ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2036298
ТАМПОНАЖНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Имя изобретателя: Борцов В.П.; Негомедзянов В.Р.; Вертопрахова Л.А.; Кошелев А.Т.; Денисов В.С.; Добрянский В.Г.
Имя патентообладателя: Западно-Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1992.12.08
Использование: строительство
скважин на нефть и газ. Сущность:
тампонажная композиция содержит
портландцемент и вскрышную породу
месторождения асбеста. Вскрышную породу
месторождения асбеста используют в
количестве от 4,76 до 9,09% от массы тампонажной
композиции.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
нефтегазодобывающей промышленности, а
именно к тампонажным материалам для
крепления скважин.
Известна тампонажная композиция,
включающая тампонажный портландцемент и
асбестовое волокно [1]
Однако добавка асбестового волокна
более 1,5% от массы цемента приводит к
невозможности использования композиции
для крепления скважин из-за резкого
загустевания приготавливаемого раствора.
Наиболее близким к изобретению техническим
решением является тампонажная композиция,
включающая тампонажный портландцемент,
коротковолокнистый асбест и декстрин при
определенном соотношении компонентов [2]
Использование такой композиции повышает
прочность сцепления цементного камня.
Недостатком известной композиции является
ее многокомпонентность, усложняющая
технологию получения в условиях буровой
гомогенной смеси из-за отсутствия
специальных дозирующих устройств. Кроме
того, данная композиция не обеспечивает
повышенного сцепления цементного камня
вследствие специфического строения
асбеста и вводимой добавки.
Сущность изобретения заключается в
повышении технологичности при
одновременном снижении хрупкости,
увеличении сцепления камня и сопротивления
фильтрации, что достигается введением в
технологический процесс производства
цемента на заводе вскрышной породы,
получаемой при разработке асбестовых
месторождений. Вскрышная порода подается в
помольные мельницы одновременно с
компонентами получаемого цемента и
проводится их совместный помол.
Вскрышная порода в процессе производства
асбеста образуется в больших количествах и
вывозится в отвалы, применяется как обычная
щебенка в строительстве. Вскрышная порода
представляет собой раздробленную руду серо-зеленого
цвета различной фракции. Химический состав
породы, MgO 38,4; SiO2 38,2; Al2O3 2,2;
Fe2O3 7,1; CaO 3,0. ППП-12,3. По
минералогическому составу порода содержит
около 1% свободного волокна хризотил-асбеста,
14% скрытого, порядка 70% других гидратных
силикатов магния (серпентин, тальк), 13%
минералов, содержащих магний и кремнезем,
около 2% аморфного кремнезема. В результате
помола породы с компонентами цемента вся
масса трансформируется в микродисперсную
структуру, поэтому асбест, содержащийся в
породе, теряет свой армирующий эффект.
Проведенные исследования показали, что
введение силикатов магния в портландцемент
повышает эксплуатационные качества
тампонажной композиции. Особенно
эффективно они проявляют свои
положительные свойства в
тонкоизмельченном состоянии. В результате
совместного помола породы с компонентами
цемента образуется тампонажная композиция,
содержащая добавку силикатов магния в
микродисперсном состоянии. Поэтому при
образовании камня проявляется эффект
микронаполнителя, который сводится к тому,
что высокодисперсные наполнители
формируют в водоцементной системе
дополнительные центры кристаллизации
подложки. В этом заключается химический
фактор [3] С другой стороны, введение
микродисперсного наполнителя с повышенной
удельной поверхностью, а значит и свободной
поверхностной энергией (физический фактор),
приводит к более активному взаимодействию
с гидратными новообразованиями, повышению
сцепления между ними. Все это в целом
содействует ускорению твердения, повышению
прочности и сопротивлению фильтрации воды
через цементный камень [4] Введение
микродисперсного наполнителя вызывает
структурные изменения капиллярной и общей
пористости в затвердевшей цементной пасте
и сопровождается резким уменьшением их
размеров и общего количества, что приводит
к снижению фильтрации воды через
затвердевший камень [5] т.е. повышению
сопротивления фильтрации флюидов при
разобщении пластов. Получаемый из
тампонажной композиции цементный раствор
при водоцементном отношении 0,5 хорошо
прокачивается, имеет высокую консистенцию,
проявляет тиксотропность и не
расслаивается в статическом состоянии,
имеет пониженный водоотстой.
Добавки, содержащие тальк, серпентин в
тонкодисперсном состоянии повышают
прилипаемость цементного камня (адгезия) к
гладким поверхностям, придают ему
гидрофобность и довольно высокую
химическую стойкость [6] Согласно расчетам
при добавке к цементу 8-10% породы в
тампонажной композиции будет 1,5-1,7%
микродисперсного асбеста, 6-8% магниевых
силикатов (тальк, серпентин, который
является аналогом талька).
Физико-механические свойства камня из
тампонажной композиции определяли
согласно действующим нормативным
документам. Композицию готовили в ПО "Сухоложскцемент"
в порядке выпуска опытной партии путем
совместного помола компонентов цемента и
добавки вскрышной породы, поставляемой с
предприятий комбината "Ураласбест".
Полученную композицию затворяли на
технической воде, перемешивали раствор и
заливали в камеру специального стенда, в
котором в течение суток формировали
образец камня в условиях, близких к
скважинным. Затем определяли хрупкость
камня, сцепление его и сопротивление
фильтрации. Параллельно готовили и
испытывали известную тампонажную
композицию.
Пример 1. Определяют влияние добавки
вскрышной породы на свойства камня,
формируемого из предлагаемой композиции.
Для этого 1000 г полученной в опытно-промышленных
условиях композиции затворяют на 500 г
технической воды и перемешивают раствор.
Заливают его в камеру стенда и формируют 1
сут образец камня при 75оС и 40 МПа.
Затем определяют свойства камня.
Пример 2. Определяют свойства камня из
композиции по прототипу. Для этого 1000 г
цемента перемешивают в сухом виде с 15,2 г
хризотил-асбеста и 5 г декстрина. После
получения равномерной смеси ее затворяют
на 500 г технической воды, перемешивают
раствор и заливают в камеру стенда. После
твердения образца в течение 1 сут при 75оС
и 40 МПа определяют свойства камня.
Результаты всех испытаний приведены в
таблице.
Как видно из таблицы, использование в
процессе производства цемента добавки в
виде вскрышной породы, получаемой при
разработке месторождений асбеста, улучшает
свойства цементного камня. Предлагаемая
тампонажная композиция полностью
производится на заводе, а равномерное
перемешивание компонентов обеспечивается
при их совместном помоле в мельницах.
Изобретение реализуют следующим образом.
На цементном заводе готовят композицию и
поставляют ее на буровые предприятия. При
цементировании скважины затворением
композиции на технической воде получают
раствор и закачивают его в скважину.
Использование предлагаемой композиции
позволяет исключить затраты ручного труда,
так как композиция выпускается на заводе в
полностью готовом для применения виде.
Кроме того, улучшается качество разобщения
вскрытых скважиной пластов вследствие
формирования из композиции
высококачественного цементного камня.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТАМПОНАЖНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая
портландцемент и добавку, отличающаяся тем,
что в качестве добавки она содержит
вскрышную породу месторождения асбеста при
следующем соотношении ингредиентов, мас.
-
Портландцемент 90,91 95,24
-
Вскрышная порода месторождения асбеста 4,76
9,09
Версия для печати
Дата публикации 12.05.2007гг
вверх
|
