Корозійностійкий тампонажний склад

Корозійностійкий тампонажний склад, що включає каустичний магнезіт, активну мінеральну добавку, мідний купорос, нітрилотриметилфосфонову кислоту, водний розчин солі і воду, який відрізняється тим, що в якості активної мінеральної добавки він вміщує кислу золу-винос ТЕС, а в якості водного розчину солі - насичений водний розчин природного бішофіту при наступному співвідношенні компонентів, мас долей % каустичний магнезіт 25-40 кисла зола-винос ТЕС 60-75 мідний купорос 2 нітрилотриметилфосфонова кислота 1 насичений водний розчин природного бішофіту 55-65 вода 5-10 Винахід відноситься до галузі буріння нафтових і газових свердловин, зокрема, до корозійностійких тампонажних складів для цементування обсадних колон в хемогенних відкладах при температурах до 60 °С З аналізу існуючого рівня техніки в даній галузі відомий спосіб одержання тампонажного розчину для цементування калійно-магнієвих солевих порід, який включає замішування магнезіального цементу на насиченому водному розчині хлористого магнію (а с СРСР № 209360, кл Е 21 В 33/13) Цементний камінь цього тампонажного матеріалу має гарне зчеплення з солями різного мінерального складу (галіт, СІЛЬВІНІТ, бішофіт, карналіт), високі показники МІЦНОСТІ, але швидко руйнується при контакті з прісними і маломшеральними водами, тому він не може бути використаний для кріплення свердловин, які мають в розрізах водоносні горизонти Найбільш близьким за складом до запропонованого корозійностійкого тампонажного складу є тампонажний матеріал, одержаний по способу, що включає замішування суміші магнезіального цеме нту і кислого меленого доменного шлаку на насиченому водному розчині хлористого магнію Такий тампонажний матеріал містить від 37 до 50 масових долей % кислого шлаку (а с СРСР № 601392, кл Е 21 В 33/138) Цей склад прийнято нами за прототип Недоліком такого тампонажного матеріалу є низький поріг прокачуваності (40хв при температурі 50°С) та низька корозійна СТІЙКІСТЬ В розчинах солей, які містять хлористий магній при тривалих термінах зберігання Задачею винаходу є створення корозійностійкого, в жорстких умовах магнезіальної і сульфатної агресії, тампонажного складу здатного прокачуватись при температурах до 50°С (статична температура застосування до 60°С) Поставлена задача досягається тим, що корозійностійкий тампонажний склад вміщує каустичний магнезіт, наприклад, марки ПМК-83, кислу золу-винос, наприклад, Курахівської ТЕС, мідний купорос, нітрилотриметилфосфо-нову кислоту, насичений водний розчин природного бішофіту і воду при наступному співвідношенні компонентів, мас долей % о (О 60470 - 3,51 МПа, через 6 МІСЯЦІВ - 3,27МПа, через 9 МІкаустичний магнезіт СЯЦІВ - 3,35МПа, через 12 МІСЯЦІВ - 3,47МПа, в накисла зола-винос ТЕС сиченому розчині природного бішофіту через 2 мідний купорос доби - 2,58МПа, через 1 місяць - З.ЮМПа, через З нітрилотриметилфосфонова кисМІСЯЦІ - З.ЗОМПа, через 6 МІСЯЦІВ -3,54МПа, через лота 1 9 МІСЯЦІВ - 3,74МПа, через 12 МІСЯЦІВ -3,78МПа насичений водний розчин природного бішофіту 55-65 Приклад 2 Беруть 235,3г (40%) каустичного вода 5-10 магнезіту марки ПМК-83 і 353,0г (60%) кислої золиКаустичний магнезіт, наприклад, марки ПМКвиносу Курахівської ТЕС і ретельно перемішують 83 являє собою порошок білого або жовтуватого Одержану суміш замішують з 353,0г (60%) насичекольору, розмолотий до проходження через сито ного водного розчину природного бішофіту Потім № 008 не менше 75% із залишком на ситі № 02 не беруть 11,8г (2%) мідного купоросу і 5,9г (1% від більше 5% загальної сухої маси в'яжучого) нітрилотриметилфосфонової кислоти і розчиняють в 59,0г (10%) Вміст МдО в каустичному магнезіті даної мартехнічної води Воду з розчиненими в ній реагенки не менше 83%, решта СаСОз й СаО тами добавляють до замішаного тампонажного Кисла зола-винос, наприклад, Курахівської складу, який потім ретельно перемішують до одеТЕС являє собою порошок темно-сіруватого коржання однорідного розчину Параметри одержальору з густиною 1980-2000кг/м3, питомою поверхного розчину відповідають існуючим стандартам, нею 380-420м2/кг його термін прокачування при температурі 50°С і ХІМІЧНИЙ склад золи, мас долей % тиску 20МПа дорівнює 3-10год -хв , границя МІЦНОSiO2 - 52,0-54,0, Ад2Оз -15,0-24,0, Fe2O3 -17,0СТІ затвердівшого каменя через 2 доби зберігання 23,0, СаО - 2,2-2,8, МдО - 2,0-3,0, К2О + Na2O -1,7у воді становить 2,62МПа, через 1 місяць 3,4, п п п -3,4-3,7 3,13МПа, через 3 МІСЯЦІ - 3,32МПа, через 6 МІСЯЦІВ Насичений водний розчин природного бішофіту являє собою жовтувато-коричневу рідину, яка - 3,08МПа, через 9 МІСЯЦІВ - 3,17МПа, через 12 вміщує розчинені солі, наприклад МдСІ2 - 360МІСЯЦІВ - 3,29МПа, в насиченому розчині природно380г/л, КСІ - 20-22г/л, NaCI - 30-ЗЗг/л, MgSO4 - 20го бішофіту через 2 доби -З.ООМПа, через 1 місяць 23г/л - З.ббМПа, через 3 МІСЯЦІ - 3,82МПа, через 6 МІСЯЦІВ - 3,99МПа, через 9 МІСЯЦІВ -4,20МПа, через 12 Використання в рецептурі корозійностійкого МІСЯЦІВ-4,32МПа тампонажного складу каустичного магнезіту, кислої золи-виносу ТЕС, мідного купоросу, нітрилотПриклад 3 Беруть 171,4г (30%) каустичного риме-тилфосфонової кислоти, насиченого водного магнезіту марки ПМК-83 і 400,0г (70%) кислої золирозчину природного бішофіту і води дозволяє, в виносу Курахівської ТЕС і ретельно перемішують порівнянні з прототипом, одержати корозійностійОдержану суміш замішують з 371,4г (65%) насичекий, в тому числі і в жорстких умовах магнезіального водного розчину природного бішофіту Потім ної й сульфатної агресії тампонажний склад, здатберуть 11,8г (2%) мідного купоросу і 5,9г (1 % від ний прокачуватись при температурах до 50°С, зі загальної сухої маси в'яжучого) нітрилотриметилстатичною температурою застосовування до 60°С фосфонової кислоти і розчиняють в 57,1г (10%) Таким чином, запропоноване рішення відповітехнічної води Воду з розчиненими в ній реагендає критерію новизни тами добавляють до замішаного тампонажного складу, який потім ретельно перемішують до одеНовий корозійностійкий тампонажний склад ржання однорідного розчину Параметри одержабув випробуваний в лабораторних умовах За базу ного розчину відповідають існуючим стандартам, порівняння приймали тампонажний матеріал по його термін прокачування при температурі 50°С і прототипу Визначались час загущення тампонажтиску 20МПа більший 3-50год -хв , границя МІЦНОСного розчину та корозійна СТІЙКІСТЬ затвердівшого ТІ затвердівшого каменя через 2 доби зберігання у каменя воді становить 2,51 МПа, через 1 місяць - 3,24МПа, Приклади здійснення через 3 МІСЯЦІ - 3,42МПа, через 6 МІСЯЦІВ Приклад 1 Беруть 147,0г (25%) каустичного 3,16МПа, через 9 МІСЯЦІВ - 3,25МПа, через 12 МІмагнезіту марки ПМК-83 і 441,2г (75%) кислої золиСЯЦІВ - 3,38МПа, в насиченому розчині природного виносу Курахівської ТЕС і ретельно перемішують бішофіту через 2 доби - 2,81 МПа, через 1 місяць Одержану тампонажну суміш замішують з насиче3,39МПа, через 3 МІСЯЦІ - 3,57МПа, через 6 МІСЯЦІВ ним водним розчином природного бішофіту при в/с 25-40 60-75 2 0,60, якого добавляють 353,0г (60%) Потім беруть 11,8г (2% від загальної маси сухого матеріалу) мідного купоросу і 5,9г (1% від загальної маси сухого матеріалу) нітрилотриметилфосфонової кислоти і розчиняють в 59,0г (10%) технічної води Воду з розчиненими реагентами добавляють до замішаного тампонажного складу, який потім ретельно перемішують до одержання однорідного розчину Параметри одержаного розчину відповідають існуючим стандартам, його термін прокачування при температурі 50°С і тиску 20МПа більший 3-50год -хв , границя МІЦНОСТІ затвердівшого каменя через 2 доби зберігання у воді становить 2,34МПа, через 1 місяць - 3,32МПа, через 3 МІСЯЦІ - 3,80МПа, через 9 МІСЯЦІВ - 3,99МПа, через 12 МІСЯЦІВ - 4,07МПа Інші дані лабораторних досліджень корозійностійкого тампонажного складу приведені в табл Компоненти взяті у вагових відсотках від загальної маси тампонажного складу З таблиці 1 видно, що досліджуваний корозійностійкий тампонажний склад має прокачуваність, достатню для проведення процесу цементування Затвердівший камінь з такого матеріалу має високу корозійну СТІЙКІСТЬ, як у воді так і в середовищі насиченого водного розчину природного бішофіту Оптимальний вміст каустичного магнезіту 2540мас долей%, кислої золи виносу ТЕС 60 60470 75мас долей% і при подальшому збільшенні або зменшенні вмісту цих компонентів параметри затвердівшого каменю (корозійна СТІЙКІСТЬ у воді та в середовищі насиченого водного розчину природного бішофіту) погіршуються Оптимальний вміст мідного купоросу 2мас долі%, нітрилотриметилфосфонової кислоти 1 мас доля % і при подальшому їх збільшенні час загущення не змінюється, при зменшенні вмісту цих реагентів час загущення зменшується Оптимальний вміст насиченого водного розчину природного бішофіту 55-65мас долей%, води 5Юмас долей%, їх подальше збільшення або зменшення призводить до надмірного збільшення або зменшення до критичного рівня рухливості тампонажного розчину Таким чином, запропоноване технічне рішення, в порівнянні з прототипом, дозволяє одержати корозійностійкий, в тому числі в жорстких умовах магнезіальної і сульфатної агресії, тампонажний склад здатний прокачуватись при температурах до 50°С із статичною температурою використання 60°С Вказані переваги дозволяють використовувати такий тампонажний склад для цементування глибоких нафтових і газових свердловин, що відповідає критерію промислова примшеність Література 1 Авторське свідоцтво СРСР № 209360, кл Е 21 В 33/13, 1966 2 Авторське свідоцтво СРСР № 601392, кл Е 21 В 33/138, 1977 (прототип) Таблиця Порівняльна характеристика тампонажних складів Вміст активної міне- Час загущенСередовище ральної ня тампонажзберігання добавки, ного розчину, 2 доби зразків мас долей год-хв * % 1 2 3 4 кислий до2,54 Вода 2 менний розчин NaCI 3,24 шлак (по 0-49** прототипу) розчинМдСІ 2,73 50 вода 2,83 розчин NaCI 3,62 37 0-40** розчин 4,12 МдСІ2 вода 2,30 кисла зола насичений винос Кураводний роз>3-50 хівської ТЕС чин природ- 2,54 78 ного бішофі Границя МІЦНОСТІ на згин МПа, через 1 МІСЯЦЬ 3 МІСЯЦІ 6 МІСЯЦІВ 9 МІСЯЦІВ 12 МІСЯЦІВ 5 6 7 8 9 3,42 3,67 3,27 3,31 3,42 4,48 4,89 4,93 5,05 4,98 3,23 2,84 2,23 1,83 руйнування 3,21 3,28 3,32 3,52 5,53 5,70 6,28 6 72 3 61 6 88 5,87 5,37 4,78 3,27 3,45 3,21 3,29 3,40 3,06 3,24 3,49 3,52 3,30 2,34 3,32 3,51 3,27 3,35 3,47 2,58 3,10 3,30 3,54 3,74 3,78 2,62 3,13 3,32 3,08 3,17 3,29 3,00 3,66 3,82 3,99 4,20 4,32 2,68 3,10 3,18 2,97 2,99 2,85 3,05 3,77 3,91 4,15 4,35 4,46 руйнування ТУ 75 60 57 >3-50 3-Ю 2-50 вода насичений водний розчин природного бішофіту вода насичений водний розчин природного бішофіту вода насичений водний розчин природного бішофіту режим випробування температура 50°С, тиск 20МПа * за даними досліджень Полтавського відділення УкрДГРТ 60470 Комп'ютерна верстка С Волобусв Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119