цель достигается тем, что затворение тампонажного цемента для
"холодных" скважин производят на предварительно приготовленной пульпе
вермикулита в водном ра- ® створе хлорида кальция или натрия.
При этом используется пульпа с размером частиц вермикулита ~от 0,1 до 0,3 го»,
Способ осуществляется следующий образом.
Предварительно приготавливается пульпа вермикулита в водном растворе хлорида
натрия (или кальция} при 15 соотношении компонентов, вес.ч.: вер-, микулита 10,
хлорида натрия (или кальция) 8,9 и воды 81,1. Приготовление пульпы производится
в течение 10-15 мин с распушением исходных час- 20 тиц вермикулита до размеров
0,1-0,3 мм, что контролируется обычным методом ситового анализа проб. Затем на
пульпе производится затворение цемента при соотношении компонентов,    __
вес.ч.: цемента 47,4, пульпы 52,6.    "
Приготовление пульпы может осуществляться в фрезерно-струйной мельнице,
входящей в комплект агрегата для приготовления промывочной жидкости (АППЖ).
Вермикулит легко распускается 30 (диспергируется) в водных
растворах электролитов в процессе перемешивания. После достижения требуемой
дисперсности частиц вермикулита пульпа становится устойчивой и готова
Для затворения цемента.
По предлагаемому способу приготавливают растворы для температур твердения (+80)
- (-5)° С на основе тампонажного цемента для "холодных" скважин с фракцией
вермикулита в растворе хлорида натрия соответствующей граничным (0,1-0,3)мм и
среднему (0,2 мм) значениям, а также выше (0,35 мм) и ниже (0,05 мм) граничных.
Приготовление пульпы производится в лабораторной фрезерно-струйной мельнице в
течение 5-15 мин в зависимости от размера полученной фракции вермикулита.
Кроме того, приготавливают два раствора гомогенизированной сухой смеси
тампонажного цемента для "холодных" скважин и вермикулита. Во всех случаях для
приготовления растворов используются вермикулит М 150, соответствующий ГОСТ
12865-67.
Растворы 1 и 2 приготавливают известным способом - затворением смеси цемента и
вермикулита водой, взятых в соотношении, вес.ч.: цемент 47,4; вермикулит 5,2;
вода 47,4.
Растворы 3-12 приготавливают затворением цемента пульпой вермикулита в водном
растворе хлорида натрия. При этом 47,4 вес.ч. цемента затворяют пульпой,
состоящей^из 5,2 вес.ч. вермикулита, 4,7 вес.ч. хлорида натрия и 42,7 вес.ч.
воды. Свойства растворов представлены в таблице.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
|Приго-____________|_____________________________|Совйства_______________|раствора________________________|______________________________________________________|
| | | |Пло| | |
| | | |нос|ь | |
|тавли— ваем|Температура тве|Размер частиц ве|рас|Коэффициент водо|Прочность образца на изгиб б|изг-, через 2 сут кгс/см2
| | | |вор|, | |
|_______________________|_____________________________|_______________________________|р,г/|м3_____________________________|______________________________________________________|
|1______________________|80___________________________|1,0-2,0________________________|1,50___|5,5_____________________________|12,0__________________________________________________|
|2______________________|-5___________________________|1,0-2,0________________________|1,50___|р-р___________________________|замерз__________________________________________|
|3______________________|80___________________________|0,05___________________________|1,58___|0,_0____________________________|23,0__________________________________________________|
|4______________________|80___________________________|0,10___________________________|1,52___|0,0_____________________________|22,0__________________________________________________|
|5______________________|80___________________________|0,20___________________________|1,52___|0,0_____________________________|24,0__________________________________________________|
|6______________________|80___________________________|0,30___________________________|1,52___|0,0_____________________________|23,0__________________________________________________|
|7______________________|80___________________________|0,35___________________________|1,62___|2,5_____________________________|17,0__________________________________________________|
|•_8__________________|-5___________________________|0,05___________________________|1,58___|0,0_____________________________|12,0__________________________________________________|
|9______________________|-5___________________________|0,10___________________________|1,52___|0,0_____________________________|11,0__________________________________________________|
|10_____________________|-5___________________________|0,20___________________________|1,52___|0,0_____________________________|12,0__________________________________________________|
|11_____________________|-5___________________________|0,30___________________________|1,52___|0,0_____________________________|12,0__________________________________________________|
|12_____________________|-5___________________________|0,35___________________________|1,52___|2,5_____________________________|-'9,0_________________________________________________|