Комплексний реагент для тампонажних розчинів на основі шлакових в’яжучих

Комплексний реагент для тампонажних розчинів на основі шлакових в'яжучих, що містить полісахарид, пластифікатор та піногасник, який відрізняється тим, що додатково містить модифікований хромлігніт, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полісахарид 14,64-26,26 модифікований хромлігніт 51,61-75,83 пластифікатор 3,79-20,65 піногасник 3,66-6,56. (19) (21) u201012721 (22) 27.10.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) ГОРДІЄВСЬКИЙ РУСЛАН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЯВОРСЬКИЙ МИХАЙЛО МИКОЛАЙОВИЧ, КУШНАРЬОВ ВАЛЕРІЙ ЛЕОНІДОВИЧ, МАЦАЛАК МИХАЙЛО МИКОЛАЙОВИЧ, ФУГЛЕВИЧ ОЛЕГ МИРОНОВИЧ, ТОКАРЄВ ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ, МЕДВЕДЄВ МАКСИМ В'ЯЧЕСЛАВОВИЧ 3 зниження їх водовіддачі та водовідділення, збільшення часу загуснення тампонажних розчинів в умовах дії підвищених та високих температур. Поставлена задача вирішується тим, що у комплексному реагенті для тампонажних розчинів, який містить полісахарид, пластифікатор та піногасник, згідно запропонованого технічного рішення, додатково містить модифікований хромлігніт (МХЛ) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полісахарид 14,64 - 26,26; МХЛ 51,61 - 75,83 пластифікатор 3,79 - 20,65; піногасник 3,66 - 6,56. Відмінною особливістю такого розчину є те, що як полісахарид може бути використана не тільки гідроксиетилцелюлоза (ГЕЦ), як у прототипі, а і, наприклад, карбосиметилцелюлоза (КМЦ), або поліаніонна целюлоза (ПАЦ), або полівініловий спирт (ПВС), або біополімери тощо. Вказаний полісахарид в комплексі з МХЛ знижує водовідділення і водовіддачу тампонажних розчинів, підвищує седиментаційну стійкість, додатково виступає сповільнювачем термінів загуснення. МХЛ підвищує термостійкість хімреагентів, в комплексі з полісахаридом знижує водовідділення і водовіддачу тампонажних розчинів, підвищує седиментаційну стійкість, додатково виступає сповільнювачем термінів загуснення. Як пластифікатор може використовуватися нітрилотриметилфосфонова кислота (НТФК), яка в комплексі з полісахаридам та МХЛ дозволяє регулювати час загуснення тампонажного розчину в необхідному діапазоні при збереженні міцнісних характеристик цементного каменю. Нова сукупність відомих компонентів, у межах їхнього вмісту в суміші забезпечує комплексному реагенту синергетичні властивості, здатність до значного зниження водовіддачі тампонажних розчинів, підвищення седиментаційної стійкості і тривалого часу загуснення (до 7 годин) в широкому діапазоні статичних температурах (80 ÷ 200 °С). Для приготування запропонованого комплексного реагенту можливе використання наступних компонентів: 1. Полісахариди: - КМЦ - виготовляється за ТУ 3-302-33-2000; - ГЕЦ, ПАЦ, ПВС, біополімери - виготовляються згідно із стандартом АНІ. 2. МХЛ - модифікований хромлігніт - виготовляється згідно із стандартом АНІ. 3. Пластифікатор: - НТФК - нітрилотриметилфосфонова кислота, виготовляється ВАТ "Хімпром", Росія. 4. Піногасники: - Defoam - виготовляється згідно із стандартом АНІ; - Пентакс - виготовляється ДП "Хімтехінвест", Україна. Комплексний реагент готують наступним чином. Розрахункову кількість піногасника, полісахариду, МХЛ та НТФК послідовно розчиняють в необхідній кількості води. Отриманий розчин викори 59961 4 стовують в якості рідини замішування для тампонажних розчинів. Фізичні і механічні властивості отриманих з використанням запропонованої композиції комплексного реагенту тампонажних розчинів і цементного каменю визначають згідно ДСТУ БВ.2.7-86-99 "Цементи тампонажні. Методи випробувань". Запропонований комплексний реагент призначений для приготування тампонажних розчинів на основі шлакопіщаних цементів ШГЩС-120, 200 та обважнених шлакових цементів ОШЦ 1, 2-120, 200. Дані про технологічні властивості тампонажних розчинів на основі тампонажних цементів ШПЦС-200 та ОШЦ 1-200 у порівнянні з відомим комплексним реагентом наведені в таблиці 1 "Технологічні параметри тампонажних розчинів на основі цементу ШПЦС-200" і таблиці 2 "Технологічні параметри тампонажних розчинів на основі цементу ОШЦ 1-200". Комплексний реагент для тампонажних розчинів на основі шлакових в’яжучих готується таким чином. Для приготування 1 л рідини замішування тампонажного розчину: в 980 мл прісної води послідовно розчиняють 0,5 г піногасника Defoam, 2,0 г полісахариду наприклад, ПАЦ, 6,98 г МХЛ та 1,16 г пластифікатора НТФК. Даний розчин використовують в якості рідини замішування тампонажних розчинів на основі ШПЦС-200, ОШЦ 1-200. Отримані тампонажні розчини тестують згідно ДСТУ БВ.2.7-86-99 "Цементи тампонажні. Методи випробувань", (див. таблиці 1, 2 рецептури № 6). Запропоновані концентрації компонентів комплексного реагенту представлені в дослідах 2 ÷ 10 (див. таблиці 1, 2). Вміст полісахариду в кількості 14,64÷26,26 мас.%, модифікованого хромлігніту 51,61÷75,83 мас.% та пластифікатора 3,79÷20,65 мас.% відповідно, забезпечує синергетичні властивості реагенту та наступні властивості тампонажного розчину і цементного каменю: водовіддачу в 3 межах 14,0÷42,0 см /30 хв., водовідділення ≤ 4,0 % при розтічності ≥ 240,0 мм; час загуснення ≥ 7 год.; величину границі міцності цементного каменю на згин через 24 год. (3,7÷8,6 МПа); водоцементне відношення дорівнює 0,36 ÷ 043. Вміст піногасника в межах 3,66 ÷ 6,56 мас. % є оптимальним для запобігання піноутворення під час приготування рідини замішування та тампонажних розчинів. При вмісті модифікованого хромлігніту нижче 51,61 мас. % значно зменшується час загуснення та підвищується водовідділення і фільтрація (дослід 12, таблиць 1, 2), а при перевищенні 75,83 мас. % різко падає міцність цементного каменю (дослід 11, таблиць 1, 2). Запропонований комплексний реагент є простим в приготуванні, крім того, використовуються компоненти, які відповідають СанПІН № 4617-88 "Граничнодопустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони". Результати проведених досліджень довели, що запропонований комплексний реагент може бути ефективно застосований при цементуванні обсадних колон в умовах підвищених та високих 5 59961 температур (80 ÷ 200 °С), що дозволяє підвищити якість кріплення і довговічність нафтових, газових і 6 газоконденсатних свердловин в складних гірничогеологічних умовах. Таблиця 1 Режим виМіцність Склад комплексного реагенту, % Параметри розчину ШП пробувань Час загус- каменю ЦСнення до на згин Ч/ч В/Ц Ф, 200, 30 УОК, через Пінод, ρ, В, 3 Полісахарид МХЛ Пластифікатор см / t, °С Р, МПа 3 % год-хв (24 год), гасник мм кг/м % 30 хв МПа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 210 1894 1 прототип 0,44 0,0 24÷39 160 100