Тампонажний розчин

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к тампонажным растворам, применяемым при цементировании осадных колонн в нефтяных и газовых скважинах. Из анализа существующего уровня техники в донной области известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный портландцемент и отход подготовки нефти [Авт. св. СССР № 1640366. кл. Ε 21 В 33/138]. Однако такой состав обладает большим водоотделением, а тампонажный камень, полученный при его использовании, имеет невысокие прочностные показатели, что снижает качество тампонажних работ. Из описанных в литературе тампонажных составов наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому раствору являются тампонажные составы, включающие тампонажный портландцемент и воду, которые с целью ускорения сроков схватывания тампонажных растворов содержат, в качестве добавки, хлористый кальций в количестве 2,0-8,1 мас.% [Данюшевский В.А., Алиев P.M., Толстых И.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. М., "Недра", 1987, с. 196207]. Недостатком указанных составов является то, что при небольших водосменных отношениях такие тампонажные растворы обладают недостаточной подвижностью. Наличие хлористого кальция в тампонажном составе ухудшает химическую стойкость тампонажного камня и вызывает коррозию металла обсадных тр уб. Задачей изобретения является повышение подвижности тампонажного раствора с малыми сроками схва тывания, повышение химической стойкости и прочностных показателей затвердевшего тампонажного камня. Для достижения указанной задачи используется комплексная добавка многофункционального действия, состоящая из пластификатора формиатно-спиртового и плава содо-щелочного при следующем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное вяжущее 67,0-73,0 Комплексная добавка: Пластификатор формиатно-спиртовой (ПФС) 0,5-2,0 Плав содо-щелочной 0,2-1,0 Вода Остальное Пластификатор формиатно-спиртовый (ПФС) изготовляется согласно ТУ 84-1067-85 в виде водного раствора, содержащего в качестве мелкодисперсной механической взвеси нелетучие многоатомные спирты и другие органические и частично минеральные компоненты (табл. 1). Плав содо-щелочной изготовляется согласно ТУ 84512-19-86 в виде небольших, легко растворимых, пластинок с массовой долей щелочных компонентов (в пересчете на углекислый натрий) до 33%. Использование комплексной добавки многофункционального действия позволяет в отличие от прототипа, получить тампонажный раствор с высокой подвижностью и малыми сроками схватывания при высоких химической стойкости и прочностных показателях затвердевшего камня. Таким образом предлагаемое решение соответствует критерию технического уровня « новизны. Новый тампонажный раствор был опробован в лабораторных условиях на основе минерального вяжущего портландцемента ПЦТ-50. За базу сравнения принимали тампонажный состав по прототипу. Замерялись параметры тампонажного раствора и затвердевшего камня (плотность, подвижность, сроки схватывания, механическая прочность). Пример 1. Берется 330 г (33,0% от общей массы раствора) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 5к г (0,5к мас.%) ПФС, а после его растворения - 2 г (0,2 мас.%) плава содо-щелочного. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 670 г (67,0 мас.%) портландцемента ПЦТ-50 и тщательно перемешивают. Полученный тампонажный раствор имеет: р=· =1810 кг/м 3; растекаемость - 0,25 м: при t -20°С и Ρ - 0,1 МПа начало схва тывания - 4 ч.00 мин., конец схватывания - 6 ч.05 мин; прочность сжатие/изгиб через 48 часов -8,6/4,0 МПа. Пример 2. Берется 286 (28,6 мас.%) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 10 г (1,0 мас.%) ПФС, а после его растворения 5 г (0,5 мас.%) плава содо-щелочного. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 714 г (71,4 мас.%) портландцемента ПТЦ-50 и тщательно перемешивают. Полученный тампонажный раствор имеет: р= 1910 кг/м 3; растекаемость - 0,22 м; при t = 20°С и Ρ = 0,1 МПа начало схва тывания - 3 Ч.20 мин., конец схватывания - 5 4.15 мин; прочность сжатие/изгиб через 48 часов - 9,4/4,5 МПа. Пример 3. Берется 270 г (27,0 мас.%) пресной воды. В воду, помешивая, добавляют 20 г (2,0 мас.%) ПФС, а после его растворения 10 г (1,0 мас,%) плава содо-щелочного. После растворения реагентов в жидкость затворения вводят 730 г (73,0 мас.%) портландцемента ПЦТ-50 и тщательно перемешивают. Полученный тампонажный раствор имеет: r = 1940 кг/м 3; растекаемость - 0,20 м; при t = 50°С и Ρ = 1,0 МПа, начало схва тывания - 2 ч. 00 мин., конец схватывания - 3 ч.10мин; прочность сжатие/изгиб через 48 часов-21,1/9,8 МПа. Остальные данные лабораторных исследований тампонажного раствора приведены в табл. 2. Компоненты взяты в весовых процентах от общей массы тампонажного раствора. Из табл. 2 видно, что введение комплексной добавки (ПФС и плав содо-щелочной) приводит к многофункциональному действию на параметры тампонажного раствора и затвердевшего камня: повышает подвижность раствора с малыми сроками схватывания, повышает прочностные показатели затвердевшего тампонажного камня в результате увеличения его химической стойкости. Оптимальная добавка ПФС 0,5-2,0 мас.%, а содо-щелочного плава 0,2-1,0% 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 подвижностью при малых сроках схватывания, а также повысить химическую стойкость и прочность затвердевшего камня. Предложенный тампонажный раствор имеет малые сроки схватывания, что позволяет применять его при цементировании сважин, ликвидации поглощений промывочной жидкости, водопроявлениях и обвалах горных пород.