RU2504568C1 - Expanding plugging composition - Google Patents
Expanding plugging composition Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
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:
/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:
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.
Claims (3)
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)
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)
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 |
-
2012
- 2012-07-19 RU RU2012131074/03A patent/RU2504568C1/en active
Patent Citations (8)
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)
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 |