×
20.07.2014
216.012.e1ca

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ ТАМПОНАЖНЫЙ ОБЛЕГЧЕННЫЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002523588
Дата охранного документа
20.07.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн газовых, газоконденсатных или нефтяных скважин, осложненных наличием слабосвязанных, склонных к гидроразрыву пород. Технический результат - уменьшение плотности тампонажного раствора, улучшение прочностных и адгезионных характеристик. Портландцемент тампонажный облегченный содержит тампонажный портландцемент, модифицирующую добавку в виде водорастворимого полимера и облегчающий наполнитель. При этом водорастворимый полимер содержит анионный полиакриламид с молекулярной массой 18-20 млн Дальтон и степенью гидролиза 20-25%, сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой, а в качестве облегчающего наполнителя использованы алюмосиликатные полые микросферы или вспученный перлит при следующем соотношении компонентов, мас.%: тампонажный портландцемент 70-85; алюмосиликатные полые микросферы 19,6-29,6 или вспученный перлит 14,6-24,6, анионный полиакриламид 0,1-0,2; сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой 0,1-0,2. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 1 табл., 2 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн газовых, газоконденсатных или нефтяных скважин, осложненных наличием слабосвязанных, склонных к гидроразрыву пород.

Известен тампонажный материал, описанный в патенте РФ №2235857 по кл. МПК7 E21B 33/138, опубл. 10.09.2004 г.

Известный тампонажный материал включает портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, в качестве расширяющейся добавки содержит, по крайней мере, одну добавку из группы: глиноземистый, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора -смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - КМХ в соотношении от 1:1 до 1:10 и облегчающую добавку, в качестве которой используют алюмосиликатные микросферы, или микрокремнезем, или вспученный вермикулит, или вспученный перлит при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%: расширяющаяся добавка 2-15; гипс 7-9; ускоритель твердения 2-8; указанный пластификатор 0,3-0,8; облегчающая добавка 3-10; портландцемент - остальное. В качестве ускорителя твердения тампонажный материал может содержать хлористую соль щелочного или щелочноземельного элементов. Известный тампонажный материал предназначен для цементирования нормальных температурных газонефтяных скважин.

Недостатком данного материала является низкое содержание облегчающей добавки, что приводит к высокой плотности (1450-1500 кг/м3) тампонажного раствора. Такая плотность может привести к гидроразрыву пласта, поглощению тампонажного раствора и его недоподъему при цементировании скважины, что в свою очередь отрицательно скажется на продуктивности скважины.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является облегченная тампонажная смесь, описанная в патенте РФ №2255205 по кл. МПК7 Е21 В 33/138, oпубл. 27.06.2005 г.).

Известная облегченная тампонажная смесь включает следующие компоненты, мас.%:

портландцемент тампонажный 72,7-81,0, облегчающий наполнитель в виде алюмосиликатных микросфер - 11,7-14,6, модифицирующие добавки в виде микрокремнезема конденсированного неуплотненного МК-85 в качестве понизителя скорости фильтрации - 4,9-9,7, и гранулированного хлорида кальция - 2,4-3,1.

Указанная смесь характеризуется повышенными прочностными характеристиками цементного камня и низкими показателями фильтрации, при этом минимально возможная плотность тампонажного раствора составляет 1350 кг/м, что недостаточно низко для крепления большего количества эксплуатационных колонн скважин, строящихся в условиях аномально-низкого пластового давления. Кроме того, указанный тампонажный состав формирует безусадочный камень с недостаточными адгезионными характеристиками вследствие отсутствия эффекта расширения.

Задачей заявляемого изобретения является уменьшение плотности тампонажного раствора, улучшение прочностных и адгезионных характеристик.

Поставленная задача решается тем, что портландцемент тампонажный облегченный содержит тампонажный портландцемент, модифицирующую добавку и облегчающий наполнитель, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, модифицирующая добавка представляет собой водорастворимый полимер, включающий анионный полиакриламид и сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой, при следующем соотношении компонентов, масс.%: тампонажный портландцемент 70-85; облегчающий наполнитель- 14,6-29,6, анионный полиакриламид 0,1-0,2; сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой 0,1-0,2.

При этом в качестве облегчающей добавки могут быть использованы алюмосиликатные полые микросферы в количестве масс.%: 19,6-29,6 или вспученный перлит в количестве масс.%: 14,6-24,6.

Использование большего количества облегчающего наполнителя алюмосиликатных полых микросфер или вспученного перлита данного гранулометрического состава дает необходимую плотность цементного теста с сохранением необходимой прочности цементного камня, а применение в качестве модифицирующей добавки водорастворимого полимера из смеси анионного полиакриламида и сополимера акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой одновременно уменьшает водоотделение и увеличивает адгезионные характеристики смеси.

Технический результат - уменьшение плотности тампонажного раствора при сохранении прочности и адгезионных характеристик цементного камня.

Заявляемый облегченный тампонажный материал обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как использование в качестве модифицирующей добавки водорастворимого полимера, состоящего из анионного полиакриламида и сополимера акриловой кислоты с 2-акриламида-2-метилпропансульфокислотой. Применение в качестве облегчающего наполнителя алюмосиликатных полых микросфер или вспученного перлита при следующем соотношении компонентов, масс.%: тампонажный портландцемент 70-85;

алюмосиликатные полые микросферы - 19,6-29,6 или вспученный перлит - 14,6-24,6, анионный полиакриламид 0,1-0,2; сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой 0,1-0,2, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного технического результата, поэтому он считает, что заявляемый портландцемент тампонажный облегченный соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый портландцемент тампонажный облегченный может найти широкое применение в области строительства нефтяных и газовых скважин, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемый портландцемент тампонажный облегченный содержит тампонажный портландцемент, модифицирующую добавку в виде водорастворимого полимера и облегчающий наполнитель. При этом водорастворимый полимер содержит анионный полиакриламид с молекулярной массой 18-20 млн Дальтон и степенью гидролиза 20-25%, сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой, а в качестве облегчающего наполнителя использованы алюмосиликатные полые микросферы или вспученный перлит при следующем соотношении компонентов, масс.%,: тампонажный портландцемент 70-85; алюмосиликатные полые микросферы - 19,6-29,6 или вспученный перлит 14,6-24,6, анионный полиакриламид 0,1-0,2; сополимер акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой 0,1-0,2.

В представленных ниже экспериментальных данных в портландцементе тампонажном облегченном использовали, в частности, портландцемент тампонажный ПЦТ 1-50 по ГОСТ 1581-96. Алюмосиликатные полые микросферы выпускаются по ТУ 5734-007-82957590-2011 и представляют собой легкий сыпучий порошок серого цвета, состоящий из отдельных полых частиц сферической формы размером в пределах 50-500 мкм, химический состав отражается формулой, мас.%: SiO2 55-65; Al2O3 20-30; Fe2O3 1,5-3,0; CaO 2-4; MgO 1-1,5; Na2O 0,5-1,2; K2O 0,4-2,5. Перлит вспученный выпускается по ГОСТ 10832-2009 и представляет собой легкий сыпучий порошок, состоящий из отдельных полых частиц сферической формы размером в пределах 40-500 мкм, химический состав отражается формулой, мас.%: SiO2 68-76; Al2O3 11-15; Fe2O3 0,5-2,0; CaO 0,5-1,5; Na2O 2-5; K2O 1,5-5. Водорастворимый полимер представляет собой органическую добавку, состоящую из анионного полиакриламида (молекулярная масса 18-20 млн. Дальтон и степенью гидролиза 20-25%) и сополимера акриловой кислоты с 2-акриламид-2-метилпропансульфокислотой зарубежного производства (AA/AMPS).

Из полученного сухого портландцемента тампонажного облегченного готовят тампонажный раствор путем добавления воды. В процессе затворения материала добавляют пеногаситель - трибутилфосфат (ТБФ) ТУ 2435-305-05763458-2001, в количестве 0,05% от общего количества смеси.

На базе полученного портландцемента тампонажного облегченного (пример №1) был приготовлен тампонажный раствор и испытан при креплении двух эксплуатационных нефтяных скважин на Вать-Еганском и Тевлинско-Русскинском месторождениях Западной Сибири (интервал цементирования 0-2980 м). Цемент был поднят до проектной высоты без поглощений. Результаты контроля качества цементирования по обеим скважинам получены положительные.

Сравнительные данные свойств известного и предлагаемого состава приведены в таблице. Примеры №1, 2 - соответственно при использовании алюмосиликатных микросфер и вспученного перлита, пример №3 - по прототипу.

Как видно из представленных сравнительных экспериментальных данных (таблица), при одинаковом водоотделении и растекаемости, образующийся при затворении в обоих вариантах его выполнения цементное тесто обладает меньшей плотностью, при этом цементный камень обладает высокими значениями адгезией к ограничивающим поверхностям, а в примере №2 и большей прочностью.

Применение предлагаемого портландцемента тампонажного облегченного позволяет понизить плотность цементного теста до необходимого уровня, при этом повысить прочность цементного камня (пример №2) при высокой прочности сцепления с колонной и породой, и обеспечивает подъем тампонажного раствора по примеру №1 до проектной высоты.

В сравнении с прототипом заявляемый портландцемент тампонажный облегченный имеет меньшую плотность цементного теста при затворении (примеры №1, 2), при сохранении адгезионных характеристик и более высоких прочностных характеристик цементного камня (пример №2).

Таблица
Состав, мас.% Плотность, кг/м Растекаемость Прочность на изгиб через 2 сут, МПа Водоотделение, мл Адгезия ограничивающей поверхности, МПа
Предлагаемый облегченный тампонажный материал
Алюмосиликатные микросферы (пример №1) 1260 270 1,3 0 2,7
Вспученный перлит (пример №2) 1220 220 1,5 0 3,0
Известный облегченный тампонажный материал - прототип (пример №3)
Портландцемент - 72,7
Алюмосиликатные микросферы-14,5
Микрокремнезем МК - 85-9,7
Хлорид кальция - 3,1
1350 233 1,3 0 Нет данных

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
20.10.2013
№216.012.76e8

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей. Стенд содержит дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496100
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.12.2013
№216.012.9147

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к автоматическим системам регулирования частоты вращения валов тепловых машин с двигателями внутреннего сгорания. Технический результат заключается в высоких показателях качества системы регулирования при всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502884
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9504

Поршень двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Поршень (1) двигателя внутреннего сгорания содержит полость (4) охлаждения, ограниченную днищем (5) поршня и перегородкой, (6) отделяющей полость от картера двигателя, и имеет подводящий, отводящий, а также дополнительный отводящий каналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503842
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9843

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины содержит тепловую машину (1) (объект регулирования) с агрегатом нагрузки, топливную аппаратуру с приводом - исполнительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504678
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.06.2014
№216.012.d958

Головка цилиндров двс

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Головка цилиндров ДВС содержит корпус (1) с огневым днищем, в котором выполнены отверстия под клапаны, и форсунку, перемычки (5) с отверстиями (6) для их охлаждения между отверстиями под клапаны, полость охлаждения (7)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521418
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.05.2015
№216.013.48a6

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе. Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей содержит дизель-генераторную установку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550105
Дата охранного документа: 10.05.2015
Показаны записи 1-1 из 1.
10.05.2015
№216.013.48a6

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотивов с электропередачей

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для исследования динамических процессов в тяговом приводе. Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей содержит дизель-генераторную установку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550105
Дата охранного документа: 10.05.2015
+ добавить свой РИД