RU2681716C1 - Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин - Google Patents
Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681716C1 RU2681716C1 RU2018104387A RU2018104387A RU2681716C1 RU 2681716 C1 RU2681716 C1 RU 2681716C1 RU 2018104387 A RU2018104387 A RU 2018104387A RU 2018104387 A RU2018104387 A RU 2018104387A RU 2681716 C1 RU2681716 C1 RU 2681716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- water
- excess
- oil
- gas wells
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 10
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/02—Alcohols; Phenols; Ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
- C04B24/18—Lignin sulfonic acid or derivatives thereof, e.g. sulfite lye
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин. Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, в качестве адгезионной добавки содержит клей Силор-Ультра Т, в качестве понизителя водоотдачи водорастворимый эфир целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза, в качестве пластификатора лигносульфонат, в качестве пеногасителя трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс. %: - портландцемент – 100, указанная адгезионная добавка - 1,0-2,0 сверх 100, указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100, указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100, трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100, вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38. Технический результат - повышение ударостойкости и адгезионных свойств цементного камня. 1 табл.
Description
Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.
Известен тампонажный раствор, содержащий тампонажный цемент, микрокремнезем и воду (см. пат. RU 2057250, МПК 7 Е21В 33/138, 27.03.1996) [1], данный тампонажный раствор предназначен для цементирования газонефтяных скважин с температурой выше 110°С, его недостатком является низкая сопротивляемость получаемого цементного камня к ударным нагрузкам.
Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технологической сущности является тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий, масс. %: портландцемент - 100, и сверх 100 пенетрирующая добавка 3, водорастворимый эфир целлюлозы 0,03 - 0,1, пластификатор - лигносульфонат 0,3-0,7, трибутилфосфат - 0,01-1,0, вода до водоцементного отношения 0,38-0,42 (см. пат. RU 2542013, С1, 20.02.2015,6 с. ) [2].
Недостатком этого раствора является недостаточно высокая адгезия получаемого цементного камня к ограничивающей поверхности.
Задачей изобретения является разработка технологичного, тампонажного раствора, цементный камень которого обладает повышенной устойчивостью к ударным нагрузкам и высокой адгезией к ограничивающим поверхностям.
Поставленная задача достигается введением в тампонажный цемент добавок.
Сущность изобретения заключается в том, что тампонажный раствор включает портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки он содержит адгезионный клей Силор-Ультра Т (выпускаемый по ТУ 5772-001-90679544 - 2013), при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- портландцемент - 100
- указанная адгезионная добавка -1,0-2,0 сверх 100
- указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100
- указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100
- трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100
вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38.
Из патентной и научно-технической литературы нам не известны тампонажные материалы, содержащие совокупность указанных выше компонентов в предложенном качественном соотношении, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.
Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что входящие в состав тампонажного раствора компоненты в указанных количествах в совокупности повышают прочность цементного камня, улучшают его адгезионные характеристики, повышают сопротивление ударным нагрузкам.
Указанная адгезионная добавка заполняет пустоты кристаллической структуры гидратируемого цемента, перекрывает мелкие каналы и капилляры тампонажного камня. При этом улучшается структура тампонажного материала между порами, вследствие чего повышаются ударостойкость цементного камня и его адгезионные свойства.
Эфиры целлюлозы при растворении распадаются в воде на крупные молекулы, которые покрывают частички цементного раствора (адсорбируются на них) и создают вокруг последних защитные слои. При этом повышается гидрофильность цементных частиц и агрегативная устойчивость системы. Макромолекулы таких реагентов, а также слои, образуемые ими на элементарных кристалликах цементного раствора, способствуют увеличению плотности фильтрационных корок, в результате чего снижается водоотделение цементных растворов.
Пластификатор лигносульфонат позволяет получить необходимую растекаемость и подвижность раствора, а трибутилфосфат - гасит пену.
Из существующего уровня техники нам не известно, что данная композиция в тампонажном растворе обеспечивает в совокупности указанные выше свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Тампонажный раствор готовят следующим образом. Приготавливают сухую смесь в заданном количественном соотношении из тампонажного цемента, лигносульфоната и эфира целлюлозы. Адгезионный клей Силор-Ультра Т (ТУ 5772-001-90679544 - 2013, дата публикации 25.10.2013 г.) представляет собой двухкомпонентный состав на полиуретановой основе [3]: 1-й компонент - жидкость темно-коричневого цвета, 2-й компонент - жидкость светло-бежевого цвета, указанные компоненты смешиваются соответственно в соотношении 2:1, после этого адгезионный клей Силор-Ультра Т и трибутилфосфат добавляют в процессе затворения смеси в жидкость затворения.
Тампонажно-технологические свойства полученного тампонажного раствора представлены в таблице.
Как видно из таблицы тампонажный раствор позволяет достичь поставленной цели: цементный камень обладает более высокими по сравнению с аналогами стойкостью к ударным нагрузкам и адгезией к ограничивающим поверхностям
Данный тампонажный раствор был испытан при креплении двух эксплуатационных нефтяных скважин на Покачевском месторождении Западной Сибири.
Пример применения тампонажного раствора.
Для цементирования одной эксплуатационной колонны на Покачевском месторождении (интервал цементирования 300 м), на базе цеха крепления скважин предварительно была приготовлена сухая тампонажная смесь, в составе:
- портландцемент - 12000 кг (100%);
- указанный понизитель водоотдачи - 12,0 кг (0,1% сверх 100%);
- указанный пластификатор - 12 кг (0,1% сверх 100%).
При водоцементном отношении 0,38 было произведено затворение смеси, адгезионный клей Силор-Ультра Т - 120 кг (1,0% сверх 100%) добавлялся в приготовленный тампонажный раствор в осреднительную емкость, трибутилфосфат - 12 кг (0,1% сверх 100%) добавлялся в раствор при затворении цемента.
После ожидания затвердевания цемента проводились стандартные геофизические исследования на предмет определения качества крепления в контактных зонах цементный камень - горная порода и цементный камень - стенки колонны, высота подъема тампонажного раствора и его однородность по плотности.
Результаты исследований положительные.
Применение предложенного тампонажного раствора позволит повысить прочность контакта цемента с колонной и породой, качество разобщения пластов.
Источники информации:
1. П. RU 2057250, МПК 7 Е21В 33/138, 27.03.1996
2. П. RU 2542013, С1, 20.02.2015, 6 с.
3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://silor-sprut.ru/index/silor_ultra_t/0-17
Примечание:
* - сопротивляемость цементного камня ударным нагрузкам характеризуется удельной работой, затрачиваемой на его разрушение. Стойкость к ударным воздействиям определяли при помощи копра, разработанного в соответствии с требованиями ГОСТ 30353-95 «Полы. Метод испытания на стойкость к ударным воздействиям».
Claims (7)
- Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин, содержащий портландцемент, адгезионную добавку, понизитель водоотдачи, пеногаситель и воду, отличающийся тем, что в качестве адгезионной добавки он содержит клей Силор-Ультра Т, в качестве понизителя водоотдачи водорастворимый эфир целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза, в качестве пластификатора лигносульфонат, в качестве пеногасителя трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- - портландцемент-100
- - указанная адгезионная добавка -1,0-2,0 сверх 100
- - указанный понизитель водоотдачи - 0,01-0,1 сверх 100
- - указанный пластификатор - 0,05-0,15 сверх 100
- - трибутилфосфат - 0,05-0,1 сверх 100
- вода до водоцементного отношения - 0,36-0,38.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104387A RU2681716C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104387A RU2681716C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681716C1 true RU2681716C1 (ru) | 2019-03-12 |
Family
ID=65805728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104387A RU2681716C1 (ru) | 2018-02-05 | 2018-02-05 | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681716C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002006182A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Davco Construction Materials Pty Limited | Mortar composition and method |
| RU2306327C1 (ru) * | 2006-05-22 | 2007-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин |
| RU2458962C1 (ru) * | 2011-03-18 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Фиброармированный тампонажный материал для цементирования продуктивных интервалов, подверженных перфорации в процессе освоения скважин |
| RU2526461C2 (ru) * | 2008-06-16 | 2014-08-20 | Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх | Сополимерная примесная система для сохранения удобоукладываемости цементных композиции |
| RU2542013C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин |
-
2018
- 2018-02-05 RU RU2018104387A patent/RU2681716C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002006182A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Davco Construction Materials Pty Limited | Mortar composition and method |
| RU2306327C1 (ru) * | 2006-05-22 | 2007-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Тампонажный раствор для цементирования газонефтяных скважин |
| RU2526461C2 (ru) * | 2008-06-16 | 2014-08-20 | Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх | Сополимерная примесная система для сохранения удобоукладываемости цементных композиции |
| RU2458962C1 (ru) * | 2011-03-18 | 2012-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Фиброармированный тампонажный материал для цементирования продуктивных интервалов, подверженных перфорации в процессе освоения скважин |
| RU2542013C2 (ru) * | 2013-06-25 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6235809B1 (en) | Multi-functional additive for use in well cementing | |
| Gómez Soberón | Relationship between gas adsorption and the shrinkage and creep of recycled aggregate concrete | |
| RU2360940C1 (ru) | Расширяющийся тампонажный материал | |
| Biçer-şimşir et al. | Lime-based injection grouts for the conservation of architectural surfaces | |
| RU2470979C1 (ru) | Облегченная тампонажная смесь | |
| Tabatabaee Moradi et al. | Improvement of cement properties using a single multi-functional polymer | |
| RU2681716C1 (ru) | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин | |
| RU2398955C1 (ru) | Способ крепления скважины с использованием цементного раствора | |
| RU2542013C2 (ru) | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин | |
| RU2474603C2 (ru) | Высокоструктурированная тампонажная смесь | |
| RU2726695C1 (ru) | Тампонажная смесь | |
| RU2726754C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| RU2601878C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| Xin et al. | The effect of waterborne epoxy resin emulsion on the physical properties of oil well cement | |
| RU2507380C1 (ru) | Тампонажный раствор низкой плотности | |
| Kremieniewski et al. | Influence of bentonite addition on parameters of fresh and hardened cement slurry | |
| RU2323242C2 (ru) | Комплексный реагент для тампонажных растворов | |
| RU2386660C2 (ru) | Тампонажный раствор для цементирования нефтяных и газовых скважин | |
| RU2707837C1 (ru) | Тампонажный раствор | |
| RU2561426C1 (ru) | Состав для создания скважинного фильтра | |
| CN109517589B (zh) | 一种油气井固井干法固井低密度水泥浆及制备方法 | |
| Balabanov et al. | Modification of fine-grained polymer concrete with microsilica | |
| RU2255204C1 (ru) | Облегченный тампонажный раствор, тампонажный раствор для продуктивной зоны скважины и способ цементирования скважин | |
| RU2139985C1 (ru) | Тампонажный материал | |
| RU2491314C2 (ru) | Тампонажный раствор избирательного действия |