Тампонажний розчин для цементування нафтогазових свердловин в умовах калій-магнієвої агресії

Тампонажний розчин для цементування нафтогазових свердловин в умовах калій-магнієвої 3 29718 4 воду [див. а.с. СРСР №1122812, МПК 3 Е 21 В регулювати термін прокачуваності в необхідному 33/138, публ.07.11.1984р., Бюл. №41]. діапазоні та пластифікує тампонажний розчин, Недоліком розчину за найближчим аналогом є покращуючи його реологічні показники при обмеженість регулювання терміну прокачуваності збереженні міцнісних характеристик цементного та низька корозійна стійкість в калій-магнієвих каменю. відкладах. Багатокомпонентність розчину Введення в рідину замішування хлористого ускладнює його приготування та застосування. натрію (до повного насичення) покращує Задачею корисної моделі є підвищення реологічні показники розчину, підвищує його корозійної стійкості в калій-магнієвих відкладах зі корозійну стійкість і попереджує (знижує) ступінь збереженням технологічних параметрів розчинення соляних порід в інтервалі тампонажних розчинів (густини, водовідділення, цементування. розтічності, терміну прокачуваності) та міцнісних Переваги тампонажного розчину з добавкою властивостей отриманого цементного каменю. МДТР зумовлені істотним впливом складових Для вирішення поставленої задачі даного наповнювача на хімізм процесів гідролізу пропонується тампонажний розчин для та гідратації клінкерних сполук і проявляються в цементування нафтогазових свердловин в умовах наступному: калій-магнієвої агресії, який включає тампонажний - зменшення гідрооксиду кальцію в процесі портландцемент, добавку для підвищення твердіння, в т. ч. при нормальних температурах; корозійної стійкості, нітрилотриметилфосфонову - покращена адгезія і когезія за рахунок кислоту і воду, стосовно корисної моделі інтенсифікації гідросилікатного твердіння, в т.ч. додатково містить хлористий натрій, при цьому як адгезія з металом при низьких температурах; добавку для підвищення корозійної стійкості - зниження реологічних параметрів розчину, застосовують модифіковану добавку до проникності каменя, підвищення міцності, тампонажних розчинів, при наступному корозійної стійкості каменя; співвідношенні компонентів, мас. %: підвищена деформаційна здатність тампонажний портландцемент цементного каменя. (ПЦТ) 43,084¸47,477 Тампонажний розчин готують наступним модифікована добавка до чином. тампонажних розчинів (МДТР) 15,820¸21,229 Добавку МДТР перемішують з тампонажним нітрилотриметилфосфонова портландцементом в сухому вигляді, згідно з кислота (НТФК) 0,006¸0,045 рецептурою. Отриману суміш готують шляхом не хлористий натрій менше як 3-х разового перетарювання з бункера в 7,354¸7,571 вода решта бункер цементо-змішувальних машин. Розрахункову кількість хлористого натрію і Для приготування тампонажного розчину для НТФК розчиняють у воді. Отриманий водний цементування нафтогазових свердловин в умовах розчин використовують в якості рідини калій-магнієвої агресії (далі - тампонажного замішування тампонажного розчину. При розчину) використовують: - тампонажні портландцементи типу ПЦТ-І за необхідності рідину замішування обробляють піногасником Defoam. [ДСТУ Б В.2.7-88-99 (ГОСТ 1581-96), ДСТУ Б Приготування (замішування) тампонажного В.2.7-87-99 (ГОСТ 26798.2-96] виробництва розчину здійснюється за допомогою здолбунівського ВАТ «Волинь»; цементувальних агрегатів та - добавку МДТР за [ТУ У 24.6-32028975014:2007], порошок від білого до світло-сірого цементозмішувальних машин за традиційною технологією. кольору на основі кремнезему різних фракцій, Фізичні і механічні властивості тампонажного виготовляється в Україні; розчину і цементного каменю визначають згідно з - НТФК за [ТУ У 2439-347-05763441-2001], [ДСТУ БВ.2.7-86-99 «Цементи тампонажні. Методи виготовляється ВАТ «Хімпром», Росія; - хлористий натрій за [ГОСТ 4233-77]. випробувань»]. Дані про технологічні параметри З метою попередження піноутворення під час тампонажного розчину наведені в таблиці. замішування тампонажного розчину - рідину замішування обробляють піногасником типу Defoam (в’язка рідина білого кольору), який виготовляється фірмою МІ Drilling Fluids згідно зі Технологічні параметри тампонажного ро стандартом АРІ. Тампонажний розчин містить воду у кількості, Технологічні параметри що забезпечує задану густин у тампонажного Вміст компонентів , мас. % тампонажного розчину розчину при розтічності D³200мм. №п/п В/С Виявлено, що добавка до складу ПЦТ Густина,Розтічність,Водов ідділення, МДТР NaCl НТФК Вода тампонажного розчину модифікованої добавки 1-100 кг/м 3 мм % МДТР покращує реологічні властивості 1 47,47715,8267,571 0,006 29,1190,46 1954 235 1,8 2 47,47415,8257,571 0,013 29,1180,46 1954 250 1,2 тампонажного розчину та підвищує міцність і 3 47,46515,8227,569 0,032 29,1120,46 1953 >250 1,4 корозійну стійкість каменю за рахунок 4 47,45915,8207,568 0,044 29,1080,46 1953 >250 1,6 кристалізаційного зв’язування вільного вапна в 5 43,10121,2297,354 0,006 28,3050,44 1958 235 1,4 процесі тужавлення і твердіння. 6 43,09821,2277,359 0,013 28,3030,44 1958 240 1,0 Добавка НТФК як сповільнювач термінів 7 43,09021,2237,357 0,032 28,2980,44 1957 245 1,8 тужавлення та пластифікатор дозволяє 8 43,08421,2217,356 0,045 28,2940,44 1957 245» 1,8 5 29718 Позамежовий діапазон 9 56,958 6,329 7,569 0,032 29,1120,46 1980 240 1,6 10 37,97225,3157,569 0,032 29,1120,46 1920 >250 5,4 6 65 65 40 40 3-30 6-40 4,3 4,0 1,9 2,2 2,9 1,1 Примітка. Границя міцності цементних каменів на згин через 30 і 90 діб в изначена після зберігання в агресив ному середов ищі - розчин бішофіту густиною 1240кг/м 3. Для приготування 1л тампонажного розчину 165г хлористого натрію і 0,69г НТФК розчиняють в 635мл прісної води. Даний водний розчин використовують в якості рідини замішування 1380г тампонажної суміші, з яких 1035г цементу ПЦТ 1100 і 345г МДТР. У випадку піноутворення під час приготування рідини замішування її необхідно обробити (наприклад 0,2г піногасника Defoam). Отриманий тампонажний розчин тестують згідно з [ДСТУ БВ.2.7-88-99 «Цементи тампонажні. Технічні умови»] (див. таблицю дослід №3). Запропоновані рецептури тампонажних розчинів представлені в дослідах 1¸8. Вміст МДТР в кількості 15,820¸21,229мас.% забезпечує високу міцність і корозійну стійкість цементного каменя навіть через 90 діб зберігання в агресивному середовищі - бішофіті. Величина водовідділення тампонажного розчину £1,8 при розтічності ³235мм. Водоцементне відношення змінюється в межах 0,44¸0,46. При вмісті МДТР нижче 15,820мас.% - значно погіршується корозійна стійкість (дослід 9), а при перевищенні 21,229мас.% різко падає міцність цементного каменя, погіршується корозійна стійкість, збільшується водовідділення, розчин стає седиментаційнонестійким (дослід 10). Вміст тампонажного портландцементу в межах 43,084¸47,477мас.% - є оптимальним для надання тампонажному розчину при нормованій розтічності достатніх міцнісних показників цементного каменю (досліди 1¸8). Вміст хлористого натрію в межах 7,354¸7,571мас.% обумовлений досягненням повного насичення водного розчину до густини 1180кг/м 3. Вміст НТФК в межах 0,006¸0,045мас.% є оптимальним для надання тампонажному розчину низького водовідділення і достатнього терміну прокачуваності при конкретних умовах цементування. Вміст НТФК в кількості менше 0,006мас.% не забезпечує необхідного терміну прокачуваності, а при вмісті НТФК більше 0,045мас.% - зменшується міцність цементного каменя. Запропонований тампонажний розчин є простим в приготуванні, використовує компоненти, які відповідають [СанПІН №4617-88 «Граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони»]. Технічним результатом від застосування тампонажного розчину для цементування обсадних колон в умовах калій-магнієвої агресії, при нормальних та помірних температурах (до 100°С) є підвищення якості і довговічності кріплення нафтови х, газових і газоконденсатних свердловин при використанні доступних матеріалів вітчизняного виробництва.