Тампонажний розчин

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, к тампонажным растворам, применяемым при цементировании обсадних колонн в глубоких скважинах. Из анализа существующего уровня техники в данной области известен облегченный цементный раствор, содержащий портландцемент, оксиэтиллцеллюлозу, хлористый кальций и 1 воду (авт.св. СССР № 1361305, кл. Е 21 В 33/138). Однако такой раствор имеет низкую температуростойкость (до 50°С) и высокие реологические показатели, а тампонажный камень, полученный при его использовании, имеет низкую прочность на изгиб, что препятствует использованию данного тампонажного раствора в высокотемпературных скважинах и снижает качество тампонажных работ. Из описанных в литературе тампонаж-ных составов наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату к заявляемому составу является тампонажный раствор (авт.св. СССР № 1714089, кл. Е 21В 33/138), который содержит в качестве добавки, повышающей термостойкость и снижающей водоотдачу декстрин при следующем составе и соотношении компонентов, мас.%: Недостатком такого состава является его низкая термостойкость, высокие реологические параметры и недостаточные прочностные параметры. Задачей изобретения является повышение термостойкости и снижение реологических параметров тампонажного раствора, а также повышение прочности затвердевшего камня. Для достижения указанной задачи используется комплексная добавка многофункционального действия, состоящая из декстрина и медного купороса при следующем соотношении компонентов, мас.%: Использование комплексной доьавки многофункционального действия позволяет в отличие от прототипа, получить тампонажный раствор с высокой термостойкостью (110-150°С) и низкими реологическими параметрами, а также повысить прочность затвердевшего камня. Таким образом предлагаемое решение соответствует критерию технического уровня и новизны. Новый тампонажный раствор был опробован в лабораторных условиях в термическом интервале 110-150°С на основе минеральных вяжущи х различных типов: ПТЦ-100, ПТЦ-100 с активной минеральной добавкой, например золой уноса Кураховской ГРЭС, За базу сравнения принимали тампонажный раствор по прототипу. Замерялись параметры тампонажного раствора и камня (плотность, подвижность, реологические параметры, сроки загустевания и схватывания, механическая прочность). Пример 1. Берется360г(36%отобщей массы раствора) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 2,5 г (0,25 мас.%) декстрина, а после его растворения - 2,5 г(0,25 мас,%) медного купороса. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 640 г (64 мас.%) портландцемента ПЦТ-100 и тщательно перемешивают. Полученный тампонажный раствор имеет r=1760 кг/м 3; растекаемость - 0,25 м; реологические параметры: h=0.030 Па • с, t =0,6 Па; при т=110°С и Р=45 МПа время загустевания 3 ч 40 мин, начало схва тывания 4 ч 10 мин, конец схватывания 5 ч 45 мин, прочность сжатие/изгиб через 48 ч-11,2/5,8 МПа. Пример 2. Берется 390 г (39 мас.%) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 5,0 г (0,5 мас.%) декстрина, а после его растворения - 5,0 г (0,5 мас.%) медного купороса. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 610 г (61 мас.%) цементно-зольной смеси 1:1, состоящей из 305 г ПЦТ-100 и 305 т золы-уноса Кураховской ГРЕС и тщательно перемешивают, Полученный тампонажный раствор имеет r=1580 кг/м 3; растекаемость-0,21 м; реологические параметры h=0,72 Па • с, t =8,4 Па; при t=130°C и Р=55 МПа время загустевания 4 ч 1, мин, начало схватывания 4 ч 55 мин, конец схватывания 6 ч 55 мин, прочность изгиб/сжатие через 48 ч - 18,3/9,2 МПа. Пример З. Берется 390 г (39 мас.%) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 7,0 г (0,7 мас.%) декстрина, а после его растворения - 7,0 г (0,7 мас.%) медного купороса. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 610 г (61 мас.%) цементно-зольной смеси 1:1, состоящей из 305 г ПЦТ-100 и 305 г зоны-уноса Кураховской ГРЕС и тщательно перемешивают. Полученный тампонажный раствор имеет r=1580 кг/м 3; растекаемость -0,22 м; реологические параметры: h=0,074 Па • с, t=8,2 Па; при =150°С и Р=70 МПа время загустевания 4 ч 00 мин, начало схватывания 4 ч 15 мин, конец схватывания 6 ч 05 мин, прочность изгиб/сжатие через 48 ч - 23,1/11,5 МПа. Остальные данные лабораторных исследований тампонажного раствора приведены в таблице. Компоненты взяты в весовых процентах от общей массы тампонажного раствора. Из таблицы видно, что введение комплексной добавки (декстрин и медный купорос) приводит к многофункциональному действию на параметры тампонажного раствора и затвердевшего камня: повышает термостойкость и снижает реологические свойства раствора, повышает прочностные характеристики камня. Оптимальная добавка декстрина и медного купороса находится в пределах от 0,25 до 0,7 мас.% и при дальнейшем увеличении количества этих реагентов они не оказывают существенного влияния на параметры раствора и затвердевшего камня. Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом, Позволяет получить тампонажный раствор с высокой термостойкостью (110-150°С) и низкими реологическими параметрами, а также повысить прочность затвердевшего камня. Предложенный тампонажный раствор имеет сроки схватывания, достаточные для закачивания в глубокие высокотемпературные скважины. Камень из него имеет высокие прочностные характеристики. Указанные преимущества позволяют применять такой тампонажный раствор для цементирования глубоких нефтяных и газовых скважин, что соответствует критерию "промышленное применение".