Способ замедления схватывания тампонажных цементных растворов

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ при повышенных температурах и высоких технических показателях цементного камня. За счет чего Задача решается за счет того, что в качестве добавки используют расширяющие добавки нового реагента вещества (НРВ),представляющего собой негорючий порошок белого(серого) цвета,обладающего щелочными свойствами, содержащий 78-80 СаО. Технический результат Технический результат состоит в том, что новый реагент вещество (НРВ) взятый в количестве от 7 до 30 отвеса цемента,является эффективным замедлителем схватывания тампонажных цементных растворов при повышенных температурах. При этом полученный цементный камень обладает высокими техническими данными, а именно линейное расширение цементного камня через 24 часа твердения при 75 С при добавке 15-20 НРВ достигает 19,3, предел прочности при изгибе 5,82 мПа, при сжатии 9,9 мПа, а прочность контакта ограничивающей поверхности составляет 1,81 мПа.(72) Ягудеев Темрболат Абдрахманович Алиев Нысаналы Ужетбаевич Ягудеев Рахметолла Шамарданович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного веденияКазахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ЗАМЕДЛЕНИЯ СХВАТЫВАНИЯ ТАМПОНАЖНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ(57) Область применения Изобретение относится к способам замедления схватывания тампонажных цементных растворов введением добавок для регулирования сроков их схватывания и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности при цементировании и креплении скважин. Задача Задачей изобретения является обеспечение эффективного замедления схватывания Изобретение относится к способам замедления схватывания тампонажных цементных растворов введением добавок для регулирования сроков их схватывания и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности при цементировании и креплении скважин. Известен способ Данюшевский и др. Справочное руководство по тампонажным растворам. М Недра, 1973, с.132-133, Шадрин Л.Н. Добавки к тампонажным растворам, М. ВНИНОЭНГ, 1970, с.92-120 замедления сроков схватывания тампонажных цементных растворов путм введения в состав растворов различных добавок таких, как конденсированная сульфитспиртовая барда, карбоксиметил-целлюлоза и винная кислота. Однако конденсированная сульфит-спиртовая барда сильно вспенивает растворы,а карбоксиметил-целлюлоза вызывает снижение механической прочности цементного камня. Наиболее близким к предлагаемому является способ Предпатент 17380 РК Опубликовано 15.05.2006, Бюлл 5. МПК Е 21 В 33/138 замедления схватывания тампонажных цементных растворов путм введения в качестве добавки эфирокислот, полученных окислением жидких порафинов. Недостатком этих эфирокислот является непостоянство замедляющих свойств и высокая стоимость. Задачей изобретения является обеспечение эффективного замедления схватывания при повышенных температурах и высоких технических показателях цементного камня (таблица 1). Линейное расширение через 24 ч твердения,Технические показатели цементного камня Задача решается за счет того, что в качестве добавки используют расширяющие добавки нового реагента вещества (НРВ), представляющего собой негорючий порошок белого(серого) цвета,обладающего щелочными свойствами, содержащий 78-80 , 2 - 10-15,- 2, Н 2 О - 4. Расширяющаяся добавка НРВ представляет собой порошок чаще всего белого или серого цвета,пылящий,негорючий,взрывобезопасный,обладающий щелочными свойствами (рН 12,5) Оптимальное соотношение компонентов в смеси зависит от температуры в забое скважины, качества стандартного портландцемента и колеблется от 78 до 25-30 НРВ. Приготовление тампонажного раствора осуществляется непосредственно на буровой путем сухого перемешивания стандартного тампонажного портландцемента и расширяющей добавки НРВ при перетаривании через цементосмесительные машины. Основными критериями при выборе соотношения компонентов и разработке рецептуры расширяющегося тампонажного раствора являются прочность контакта цементного камня с ограничивающей поверхностью, а также линейное расширение тампонажного раствора и предела прочности цементного камня. Технические свойства камня через 48 (24) ч. твердения МПа Предел прочности при Прочность контакта изгибе (сжатии) ограничивающей поверхностью 0,76 Физико-механические свойства расширяющейся добавки НРВ следующее- сроки схватывания начало - не ранее 25 мин.,конец - не позднее 2-х часов- разбиваемое давление через 24 часа после затворения - не менее 20 МПА, через 48 часов после затворения - не менее 80 Мпа- водопотребность,- 30-33. Экспериментально доказано интенсифицирующие действия фтористого натрия в процессе твердения тампонажных растворов на основе системы Са(ОН)2 - 2 - 2. При изучении механизма интенсифицирующего действия фтористого натрия на процесс твердения выяснилось, что связывание гидроокиси кальция и образование хорошо закристаллизованных разновидностей гидросиликатов происходит быстрее. В образцах оптимального состава физическими методами структурного анализа установлена закономерность фазовых переходов гидросиликатов кальция. Продуктами затвердевания облегченных известковокремнеземистых растворов оказались,преимущественно, гидросиликаты кальция с основностью около единицы. К ним относится(Фиг.1). Фиг.1 -Микрофотография кристаллов ксонотлита Применение расширяющихся добавок при производстве тампонажных растворов на скважинах позволит не только полностью исключить возникновение заколонных межпластовых перетоков, но и значительно повысить качество сцепления цементного камня с обсадной колонной.- Технический результат приведен в таблице 1. Как видно из таблицы 1, НРВ, взятый в количестве от 7 до 30 отвеса цемента, является эффективным замедлителем схватывания тампонажных цементных растворов при повышенных температурах. При этом полученный цементный камень обладает высокими техническими данными,а именно линейное расширение цементного камня через 24 часа твердения при 75 С при добавке 1520 НРВ достигает 19,3, предел прочности при изгибе 5,82 мПа, при сжатии 9,9 мПа, а прочность контакта ограничивающей поверхности составляет 1,81 мПа. Способ получения - пример. Берут 200 г шлакопортландцемента и в 100 мл воды добавляют 30 г (15) НРВ (новое реагентное вещество). Приготовленный цементный раствор в дальнейшем подвергают различным испытаниям при 75 С и атмосферном давлении, при этом обнаруживают замедление схватывания цементного раствора. В результате сравнения такого раствора с цементным раствором без добавок НРВ отмечено увеличение начала схватывания с 2 ч 15 мин до 18 ч 25 мин. При этом растекаемость по конусу АзНИН увеличивается с 17 до 22,4 см. Формы с образцами из смесей тампонажных для низких и нормальных температур помещают в шкаф воздушно-влажного хранения. Через (24/-1)ч с момента изготовления образцы вынимают из шкафа,осторожно расформовывают, маркируют и помещают в ванну с водой, температура которой (20 /-2)С, где хранят до проведения испытаний. Образцы из смесей тампонажных, для которых установлен срок испытаний 1 сут, охлаждают в ванне с водой при температуре (20 /-2)С в течение 1 ч 30 мин. Не позднее чем через 30 мин и проводят испытания. Непосредственно перед испытанием с поверхности образцов удаляют капли воды. Линейное расширение образцов-балочек проводят после проведения испытаний прочности образцов-балочек при изгибе. Линейное расширение тампонажных растворов в процессе твердения определяют по следующей методике. Полученные после проведения испытания прочности при изгибе половинки образцов-балочек измеряют в середине штангенциркулем по высоте с точностью до 0.1 мм. Расчт линейного расширения в процентах производят по формуле Р(1-Н) Н 100,где Н- высота формы, мм Н 1-высота балочки после 24 часов выдержки в водяной бане при температуре 75 С и атмосферном давлении, мм. Рвеличина линейного расширения, . За величину линейного расширения принимают среднеарифметическое значение величин линейного расширения шести половинок образцов-балочек. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ замедления схватывания тампонажных цементных растворов путм введения добавки,отличающийся тем, что при повышенных температурах, в качестве добавки используют новое реактивное вещество состава 70-80 СаО, 10-12 О 2, 2-3 , 4-6 Н 2 О, от 7 до 30 от веса цемента.