RU2468187C1 - Base of curable grouting mortar - Google Patents
Base of curable grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2468187C1 RU2468187C1 RU2011118907/03A RU2011118907A RU2468187C1 RU 2468187 C1 RU2468187 C1 RU 2468187C1 RU 2011118907/03 A RU2011118907/03 A RU 2011118907/03A RU 2011118907 A RU2011118907 A RU 2011118907A RU 2468187 C1 RU2468187 C1 RU 2468187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grouting
- curable
- clay
- grouting mortar
- base
- Prior art date
Links
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 25
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 11
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims description 7
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims description 6
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 6
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 8
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 5
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012042 active reagent Substances 0.000 description 1
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001595 contractor effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к основе отверждаемого тампонажного раствора, используемого для заполнения внутреннего объема открытого и обсаженного ствола скважины между ликвидационными мостами, тампонажными флюидоупорными покрышками и экранами в процессе ликвидации скважин, и может быть использовано при капитальном ремонте скважин при изоляции продуктивных горизонтов и длительной консервации скважин в пластах с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) и наличием в продукции агрессивных компонентов сероводорода и углекислого газа.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the basis of a curable grouting mortar, used to fill the internal volume of an open and cased wellbore between liquidation bridges, grouted fluid-resistant covers and screens in the process of well liquidation, and can be used for overhaul of wells when isolating productive horizons and long-term conservation of wells in formations with abnormally high reservoir pressure (AVPD) and the presence of aggressive com onentov hydrogen sulfide and carbon dioxide.
Основа отверждаемого тампонажного раствора, далее по тексту основа, применяемого для заполнения ствола, при ликвидации скважин должна обеспечивать высокую флюидоупорность при низкой газопроницаемости, отсутствие трещин и каналов, стойкость к сероводороду и плотность до 2,3-2,4 г/см3, что соответствует средней плотности пород во вскрытом горном разрезе, окружающих ствол скважины. При этом основа должна ограничивать процессы седиментационного осаждения и контракции в тампонажном растворе и придавать структурно-реологическим показателям необходимые свойства, по достаточной подвижности раствора в момент закачки его в ствол скважины и набора им в процессе отверждения необходимой прочности, обеспечивающей возможность замера высоты его подъема.The base of the curable grouting mortar, hereinafter referred to as the base used to fill the wellbore, must be provided with high fluid resistance at low gas permeability, the absence of cracks and channels, resistance to hydrogen sulfide and a density of up to 2.3-2.4 g / cm 3 when eliminating wells. corresponds to the average density of rocks in the open rock section surrounding the wellbore. At the same time, the basis should limit the processes of sedimentation deposition and contraction in the grout and give structural and rheological indicators the necessary properties for sufficient mobility of the solution at the time it is pumped into the wellbore and set in the curing process with the necessary strength, making it possible to measure its height.
Известен отверждающий глинистый раствор, включающий вяжущее и отвердитель (B.C.Данюшевский, изд. «Справочное руководство по тампонажным материалам» М., «Недра», 1987 г., стр.190-191).Known hardening clay mortar, including binder and hardener (B.C. Daniushevsky, ed. "Reference Guide to cementing materials" M., "Nedra", 1987, pp. 190-191).
В известном растворе в качестве вяжущего используют смолу ТС-10, а в качестве отвердителя - формалин, которые добавляют непосредственно в буровой раствор.In a known solution, TC-10 resin is used as a binder, and formalin is used as a hardener, which is added directly to the drilling fluid.
Недостатками указанного раствора являются:The disadvantages of this solution are:
- низкая плотность;- low density;
- небольшой температурный интервал применения;- small temperature range of use;
- недолговечность используемых компонентов состава.- the fragility of the used components of the composition.
Известна основа утяжеленного тампонажного раствора, включающая тампонажный портландцемент, регуляторы технологических свойств и утяжелители (см. описание к патенту RU №2259467 МПК Е21В 33/138, опубл. 27.08.2005). Кроме того, она дополнительно содержит кольматирующую добавку.Known base weighted grouting mortar, including grouting Portland cement, regulators of technological properties and weighting agents (see the description of patent RU №2259467 IPC ЕВВ 33/138, publ. 27.08.2005). In addition, it further comprises a colmatizing agent.
Недостатком известной основы утяжеленного тампонажного раствора является недостаточная седиментационная устойчивость тампонажного раствора при ее использовании.A disadvantage of the known base weighted grouting mortar is the insufficient sedimentation stability of grouting mortar when using it.
Известен утяжеленный тампонажный раствор, основа которого содержит тампонажный портландцемент и утяжелители (см. описание к патенту RU №2169252 МПК Е21В 33/138, опубл. 20.06.2001). Кроме того, он дополнительно содержит воду и пластификатор, в качестве которого используют стабилизатор ацетально-спиртовый а в качестве утяжелителя - железорудный концентрат.Known weighted grouting mortar, the base of which contains grouting Portland cement and weighting agents (see the description of patent RU No. 2169252 IPC ЕВВ 33/138, publ. 06/20/2001). In addition, it additionally contains water and a plasticizer, which is used as an acetal-alcohol stabilizer and iron ore concentrate as a weighting agent.
Недостатками известной основы является повышенное водоотделение утяжеленного тампонажного раствора при ее использовании, а также невысокая контракционная устойчивость, которая в период длительной работы тампонажного камня приводит к уменьшению несвязанной воды в системе, сопровождающемуся появлению каналов и, следовательно, к повышению газопроницаемости.The disadvantages of the known base is the increased water separation of the heavy grouting mortar when it is used, as well as low contractual stability, which during the long period of operation of the grouting stone leads to a decrease in unbound water in the system, accompanied by the appearance of channels and, therefore, to increase gas permeability.
Наиболее близким к предлагаемому решению по составу является основа утяжеленного тампонажного раствора, включающая тампонажный портландцемент, регуляторы технологических свойств и утяжеляющую добавку (см. описание к патенту RU №2194844 МПК Е21В 33/138, опубл. 20.12.2002). Кроме того, она дополнительно содержит понизитель водоотдачи тампонажного раствора - сульфоцелл, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ, реагенты замедлители - пластификаторы нитрилотриметиленфосфоновую кислоту НТФ, С-3, при этом утяжеляющая добавка Магбар - гомогенная смесь магнетита и барита, регулятор технологических свойств, содержит расширяющуюся добавку оксида магния MgO, оксида кальция СаО и гипс.Closest to the proposed solution for the composition is the basis of a heavier grouting mortar, including grouting Portland cement, process controllers and a weighting additive (see description of patent RU No. 2194844 IPC ЕВВ 33/138, publ. 20.12.2002). In addition, it additionally contains grout fluid loss reducer - sulfocell, CMC carboxymethyl cellulose, moderators reagents - plasticizers nitrilotrimethylene phosphonic acid NTF, C-3, while Magbar weighting additive - a homogeneous mixture of magnetite and barite, magnesium oxide increases the technological properties, it contains , calcium oxide CaO and gypsum.
Недостатками известной основы являются повышенная газопроницаемость тампонажного камня при ее использовании, повышенное водоотделение в системе, сопровождающееся появлением каналов и, следовательно, повышением газопроницаемости, а также невысокая способность нейтрализации сероводорода.The disadvantages of the known base are the increased gas permeability of the cement stone during its use, increased water separation in the system, accompanied by the appearance of channels and, consequently, increased gas permeability, as well as a low ability to neutralize hydrogen sulfide.
Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение технологических характеристик тампонажного раствора при использовании предлагаемой основы за счет ограничения процессов седиментационного осаждения, контракции и водоотделения, и камня за счет снижения газопроницаемости и уменьшения сероводородной коррозии, а также адгезии, флюидоупорности.The technical task of the invention is to improve the technological characteristics of the cement slurry when using the proposed framework by limiting the processes of sedimentation deposition, contraction and water separation, and stone by reducing gas permeability and reducing hydrogen sulfide corrosion, as well as adhesion, fluid resistance.
Технический результат заключается в обеспечении безаварийного процесса заполнения внутреннего объема обсадных колонн тампонажным раствором высокой плотности до 2,3-2,4 г/см3 и достаточной подвижности в зонах АВПД с сероводородом, рапы, солевых и несолевых отложений, минерализованной и пресной воды, и набора им в процессе отверждения необходимой прочности, позволяющей иметь возможность замера высоты его подъема за счет повышенной седиментационной и контракционной устойчивости.The technical result consists in ensuring a trouble-free process of filling the internal volume of casing strings with high-density cement slurry up to 2.3-2.4 g / cm 3 and sufficient mobility in the zones of high pressure water supply with hydrogen sulfide, brine, salt and non-salt deposits, mineralized and fresh water, and during the curing process, they gain the necessary strength, which makes it possible to measure the height of its rise due to increased sedimentation and contraction stability.
Техническая задача решается тем, что основа отверждаемого тампонажного раствора, включающая тампонажный портландцемент, регуляторы технологических свойств и утяжелитель, при этом дополнительно содержит тонкодисперсное вяжущее, глину и нейтрализатор сероводорода, а в качестве регуляторов технологических свойств - суперпластификатор С-3 и нитрилотриметиленфосфоновую кислоту при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%:The technical problem is solved in that the base of the curable grouting mortar, including grouting Portland cement, process controllers and a weighting agent, additionally contains a finely dispersed binder, clay and a hydrogen sulfide neutralizer, and C-3 superplasticizer and nitrilotrimethylene phosphonic acid as process controllers, ingredients, wt.%:
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в основе отверждаемого тампонажного раствора дополнительно используется тонкодисперсное вяжущее, глина и нейтрализатор сероводорода, что позволяет получить седиментационно устойчивую систему с близким к нулю водоотстоем с неизменяемым объемом в течение длительного времени, надежно устанавливать мосты в обсадной колонне в скважинах с проявлениями сероводорода, рапы, с мощными отложениями солей.The essence of the invention lies in the fact that the basis of the curable grouting mortar is additionally used a finely dispersed binder, clay and a hydrogen sulfide neutralizer, which makes it possible to obtain a sedimentation-stable system with a water-sludge close to zero with an unchanged volume for a long time, and reliably install bridges in the casing string in wells with manifestations of hydrogen sulfide, brine, with powerful deposits of salts.
В качестве тонкодисперсного вяжущего содержит особотонкомолотые цементы типа «Микродур» или «ИНТРАЦЕМ». В качестве глины содержит бентонитовый глинопорошок. В качестве нейтрализатора сероводорода содержит ЖС-7. В качестве утяжелителя содержит тонкомолотый или химически осажденный барит со средним размером частиц менее 2 мкм.As a finely dispersed binder contains finely ground cements of the type "Microdur" or "INTRACEM". As clay contains bentonite clay powder. As a catalyst for hydrogen sulfide contains ZhS-7. As a weighting agent contains finely ground or chemically precipitated barite with an average particle size of less than 2 microns.
В предлагаемой основе, в отличие от прототипа, в качестве вяжущего вещества используют смесь тампонажного портландцемента с тонкодисперсным вяжущим. Использование этой смеси позволяет полнее связать воду и уплотнить структуру камня и тем самым обеспечить его повышенную флюидоупорность и долговечность. Это обусловлено и тем, что тонкодисперсные вяжущие способны связывать воду во много раз больше, чем цементы, водотвердое отношение которых может достигать 3,0-5,0 против 0,3-0,5 обычных вяжущих. Добавка тонкодисперсного вяжущего менее 1,5% снижает флюидоупорность, а более 3% резко ухудшает прокачиваемость основы.In the proposed basis, in contrast to the prototype, a mixture of cement Portland cement with a finely dispersed binder is used as a binder. The use of this mixture allows you to more fully bind water and tighten the structure of the stone and thereby ensure its increased fluid resistance and durability. This is also due to the fact that finely dispersed binders are able to bind water many times more than cements, the water-solid ratio of which can reach 3.0–5.0 versus 0.3–0.5 of conventional binders. The addition of a finely dispersed binder of less than 1.5% reduces fluid resistance, and more than 3% sharply affects the pumpability of the base.
В качестве тонкодисперсного вяжущего используют особотонкомолотые цементы, со средним размером частиц менее 4,5 мкм, например «Микродур» и «ИНТРАЦЕМ». «Микродур» производится посредством воздушной сепарации пыли при помоле цементного клинкера. Технология изготовления особотонкого дисперсного вещества «Микродур» разработана и освоена специалистами фирмы «INTRA - BAVGmbH» совместно со специалистами концерна «Dyckerhoff» и защищена Европейским патентом. Благодаря дисперсному размеру частиц «Микродур» обладает текучестью, сравнимой с текучестью воды, даже при минимальном количестве жидкости затворения, что позволяет суспензии «Микродура» проникать в грунты, бетон и горную породу с радиусом распространения, аналогичным бездисперсным растворам. «Микродур» устойчив к химическим воздействиям, в том числе к воздействию сероводорода и углекислоты.As a finely dispersed binder, finely ground cements are used, with an average particle size of less than 4.5 microns, for example, Mikrodur and INTRACEM. Mikrodur is produced by air separation of dust by grinding cement clinker. The manufacturing technology of the micro-fine dispersed substance Mikrodur was developed and mastered by the specialists of INTRA-BAVGmbH together with the specialists of the Dyckerhoff concern and is protected by the European patent. Due to the dispersed particle size, Mikrodur has a fluidity comparable to that of water, even with a minimum amount of mixing fluid, which allows the Mikrodur slurry to penetrate into soils, concrete and rock with a distribution radius similar to disperse-free solutions. Mikrodur is resistant to chemical influences, including the effects of hydrogen sulfide and carbon dioxide.
Технология изготовления особотонкомолотого цемента «ИНТРАЦЕМ», близкого по своим технологическим параметрам к «Микродуру», разработана РХТУ им. Д.И.Менделеева, на которую получен патент РФ №2142923. Благодаря нормированному гранулометрическому составу и введению специальных добавок «ИНТРАЦЕМ» образует стабильные водные дисперсии с высокой проникающей способностью, что позволяет растворам «ИНТРАЦЕМ» проникать в поры и трещины размером менее 0,1 мм, уменьшая открытую пористость материалов в 2-15 раз и увеличивая их механическую прочность.The manufacturing technology of specially ground cement "INTRACEM", which is close in its technological parameters to "Mikrodur", was developed by the Russian Chemical and Technical University named after D. I. Mendeleev, which received a patent of the Russian Federation No. 2142923. Due to the normalized particle size distribution and the introduction of special additives, “INTRACEM” forms stable aqueous dispersions with high penetrating ability, which allows “INTRACEM” solutions to penetrate into pores and cracks less than 0.1 mm in size, reducing the open porosity of materials by 2-15 times and increasing them mechanical strength.
Для снижения контракционного эффекта и повышения флюидоупорности предлагаемая основа содержит глинистую составляющую, в качестве которой выбран бентонитовый глинопорошок, как наиболее высоконабухающий элемент. При содержании бентонитового глинопорошка менее 3,0% снижается флюидоупорность раствора, повышается коэффициент контракции системы, увеличивается водоотстой и нарушается стабильность раствора. При добавке более 4,5% бентонитового глинопорошка наблюдается рост реолого-структурных свойств раствора, за счет чего снижается время прокачиваемости раствора.To reduce the contracting effect and increase fluid resistance, the proposed base contains a clay component, which is selected as bentonite clay powder, as the most highly swellable element. When the content of bentonite clay powder is less than 3.0%, the fluid resistance of the solution decreases, the coefficient of contraction of the system increases, the drainage increases, and the stability of the solution is impaired. With the addition of more than 4.5% bentonite clay powder, the rheological and structural properties of the solution increase, which reduces the pumpability of the solution.
Предлагаемая основа в качестве нейтрализатора сероводорода содержит активный реагент ЖС-7 по ТУ 2123-001-12650743-2003 в количестве 5,5-7,0%, который является коллоидной формой окиси железа. Применяемые известные окислы железа, получаемые в результате грубого помола железных руд, имеют слабую поглотительную способность и повышенную скорость седиментации. Добавка ЖС-7 менее 5,5% не обеспечивает процесс нейтрализации сероводорода, а более 7,0% приводит к увеличению вязкости системы и снижению плотности раствора.The proposed base as a catalyst for hydrogen sulfide contains an active reagent ZhS-7 according to TU 2123-001-12650743-2003 in an amount of 5.5-7.0%, which is a colloidal form of iron oxide. Used known iron oxides obtained as a result of coarse grinding of iron ores have a low absorption capacity and an increased sedimentation rate. Additive ZhS-7 less than 5.5% does not provide the process of neutralizing hydrogen sulfide, and more than 7.0% leads to an increase in the viscosity of the system and a decrease in the density of the solution.
В качестве утяжелителя предлагаемая основа содержит тонкомолотый или химически осажденный барит со средним размером частиц менее 2 мкм в количестве 85,55-60,05%, который абсолютно устойчив по отношению слабодействующей сероводородной кислоты и содержит минимальное количество посторонних примесей. Добавка барита в количестве более 85,5% способствует снижению прочностных характеристик тампонажного камня, а менее 60,05% не обеспечивает необходимую плотность раствора.As a weighting agent, the proposed base contains finely ground or chemically precipitated barite with an average particle size of less than 2 microns in an amount of 85.55-60.05%, which is absolutely stable against weak hydrosulfuric acid and contains a minimum amount of impurities. The addition of barite in an amount of more than 85.5% helps to reduce the strength characteristics of cement stone, and less than 60.05% does not provide the necessary density of the solution.
В качестве регулятора технологических свойств предлагаемая основа содержит нитрилотриметиленфосфоновую кислоту в количестве 0,05-0,45% и суперпластификатор С-3 в количестве 0,4-3,0% от сухой массы состава, которые являются универсальными реагентами по своему действию на все составляющие рецептуру порошковые материалы. Добавка суперпластификатора в раствор менее 0,4% не обеспечивает необходимую растекаемость раствора в указанной рецептуре, а увеличение добавки более 3% приводит к резкому снижению седиментационной устойчивости раствора. Добавка в раствор менее 0,05% нитрилотриметиленфосфоновой кислоты не позволяет обеспечить необходимое время прокачиваемости (загустевания) раствора, а увеличение добавки свыше 0,45% способствует резкому разжижению раствора, и увеличению его растекаемости и срока отверждения.As a regulator of technological properties, the proposed base contains nitrilotrimethylene phosphonic acid in an amount of 0.05-0.45% and C-3 superplasticizer in an amount of 0.4-3.0% of the dry weight of the composition, which are universal reagents in their action on all components recipe powder materials. The addition of superplasticizer to the solution of less than 0.4% does not provide the necessary spreadability of the solution in the specified formulation, and an increase in the additive of more than 3% leads to a sharp decrease in the sedimentation stability of the solution. The addition of less than 0.05% nitrilotrimethylenephosphonic acid to the solution does not provide the necessary pumpability (thickening) time of the solution, and an increase in the addition of more than 0.45% contributes to a sharp dilution of the solution, and an increase in its spreadability and curing time.
Приготовление предлагаемой основы может быть осуществлено централизовано в цехе сухих тампонажных композиций с использованием известных смесительных камер. Приготовленную гомогенную смесь подают в цементовозы или в бункеры цементно-смесительных машин или расфасовывают в герметичные упаковки весом 25-40 кг. Затем основу любым видом транспорта доставляют на скважину.The preparation of the proposed framework can be carried out centrally in the workshop of dry cement compositions using known mixing chambers. The prepared homogeneous mixture is served in cement trucks or in bunkers of cement-mixing machines or packaged in sealed packages weighing 25-40 kg. Then the basis of any type of transport delivered to the well.
На скважине отверждаемый тампонажный раствор готовят обычным способом с применением глиномешалки или агрегатно-смесительной машины, например, АСМ-25 (УСО-20) двумя способами:At the well, a curable grouting mortar is prepared in the usual way using a clay mixer or an aggregate-mixing machine, for example, ASM-25 (USO-20) in two ways:
- компоненты предлагаемой основы вводят в жидкость затворения одновременно при тщательном перемешивании;- the components of the proposed framework are introduced into the mixing fluid simultaneously with thorough mixing;
- компоненты предлагаемой основы вводят в жидкость затворения последовательно, сначала регуляторы технологических свойств, затем приготовленную сухую смесь, состоящую из глины, утяжелителя, нейтрализатора сероводорода, вяжущего вещества и тонкодисперсного вяжущего.- the components of the proposed framework are introduced into the mixing fluid sequentially, first the technological properties regulators, then the prepared dry mixture consisting of clay, weighting agent, hydrogen sulfide neutralizing agent, binder and a finely dispersed binder.
В интервалах соленосных отложений и рапоносных горизонтов используется засолоненный тампонажный раствор, приготовленный на химически совместимых с горной породой рассолах, с возможностью исключения обменных процессов, ведущих к разрушению камня тампонажной основы. При содержании жидкости затворения менее 33% раствор загустевает и становится непрокачиваемым, при более 50% раствор разжижается и теряет стабильность.In the intervals of saline deposits and rape horizons, salted grouting mortar is used, prepared on brines chemically compatible with the rock, with the possibility of eliminating metabolic processes leading to the destruction of the grouting stone. When the content of the mixing liquid is less than 33%, the solution thickens and becomes non-pumpable; at more than 50%, the solution liquefies and loses stability.
В качестве жидкости затворения основы используют воду или рассол хлористого натрия, или рассол хлористого кальция, или рассол бромистого кальция, или их смесь в количестве 30-50% от сухой основы.As the mixing fluid of the base, water or a brine of sodium chloride, or a brine of calcium chloride, or a brine of calcium bromide, or a mixture thereof in an amount of 30-50% of a dry base are used.
Определение основных свойств раствора и камня проводят в соответствии с ГОСТ 1581-96 «Цементы тампонажные» и ГОСТ 26798.1-96 «Методы испытаний». Плотность, растекаемость, водоотделение определяют при температуре 22°С и атмосферном давлении. Для условий умеренных температур испытания проводят при температуре 75°С и атмосферном давлении, для условий с АВПД при режимах температур до 120°С и давлении 60 МПа. Растекаемость определяют по конусу АзНИИ, плотность пикнометром, водоотделение в мерном цилиндре, время загустевания на консистометрах ZM-1002 и КЦ-3, пределы прочности на сжатие на испытательном стенде (Модель 4207D - CHANDLER), газопроницаемость GFS-830-SS - CHANDLER.Determination of the basic properties of the mortar and stone is carried out in accordance with GOST 1581-96 "Cement grouting" and GOST 26798.1-96 "Test methods". Density, spreadability, water separation is determined at a temperature of 22 ° C and atmospheric pressure. For conditions of moderate temperatures, tests are carried out at a temperature of 75 ° C and atmospheric pressure, for conditions with AHPD at temperatures up to 120 ° C and a pressure of 60 MPa. Spreadability is determined by the cone of AzNII, density by a pycnometer, water separation in a graduated cylinder, thickening time on ZM-1002 and KTs-3 consistometers, compressive strengths on a test bench (Model 4207D - CHANDLER), gas permeability GFS-830-SS - CHANDLER.
Данные о проведенных испытаниях сведены в таблице «Составы и свойства основы отверждаемого тампонажного раствора».The data on the tests carried out are summarized in the table "Compositions and properties of the base cured grouting mortar."
Пример.Example.
Для приготовления отверждаемого тампонажного раствора (см. состав 10) в воду объемом 250 см3, постоянно перемешивая, добавляют сухую основу, состоящую из: 3 г НТФ, 20 г суперпластификатора С-3, 20 г бентонитового глинопорошка, 650 г барита, 40 г ЖС-7, 30 г портландцемента, 10 г «Микродура». Полученный состав перемешивают 3 мин, после чего определяют плотность, растекаемость, прокачиваемость.To prepare a curable grouting mortar (see composition 10) in water with a volume of 250 cm 3 , constantly mixing, add a dry base consisting of: 3 g of NTF, 20 g of superplasticizer S-3, 20 g of bentonite clay powder, 650 g of barite, 40 g ZhS-7, 30 g of Portland cement, 10 g of Mikrodur. The resulting composition is stirred for 3 minutes, after which the density, flowability, and pumpability are determined.
При повторном приготовлении определяют водоотделение, формируют образцы для испытания на прочность через 72 часа твердения, при испытании на проницаемость и контракцию через 5 суток твердения.When re-preparing, water separation is determined, samples are formed for testing for strength after 72 hours of hardening, when tested for permeability and contraction after 5 days of hardening.
Плотность раствора 2,3 г/см3, растекаемость 19 см, водоотделение 1,5 мл, прокачиваемость на КЦ-3 6 ч 10 мин, прочность на сжатие 2,6 МПа, проницаемость менее 0,005 мкм, контракция 0,1%.The density of the solution is 2.3 g / cm 3 , the spreadability is 19 cm, the water separation is 1.5 ml, the pumpability at KC-3 is 6 hours 10 minutes, the compressive strength is 2.6 MPa, the permeability is less than 0.005 μm, and the contraction is 0.1%.
Для тампонирования ствола в интервалах солей и рапопроявлений в качестве жидкости затворения используют солевые растворы (см. состав 15, 16, 17) различной плотности.Salt solutions (see composition 15, 16, 17) of various densities are used for plugging the barrel in the intervals of salts and manifestations as mixing liquid.
Концентрацию реагентов-замедлителей выбирают исходя из требуемого времени прокачиваемости для определенных горно-геологических условий.The concentration of retarders is chosen based on the required pumpability for certain mining and geological conditions.
Использование предлагаемой основы позволяет:Using the proposed framework allows you to:
- ограничить процессы седиментационного осаждения в тампонажном растворе, снизить водоотделение и контракции в образующемся камне, на длительный срок, повысить флюидоупорность и коррозионная стойкость, в том числе к сероводороду;- to limit the processes of sedimentation deposition in cement slurry, to reduce water separation and contraction in the resulting stone, for a long time, to increase fluid resistance and corrosion resistance, including hydrogen sulfide;
- обеспечить качественное крепление и герметизацию внутреннего объема открытого или обсаженного ствола скважин в процессе их ликвидации или длительной консервации за счет низкой контракции, высокой флюидоупорности и неизменности объема в течение длительного времени;- to ensure high-quality fastening and sealing of the internal volume of an open or cased hole in the process of their liquidation or long-term preservation due to low contraction, high fluid resistance and constant volume for a long time;
- предотвратить пластовые флюидопроявления при наличии во вскрытом разрезе скважины высокого содержания сероводорода, АВПД, высоких температур за счет высокой седиментационной устойчивости, коррозионо-стойкости и плотности, обеспечивающей противодавление, аналогичное горному.- to prevent reservoir fluid manifestations in the presence of an open section of the well with a high content of hydrogen sulphide, AVPD, high temperatures due to high sedimentation stability, corrosion resistance and density, providing backpressure similar to mountain pressure.
Ориентировочный экономический эффект от использования предлагаемой основы отверждаемого тампонажного раствора обусловлен отсутствием необходимости в проведении повторных промысловых работ в ликвидированных скважинах по устранению возможных экологических последствий, связанных с глубинными и поверхностными флюидопроявлениями, и может составлять от нескольких сотен до десятков миллионов рублей.The estimated economic effect of using the proposed base of the curable grouting mortar is due to the absence of the need for repeated field work in abandoned wells to eliminate possible environmental consequences associated with deep and surface fluid manifestations, and can range from several hundred to tens of millions of rubles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118907/03A RU2468187C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Base of curable grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118907/03A RU2468187C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Base of curable grouting mortar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2468187C1 true RU2468187C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118907/03A RU2468187C1 (en) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | Base of curable grouting mortar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2468187C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524774C1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Gypsum-magnesium grouting mortar |
| RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
| RU2561134C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Weighted displacement fluid |
| RU2733584C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Grouting mortar |
| RU2763195C1 (en) * | 2020-11-19 | 2021-12-28 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Base of a weighted heat-resistant grouting solution |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1384571A (en) * | 1971-01-25 | 1975-02-19 | Lone Star Ind Inc | Well cementing compositions and method |
| SU1620610A1 (en) * | 1988-08-29 | 1991-01-15 | Институт Геологии И Разведки Нефтяных И Газовых Месторождений | Polymeric plugging composition for isolating lost-circulation zones |
| RU2169252C1 (en) * | 1999-12-30 | 2001-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Weighted grouting mortar |
| RU2194844C2 (en) * | 2001-02-12 | 2002-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Base of weighted plugging mortar |
| RU2259467C1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Base of densified grouting mortar mainly used in fractured carbonate reservoirs |
-
2011
- 2011-05-11 RU RU2011118907/03A patent/RU2468187C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1384571A (en) * | 1971-01-25 | 1975-02-19 | Lone Star Ind Inc | Well cementing compositions and method |
| SU1620610A1 (en) * | 1988-08-29 | 1991-01-15 | Институт Геологии И Разведки Нефтяных И Газовых Месторождений | Polymeric plugging composition for isolating lost-circulation zones |
| RU2169252C1 (en) * | 1999-12-30 | 2001-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Weighted grouting mortar |
| RU2194844C2 (en) * | 2001-02-12 | 2002-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Base of weighted plugging mortar |
| RU2259467C1 (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Base of densified grouting mortar mainly used in fractured carbonate reservoirs |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2524774C1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-08-10 | Лонест Холдинг Корп. | Gypsum-magnesium grouting mortar |
| RU2537679C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-01-10 | Компания Лонест Холдинг Корп. | Grouting mortar |
| RU2561134C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Weighted displacement fluid |
| RU2733584C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Grouting mortar |
| RU2763195C1 (en) * | 2020-11-19 | 2021-12-28 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Base of a weighted heat-resistant grouting solution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5378588B2 (en) | Wellbore maintenance composition containing coagulation retarder, method for producing the same and method for using the same | |
| RU2586517C2 (en) | Slowly solidifying cement compositions containing pumice and related methods | |
| RU2601953C9 (en) | Composition setting with increased time of pumping | |
| CA2835556C (en) | Settable compositions containing metakaolin having reduced portland cement content | |
| CA2851539A1 (en) | Slag compositions comprising latex and methods of use | |
| RU2468187C1 (en) | Base of curable grouting mortar | |
| US7357834B2 (en) | Cement composition for use with a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent | |
| RU2471843C1 (en) | Hydrogen sulphide resistant grouting mortar | |
| US3753748A (en) | Hydraulic cement retarder composition | |
| CN107540260B (en) | Low-temperature cement early strength agent for well cementation and cement containing low-temperature cement early strength agent | |
| US20150060070A1 (en) | Methods of cementing and lassenite-containing cement compositions | |
| RU2601878C1 (en) | Grouting mortar | |
| US9139476B2 (en) | Compositions and methods for well completions | |
| RU2537679C2 (en) | Grouting mortar | |
| US20230126770A1 (en) | Liquid Salt Activator and Methods of Making and Using Same | |
| RU2524774C1 (en) | Gypsum-magnesium grouting mortar | |
| RU2468058C1 (en) | Weighted grouting gypsum mixture | |
| RU2507380C1 (en) | Low-density grouting mortar | |
| CN113165977A (en) | Cement paste, cured cement, preparation method and application thereof | |
| RU2524771C1 (en) | Lightened sulphur-bearing grouting mortar | |
| RU2588078C1 (en) | Hydrogen sulphide resistant sealing inhibited grouting mortar | |
| US20070256603A1 (en) | Cementitious composition for use in elevated to fully saturated salt environments | |
| US20250074833A1 (en) | Liquid Salt Composition and Methods of Making and Using Same | |
| US11773310B2 (en) | Accelerated cement composition for reducing corrosion of wellbore casings | |
| US11795364B2 (en) | Low carbon footprint expansive composition and methods of making and using same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140711 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190512 |