Розширювальний тампонажний склад

1 Розширювальний тампонажний склад, що включає мінеральне в'яжуче та кислу золу-винос твердих мінеральних палив, який відрізняється тим, що як мінеральне в'яжуче він містить безклінкерний в'яжучий матеріал автоклавного твердіння при наступному співвідношенні компонентів, мас долей % безклінкерний в'яжучий матеріал 30-70 автоклавного твердіння кисла зола-винос твердих мінеральних 30-70 палив 2 Розширювальний тампонажний склад за п 1, який відрізняється тим, що як безклінкерний в'яжучий матеріал він містить основну золу-винос електростанцій 3 Розширювальний тампонажний склад за п 1, який відрізняється тим, що як безклінкерний в'яжучий матеріал він містить доломітову муку напівобпалену Винахід відноситься до галузі буріння нафтових і газових свердловин, зокрема до розширювальних тампонажних складів для цементування обсадних колон в термічному інтервалі 50 - 160°С З аналізу існуючого рівня техніки в даній галузі відомий тампонажний розчин на основі цементу, розширювальної добавки - хроматного шламу і води (а с СРСР № 352885, кл Е 21 В 33/138) Але такий розчин придатний для примшення при температурах більших 120°С і величина його розширення невелика Із описаних в літературі тампонажних складів найбільш близьким по технічній суті та досягаемому результату до заявляемого складу є тампонажний розчин, який вміщує в якості розширювальної добавки при температурі 75 - 100°С летючу золу горючих сланців при наступному співвідношенні інградієнтів, мас % мінеральне в'яжуче, наприклад цемент для "гарячих свердловин" 17,8 - 53,6 летюча зола горючих сланців 12,5 - 50,0 вода решта (а с СРСР №730952, кл Е 21 В 33/138) Недоліком такого розчину являється низька термостійкість (до 100°С), напруженість затвердівшого каменя і малий діапазон змінювання густин тампонажного розчину Задачею винаходу є створення розширювального, термостійкого, безклінкерного тампонажного складу з широким діапазоном змінювання густин тампонажного розчину з нього Поставлена задача досягається тим, що розширювальний тампонажний склад, який складається з мінерального в'яжучого та кислої золи-виносу твердих мінеральних палив, вміщує як мінеральне в'яжуче безклінкерний в'яжучий матеріал автоклавного твердіння при наступному співвідношенні компонентів, мас долей % безклінкерний в'яжучий матеріал автоклавного твердіння ЗО - 70 кисла зола винос твердих мінеральних палив ЗО - 70 Для досягнення указаної задачі використовують безклінкерний в'яжучий матеріал, який складається з основної золи-виносу електростанцій Як безклінкерний в'яжучий матеріал може використовуватись і доломітова мука напівобпалена Основна зола-винос електростанцій, наприклад, прибалтійських сланців, являє собою порошок жовтуватого кольору густиною 2800 2900кг/м3 і питомою поверхнею 270 - 290 м2/кг ХІМІЧНИЙ склад золи, мас долей % СаО - 37 -ь 40, SiO2 - ЗО •• 32, АІ2 Оз - 7 •• 8, Fe2O3 -4 •• 6, MgO - 4 •• * * * * 5, SO3 - 5 + 7 47104 Доломітова мука напівобпалена являє собою при t = 120°С і Р = 50МПа- 8,8МПа, при t = 160°С і порошкоподібний матеріал від сіро-зеленого до Р = бОМПа - Ю.ОМПа, через 28 діб при t = 50°С і Р 3 коричневого кольору густиною 2700 - 2850кг/м і = 0,1МПа - 4,4МПа, при t - 120°С і Р = 50МПа 2 питомою поверхнею 260 - 290 м /кг ХІМІЧНИЙ склад 9,9МПа, npnt= 160°С і Р - бОМПа - 11,0МПа, через муки, мас долей % СаО - 36 •• 40, МдО - 19 * 23, * 6 МІСЯЦІВ, при t = 50°С і Р = 0,1 МПа - 9,7МПа, при t Fe2O3 - 2 •• З, АІ2О3 - до 1, SiO2 - до 2, SO 3 - до 1, * = 120°С і Р = 50МПа- 13,5МПа, при t = 160°Ci Р = п п п - 25 - 35 60МПа-11,7МПа Приклад 2 Беруть 483,0г (70%) основної золиГранулометричний склад фракцій по ситовому виносу електростанцій і 207,0г (30%) кислої золианалізу, мас долей % 1мм - 0,5, 0,5мм - 0,5, виносу твердих мінеральних палив (Ладиженської 0,25мм -3,9, 0,1мм -7,5, 0,08мм -7,6 ТЕС) і ретельно перемішують Потім одержаний Кисла зола - винос твердих мінеральних питампонажний склад замішують з технічною водою лив, наприклад, Курахівської ТЕС, являє собою при В/С = 0,45 (добавляють 310г води) і переміпорошкоподібний матеріал темно-сіруватого ко3 шують до одержання однорідного розчину Одерльору густиною 1980 - 2000кг/м , питомою поверх3 2 жаний розчин має густину - 1740кг/м , рухливість нею 380 - 420 м /кг ХІМІЧНИЙ склад золи, 0,19м, водовідділення - 4,0%, величину розшимас долей % SiO2 - 52 * 54, АІ2О3 - 15 * 24, Fe2O3 рення в процесі тужавіння при t = 50°С і Р = - 17 + 23, СаО - 2 * 3 , МдО - 2 * З, К2О + Na2 О - 2 0,1МПа-1,0%, npHt=75°Ci Р = ЗОМПа -1,5%, при ч-З, п п п - 3 * 4 t = 100°С і Р = 40МПа - 1,6%, при t = 120°С і Р = Використання в якості розширювального там50МПа - 1,9%, при t = 160°С і Р = бОМПа - 4,0%, понажного матеріалу суміші безклінкерного в'яжузатвердівший камінь має МІЦНІСТЬ при здавлюванні чого матеріалу, наприклад, основної золи-виносу через 2 доби при t = 50°С і Р = 0,1МПа - 5,1МПа, електростанцій або доломітового порошку напівпри t= 120°С і Р = 50МПа - 9,8МПа, при t = 160°С і обпаленого з кислою золою-виносу твердих мінеР - бОМПа - 12,0МПа, через 28 діб при t = 50°С і Р ральних палив дозволяє, по зрівнянню з прототи0,1МПа - 7,9МПа, при t = 120°С і Р = 50МПа пом, одержати більш термостійкий розширюваль14,1МПа, при t=160°C і Р = бОМПа - 12МПа, через ний тампонажний склад з широким діапазоном 6 МІСЯЦІВ при t=50°C і Р = 0,1МПа - 10,1МПа, при t змінювання густин тампонажного розчину з нього = 120°С і Р = 50МПа - 14,2МПа Температурний інтервал його застосування 50 Приклад 3 Беруть 350 г (50%) доломітової 160С муки напівобпаленої і 350г (50%) кислої золи-виМеханізм розширення в запропонованого носу твердих мінеральних палив (Ладиженської складу, на відміну від прототипу, реалізується за ТЕС) і ретельно перемішують Потім одержаний рахунок утворення низькоосновних гідросилікатів тампонажний склад замішують з технічною водою кальцію, які характеризуються високою термостійпри В/С= 0,43 (добавляють 300 г води) і перемікістю та високими показниками МІЦНОСТІ В протошують до одержання однорідного розчину Одертипі переважають новоутворення високоосновного жаний розчин має густину - 1820 кг/м3, рухливість гідросилікату кальцію, який відрізняється низькою 0,18 м, водовідділення - 0 %, величину розшитермостійкістю рення в процесі тужавіння при t = 50 °С і Р = Таким чином, запропоноване рішення відпові0,1МПа-0,1 % , n p n t = 75 °С і Р = ЗОМПа - 0,2% , дає критерію технічного рівня і новизни npnt= 100°Сі Р = 40МПа-0,4%, npnt= 120°Сі РНовий розширювальний тампонажний склад 50МПа - 0,5%, при t = 160°С і Р = бОМПа - 0,5%, був випробуваний в лабораторних умовах в темзатвердівший камінь має МІЦНІСТЬ при здавлюванні пературному інтервалі 50 - 160°С За базу порівчерез 2 доби при t - 50°С і Р - 0,1МПа - 1,1МПа, няння приймали тампонажний розчин по протопри t = 120°С і Р = 50МПа- 7,0МПа, при t = 160°С і типу Р = бОМПа - 8,1 МПа, через 28 діб при t = 50°С і Р = З нового розширювального тампонажного ма0,1МПа - 2,0МПа, при t = 120°С і Р = 50МПа теріалу робили тампонажний розчин та визначали 8,7МПа, при t = 160°С і Р = бОМПа - 9,9МПа, через параметри приготовленого тампонажного розчину 6 МІСЯЦІВ при t = 50°С і Р = 0,1МПа - 6,2МПа, при t і затвердівшого каменя (густина, рухливість, водо= 120°С і Р = 50МПа - 8,9МПа, при t = 160°С і Р відділення, величина розширення, механічна МІЦ60МПа-9,9МПа НІСТЬ каменя) Приклади здійснення Приклад 1 Беруть 193,6г (30%) основної золивиносу електростанцій і 451,6г (70%) кислої золивиносу твердих мінеральних палив (Курахівської ТЕС) і ретельно перемішують Потім одержаний тампонажний склад замішують з технічною водою при В/С 0,55 (добавляють 354,8г води) і перемішують до одержання однорідного розчину Одержаний розчин має густину - 1540кг/м3 рухливість 0,19м, водовідділення - 2,4%, величину розширення в процесі тужавіння при t = 50°С і Р = 0,1 МПа - 2,5% при t = 75 °С і Р = ЗОМПа - 2,3%, npnt= 100°Сі Р-40МПа-2,2%, npnt= 120°Ci Р = 50МПа - 1,3%, при t = 160°С і Р = бОМПа - 1,0%, затвердівший камінь має МІЦНІСТЬ при здавлюванні через 2 доби при t = 50°С і Р = 0,1МПа - 2,0МПа, Інші дані лабораторних досліджень розширювального тампонажного складу приведені в табл 1 і 2 Компоненти взяті у вагових відсотках від загальної маси тампонажного складу Із таблиць 1 і 2 видно, що досліджуваний розширювальний тампонажний склад має широкий діапазон змінювання густин, високу термостійкість та високі показники МІЦНОСТІ Оптимальний вміст безклінкерного в'яжучого матеріалу автоклавного твердіння (основної золи виносу електростанцій або доломітової муки напівобпаленої) від ЗО до 70мас долей %, кислої золи-виносу твердих мінеральних палив від ЗО до 70мас долей % і при подальшому збільшенні вмісту цих компонентів параметри затвердівшого каменю погіршуються Таким чином, запропоноване технічне рі 47104 склад для цементування глибоких нафтових і гашення, в порівнянні з прототипом, дозволяє одерзових свердловин, що відповідає критерію промижати розширювальний тампонажний склад з висослова примшеність кою термостійкістю (до 160°С) та широким діапаДжерела інформації прийняті до уваги при зоном змінювання густин розчину Затвердівший експертизі камінь має високі показники МІЦНОСТІ Терміни про1 Авторське свідоцтво СРСР №352885, кл Е качуваності тампонажного розчину на основі та21 В 33/138, 1970 кого тампонажного складу легко регулюються стандартними сповільнювачами, наприклад, НТФК 2 Авторське свідоцтво СРСР №730952, кл Е (нітр і л отри мети лова кислота) Вказані переваги 21 В 33/138, 1975 (прототип) дозволяють використовувати такий тампонажний Таблиця 1 Оснойка ГДОЛОМІзола-ви- това му шселек- кана Табяиця2 Вміст компонентів тампонажного складу, мас долей % * 4 0 С 0,1 МПа в * 1О0'С,40МПа Міцність при здавлюванні, МПа 150 °С. 60 МПа 47104 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71