Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2504568C1 - Expanding plugging composition - Google Patents

Expanding plugging composition Download PDF

Info

Publication number
RU2504568C1
RU2504568C1 RU2012131074/03A RU2012131074A RU2504568C1 RU 2504568 C1 RU2504568 C1 RU 2504568C1 RU 2012131074/03 A RU2012131074/03 A RU 2012131074/03A RU 2012131074 A RU2012131074 A RU 2012131074A RU 2504568 C1 RU2504568 C1 RU 2504568C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grouting
inorganic additive
water
fine
natrosol
Prior art date
Application number
RU2012131074/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Ильич Белей
Светлана Александровна Родер
Сергей Александрович Кармацких
Николай Ефимович Щербич
Владимир Филиппович Штоль
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз"
Priority to RU2012131074/03A priority Critical patent/RU2504568C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2504568C1 publication Critical patent/RU2504568C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: proposed composition comprises grouting cement, fine inorganic additive, hydroxyethylcellulose, sodium or potassium chloride and water at the following ratio of components, wt %: grouting cement - 75.0-85.0, fine inorganic additive - 15.0-25.0, hydroxyethylcellulose - 0.3-0.6, sodium or potassium chloride - 5.0-10.0, water - 45.0-55.0. Said fine inorganic additive represents commercial fine natural chalk or ground dust-like quartz or fine siliceous filler Said hydroxyethylcellulose represents nonionic grades like "Натросол" 250 GXR, or "Натросол" 250 MX, or "Натросол" 250 EXR.
EFFECT: higher isolation properties plus lower contraction.
3 cl, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к тампонажным составам для цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах.The invention relates to grouting compositions for cementing casing strings in oil, gas and gas condensate wells.

Известен тампонажный состав, содержащий портландцемент, суперпластификатор С-3, сульфацелл и воду /Патент №2136843, Е21В 33/138, опубл. 10.09.1999/.Known grouting composition containing Portland cement, superplasticizer C-3, sulfacell and water / Patent No. 2136843, ЕВВ 33/138, publ. 09/10/1999 /.

Недостатком данного состава является низкая изолирующая способность из-за отсутствия расширения камня и повышенной величины контракции.The disadvantage of this composition is the low insulating ability due to the lack of expansion of the stone and increased magnitude of contraction.

Наиболее близким по составу и назначению является тампонажный состав, содержащий тампонажный цемент, реагент - стабилизатор, минеральную добавку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The closest in composition and purpose is a grouting composition containing grouting cement, a stabilizing reagent, a mineral additive and water in the following ratio of components, parts by weight:

Тампонажный цементGrouting cement 100one hundred Реагент - стабилизаторReagent - stabilizer 0,2-1,20.2-1.2 Минеральная добавкаMineral supplement 2,0-3,02.0-3.0 ВодаWater 40-5040-50

/Патент №2256775, Е21В 33/138, опубл. 20.07.2005/./ Patent No. 2256775, ЕВВ 33/138, publ. July 20, 2005 /.

Недостатком данного состава является отсутствие расширения при твердении в камень и высокое значение величины контракции, следовательно, снижение изолирующей способности.The disadvantage of this composition is the lack of expansion during hardening into stone and a high value of contraction, therefore, a decrease in insulating ability.

Отсутствие расширения при твердении состава не позволяет формировать напряженный контакт камня с ограничивающими поверхностями и обеспечивать высокую герметичность в кольцевом пространстве при наличии фильтрационной глинистой корки бурового раствора, что в совокупности с контракцией может привести к флюидопроявлениям или межпластовым перетокам. В процессе контракции и развития вакуума происходит обезвоживание фильтрационной глинистой корки бурового раствора, усадка и образование трещин, но при этом отсутствует возможность компенсации изменения ее свойств ввиду отсутствия уплотняющего действия со стороны твердеющего без расширения тампонажного камня. Кроме этого, в результате контракционного разрежения и снижения давления в интервале цементирования возрастает вероятность проникновения в затрубное пространство пластового флюида (газа) с дальнейшей миграцией в вышележащие (нижележащие) проницаемые пласты или до устья скважины.The absence of expansion during hardening of the composition does not allow the formation of intense contact of the stone with the bounding surfaces and provides high tightness in the annular space in the presence of a mud filter cake, which, together with contraction, can lead to fluid manifestations or inter-reservoir flows. In the process of contraction and the development of vacuum, the mud mud cake is dehydrated, shrinkage and cracking are formed, but there is no possibility of compensating for changes in its properties due to the absence of sealing action from the hardening stone without expansion of the grouting stone. In addition, as a result of contraction rarefaction and a decrease in pressure in the cementing interval, the likelihood of penetration of the formation fluid (gas) into the annulus increases with further migration to the overlying (underlying) permeable formations or to the wellhead.

При создании изобретения решалась задача повышения качества крепления обсадных колонн в интервале продуктивных пластов с умеренными температурами в диапазоне от 50 до 100°C.When creating the invention, the problem was solved of improving the quality of fastening of casing strings in the interval of productive formations with moderate temperatures in the range from 50 to 100 ° C.

Техническим результатом изобретения является повышение изолирующей способности тампонажного раствора на основе расширяющегося тампонажного состава за счет его расширения при твердении в камень и одновременного снижения контракции.The technical result of the invention is to increase the insulating ability of grouting mortar based on expanding grouting composition due to its expansion during hardening into stone and at the same time reducing contraction.

Решение поставленной задачи и технического результата достигается тем, что расширяющийся тампонажный состав включает тампонажный цемент, тонкодисперсную неорганическую добавку, гидроксиэтилцеллюлозу, хлористый натрий (NaCl) или хлористый калий (KCl) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The solution of the problem and the technical result is achieved by the fact that the expanding grouting composition includes grouting cement, a finely divided inorganic additive, hydroxyethyl cellulose, sodium chloride (NaCl) or potassium chloride (KCl) and water in the following ratio of components, parts by weight:

Тампонажный цементGrouting cement 75,0-85,075.0-85.0 Тонкодисперсная неорганическая добавкаFine Inorganic Additive 15,0-25,015.0-25.0 ГидроксиэтилцеллюлозаHydroxyethyl cellulose 0,3-0,60.3-0.6 Хлористый натрий или хлористый калийSodium Chloride or Potassium Chloride 5,0-10,05.0-10.0 ВодаWater 37,4-47,737.4-47.7

В качестве тонкодисперсной неорганической добавки расширяющийся тампонажный состав содержит мел природный технический дисперсный (МТД-2), или кварц молотый пылевидный (Кварц Б), или заполнитель кремнеземистый тонкомолотый (КРТЗ).As a finely divided inorganic additive, the expanding grouting composition contains natural technical dispersed chalk (MTD-2), or powdered silica quartz (Quartz B), or finely siliceous aggregate (KRTZ).

В качестве гидроксиэтилцеллюлозы расширяющийся тампонажный состав содержит неионогенные марки гидроксиэтилцеллюлозы типа Натросол 250 GXR, или Натросол 250 MX, или Натросол 250 EXR.As hydroxyethyl cellulose, the expanding grouting composition contains nonionic grades of hydroxyethyl cellulose such as Natrosol 250 GXR, or Natrosol 250 MX, or Natrosol 250 EXR.

В качестве тонкодисперсной неорганической добавки использовались: мел природный технический дисперсный по ТУ 5743-008-05120542-96, представляющий собой порошкообразный продукт белого цвета, получаемый путем дробления, сушки, тонкого помола природного карбоната кальция; кварц молотый пылевидный по ГОСТ 9077-82, представляющий собой твердый природный материал светло-серого цвета высокой степени дисперсности; заполнитель кремнеземистый тонкомолотый по ТУ 5712-046-00187085-2006, представляющий собой порошкообразный продукт светло-коричневого цвета, получаемый путем тонкого помола природного кремнезема.The following were used as finely dispersed inorganic additives: natural technical dispersed chalk according to TU 5743-008-05120542-96, which is a white powdery product obtained by crushing, drying, and fine grinding of natural calcium carbonate; powdered quartz according to GOST 9077-82, which is a solid natural material of light gray color with a high degree of dispersion; fine silica aggregate according to TU 5712-046-00187085-2006, which is a light brown powdery product obtained by fine grinding of natural silica.

В качестве гидроксиэтилцеллюлозы применялись неионогенные марки гидроксиэтилцеллюлозы типа Натросол 250 GXR, Натросол 250 MX, Натросол 250 EXR по ТУ 2231-001-21095737-2005, представляющие собой гранулированные порошки, которые быстро растворяются в воде, образуя растворы различной вязкости. Типичная вязкость по Брукфилду 2% водных растворов добавок при 25°C составляет: 50-105 мПа·с для Натросол 250 EXR, 250-450 мПас для Натросол 250 GXR, 4500-6500 мПас для Натросол 250 MX.As hydroxyethyl cellulose, nonionic grades of hydroxyethyl cellulose of the type Natrosol 250 GXR, Natrosol 250 MX, Natrosol 250 EXR according to TU 2231-001-21095737-2005, which are granular powders that quickly dissolve in water, forming solutions of various viscosities, were used. The typical Brookfield viscosity of 2% aqueous solutions of additives at 25 ° C is: 50-105 mPa · s for Natrosol 250 EXR, 250-450 mPas for Natrosol 250 GXR, 4500-6500 mPas for Natrosol 250 MX.

Использовался хлорид натрия по ГОСТ 4233-77 или хлорид калия по ГОСТ 4568-95.Sodium chloride according to GOST 4233-77 or potassium chloride according to GOST 4568-95 was used.

Определение основных свойств тампонажного раствора и камня проводили при температуре (75±3)°C в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний». Плотность тампонажного раствора определяли пикнометром, растекае-мость формой-конусом, водоотделение - в двух цилиндрах объемом 250 мл, предел прочности камня на изгиб и сжатие - на испытательной машине для определения прочности на изгиб/сжатие модель L11V2 №07003613 (Италия, фирма «Controls s.r.L»), контракцию, расширение и усадку тампонажного раствора при твердении в камень - на приборе модель 4268 ES (США, фирма «Chandler Engineering»).The basic properties of grouting mortar and stone were determined at a temperature of (75 ± 3) ° C in accordance with GOST 26798.1-96 “Cement grouting. Test Methods. " The density of the cement slurry was determined by a pycnometer, flowability by a cone shape, water separation in two cylinders with a volume of 250 ml, the tensile strength of the stone in bending and compression — on a testing machine for determining the bending / compression strength model L11V2 No. 07003613 (Italy, Controls company srL "), contraction, expansion and shrinkage of cement slurry during hardening into stone - on the device model 4268 ES (USA, Chandler Engineering).

Расширяющийся тампонажный состав готовили следующим образом. Хлорид натрия или хлорид калия и гидроксиэтилцеллюлоза растворялись в воде при перемешивании на магнитной мешалке ММ-5 до полного растворения. Сухая смесь готовилась путем ручного перемешивания тампонажного цемента и тонкодисперсной неорганической добавки в заданных соотношениях. Затем на водном растворе реагентов производилось затворение сухой смеси в смесителе лабораторном СЛ-1 согласно ГОСТ 26798.1-96. После этого замерялись параметры раствора и определялись свойства сформированного камня.Expanding grouting composition was prepared as follows. Sodium chloride or potassium chloride and hydroxyethyl cellulose were dissolved in water with stirring on an MM-5 magnetic stirrer until completely dissolved. The dry mixture was prepared by manually mixing the cement and finely divided inorganic additives in predetermined proportions. Then, in an aqueous solution of reagents, the dry mixture was mixed in a laboratory mixer SL-1 according to GOST 26798.1-96. After that, the parameters of the solution were measured and the properties of the formed stone were determined.

Раствор прототипа также приготовлен в лабораторных условиях и замерены его параметры.The prototype solution is also prepared in laboratory conditions and its parameters are measured.

Пример. Для приготовления расширяющегося тампонажного состава (таблица, состав 9) необходимо взять 427 г воды, 70 г NaCl, 3 г Натросол 250 GXR, затем приготовить сухую смесь из 800 г тампонажного портландцемента и 200 г МТД-2. Затворенный состав перемешивают три минуты и определяют плотность, растекаемость, водоотделение. Раствор заливают в формы для определения прочности камня при изгибе, сжатии и в ячейку прибора 4268 ES для определения контракции, расширения и усадки при температуре (75±3)°C.Example. To prepare an expanding grouting composition (table, composition 9) it is necessary to take 427 g of water, 70 g of NaCl, 3 g of Natrosol 250 GXR, then prepare a dry mixture of 800 g of grouting Portland cement and 200 g of MTD-2. The closed composition is mixed for three minutes and determine the density, spreadability, water separation. The solution is poured into molds to determine the strength of the stone in bending, compression and in the cell of the 4268 ES device for determining contraction, expansion and shrinkage at a temperature of (75 ± 3) ° C.

Приготовленный состав имеет плотность 1,93 г/см3, растекаемость 189 мм, водоотделение 0,0 мл, прочность камня при изгибе 6,5 МПа, прочность камня при сжатии 33,2 МПа, расширение камня 1,26%, контракцию раствора при твердении в камень - 2,0The prepared composition has a density of 1.93 g / cm 3 , spreadability of 189 mm, water separation of 0.0 ml, the strength of the stone in bending 6.5 MPa, the strength of the stone under compression of 33.2 MPa, the expansion of the stone 1.26%, contraction of the solution at hardening in stone - 2.0

Примеры приготовления и испытания остальных составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному.Examples of preparation and testing of the remaining compositions shown in the table are similar to the above.

Для выявления отличительных признаков и положительного эффекта изменяли массовые соотношения ингредиентов.To identify the distinguishing features and positive effect, the mass ratios of the ingredients were changed.

Совокупность тампонажного цемента, гидроксиэтилцеллюлозы, хлористого натрия или хлористого калия, тонкодисперсной неорганической добавки и воды в результате проявления синергетического эффекта придает тампонажному составу новое свойство - сочетание расширяющейся способности и низкой контракции при твердении в камень.The combination of grouting cement, hydroxyethyl cellulose, sodium chloride or potassium chloride, a finely divided inorganic additive and water as a result of the manifestation of a synergistic effect gives the grouting composition a new property - a combination of expanding ability and low contraction during stone setting.

Как видно из таблицы, заявляемый расширяющийся тампонажный состав с оптимальным соотношением компонентов превосходит известные из уровня техники аналоги, а именно, характеризуется расширяющейся способностью и низкой контракцией при твердении в камень.As can be seen from the table, the inventive expanding grouting composition with an optimal ratio of components exceeds the analogues known from the prior art, namely, it is characterized by expanding ability and low contraction during hardening to stone.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (3)

1. Расширяющийся тампонажный состав, включающий тампонажный цемент, тонкодисперсную неорганическую добавку, гидроксиэтилцеллюлозу, хлористый натрий или хлористый калий и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Тампонажный цемент 75,0-85,0 Тонкодисперсная неорганическая добавка 15,0-25,0 Гидроксиэтилцеллюлоза 0,3-0,6 Хлористый натрий или хлористый калий 5,0-10,0 Вода 45,0-55,0
1. An expanding grouting composition, including grouting cement, a finely divided inorganic additive, hydroxyethyl cellulose, sodium chloride or potassium chloride and water in the following ratio, wt.h .:
Grouting cement 75.0-85.0 Fine Inorganic Additive 15.0-25.0 Hydroxyethyl cellulose 0.3-0.6 Sodium Chloride or Potassium Chloride 5.0-10.0 Water 45.0-55.0
2. Расширяющийся тампонажный состав по п.1 содержит в качестве тонкодисперсной неорганической добавки мел природный технический дисперсный, или кварц молотый пылевидный, или заполнитель кремнеземистый тонкомолотый.2. The expanding grouting composition according to claim 1 contains, as a finely dispersed inorganic additive, natural technical dispersed chalk, or powdered silica, or fine-silica aggregate. 3. Расширяющийся тампонажный состав по п.1 содержит неионогенные марки гидроксиэтилцеллюлозы типа Натросол 250 GXR, или Натросол 250 MX, или Натросол 250 EXR. 3. The expanding grouting composition according to claim 1 contains nonionic grades of hydroxyethyl cellulose such as Natrosol 250 GXR, or Natrosol 250 MX, or Natrosol 250 EXR.
RU2012131074/03A 2012-07-19 2012-07-19 Expanding plugging composition RU2504568C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131074/03A RU2504568C1 (en) 2012-07-19 2012-07-19 Expanding plugging composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012131074/03A RU2504568C1 (en) 2012-07-19 2012-07-19 Expanding plugging composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2504568C1 true RU2504568C1 (en) 2014-01-20

Family

ID=49947983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012131074/03A RU2504568C1 (en) 2012-07-19 2012-07-19 Expanding plugging composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2504568C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642897C1 (en) * 2016-10-27 2018-01-29 Публичное акционерное общество "Газпром" Light-weight grouting mixture
RU2717854C1 (en) * 2019-12-16 2020-03-26 Публичное акционерное общество "Газпром" Weighted grouting mortar

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1832149C (en) * 1991-02-04 1993-08-07 Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья Plugging liquid
EP1375819A1 (en) * 2002-06-13 2004-01-02 Halliburton Energy Services, Inc. Cementing subterranean zones
RU2235857C1 (en) * 2003-02-04 2004-09-10 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Backfilling material
RU2256775C1 (en) * 2003-11-03 2005-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Oil-well mix for gently sloping and horizontal well stabilizing
RU2306327C1 (en) * 2006-05-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Grouting mortar for cementing gas-oil wells
RU2385894C1 (en) * 2008-10-13 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3
WO2011015493A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for continuously removing pollutants and/or contaminants from drinking and/or process water
WO2012013929A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Halliburton Energy Services, Inc. A cement composition containing a substituted ethoxylated phenol surfactant for use in an oil-contaminated well

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1832149C (en) * 1991-02-04 1993-08-07 Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья Plugging liquid
EP1375819A1 (en) * 2002-06-13 2004-01-02 Halliburton Energy Services, Inc. Cementing subterranean zones
RU2235857C1 (en) * 2003-02-04 2004-09-10 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Backfilling material
RU2256775C1 (en) * 2003-11-03 2005-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Oil-well mix for gently sloping and horizontal well stabilizing
RU2306327C1 (en) * 2006-05-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Grouting mortar for cementing gas-oil wells
RU2385894C1 (en) * 2008-10-13 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3
WO2011015493A1 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for continuously removing pollutants and/or contaminants from drinking and/or process water
WO2012013929A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Halliburton Energy Services, Inc. A cement composition containing a substituted ethoxylated phenol surfactant for use in an oil-contaminated well

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642897C1 (en) * 2016-10-27 2018-01-29 Публичное акционерное общество "Газпром" Light-weight grouting mixture
RU2717854C1 (en) * 2019-12-16 2020-03-26 Публичное акционерное общество "Газпром" Weighted grouting mortar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2835556C (en) Settable compositions containing metakaolin having reduced portland cement content
RU2586517C2 (en) Slowly solidifying cement compositions containing pumice and related methods
US9458372B2 (en) Fluid loss control agents and compositions for cementing oil and gas wells comprising said fluid loss control agent
EP1213270A1 (en) Well cement fluid loss control additive
US7470321B2 (en) Cementing compositions and application thereof to cementing oil wells or the like
RU2553807C1 (en) Gas-blocking plugging material for cementing horizontal wells with small annular gaps
Benyounes et al. Effect of bentonite on the rheological behavior of cement grout in presence of superplasticizer
RU2470979C1 (en) Light-weight grouting mixture
RU2652040C1 (en) Low density grouting mortar
CN108675752A (en) A kind of high-strength high temperature resistant anti-erosion oil-well cement and preparation method thereof
RU2504568C1 (en) Expanding plugging composition
RU2471846C1 (en) Grouting mortar
RU2474603C2 (en) High-structure grouting mixture
RU2460755C2 (en) Plugging material for cementing casing string and method for its preparation
RU2322471C1 (en) Grouting mortar
RU2507380C1 (en) Low-density grouting mortar
RU2577047C1 (en) Dry construction mix
RU2808959C1 (en) Backfill compound
US2598675A (en) Low water-loss cement slurry and method of cementing a well therewith
RU2710862C1 (en) Composition for isolating water influx into well
RU2807721C1 (en) Cementing mixture
RU2151267C1 (en) Light grouting mortar
RU2259467C1 (en) Base of densified grouting mortar mainly used in fractured carbonate reservoirs
RU2524771C1 (en) Lightened sulphur-bearing grouting mortar
RU2707837C1 (en) Grouting mortar

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20180716