×
28.03.2020
220.018.1147

Утяжеленный тампонажный раствор

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002717854
Дата охранного документа
26.03.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, вскрывающих пласты с аномально высокими давлениями и повышенными температурами. Утяжеленный тампонажный раствор содержит 37,43-39,02 мас. % портландцемента тампонажного, 24,17-27,29 мас. % концентрата галенитового из свинцовых руд, 0,02-0,05 мас. % нитрилотриметилфосфоновой кислоты, 0,08-0,23 мас. % натросола 250 EXR, 10,74-14,04 мас. % кварца молотого пылевидного марки Б, 2,30-4,68 мас. % микрокремнезема конденсированного МК-85 и воду – остальное. Техническим результатом является повышение прочности камня в начальный период твердения утяжеленного тампонажного раствора и формирование камня, стойкого к корродирующему действию повышенных температур. 1 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, вскрывающих пласты с аномально-высокими давлениями и повышенными температурами.

Известен утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, утяжеляющую добавку железорудный концентрат, феррохромлигносульфонат и воду [RU 2109924 С1, Е21В 33/138, опубл. 27.04.1998].

Недостатками известного тампонажного раствора являются преждевременное загустевание, приводящее к уменьшению времени прокачиваемости, седиментационная неустойчивость и невысокая плотность, что не дает возможности его использования в интервалах с аномально-высокими пластовыми давлениями и повышенными температурами.

Наиболее близким по составу и назначению является утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, концентрат галенитовый из свинцовых руд, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и Натросол 250 EXR и воду [RU 2591058 C1, С09К 8/48 Е21В 33/138, опубл. 10.07.2016].

Недостатками известного состава являются невысокая прочность камня в начальный период твердения раствора и низкая термостойкость формируемого камня в условиях повышенных температур. Совокупность указанных недостатков не позволяет обеспечить надежное и долговечное разобщение продуктивных пластов с аномально-высокими давлениями и повышенными температурами.

При разработке изобретения решение технической проблемы - повышение качества цементирования обсадных колонн в скважинах, вскрывающих пласты с аномально-высокими давлениями и повышенными температурами обеспечивается за счет создания утяжеленного тампонажного раствора, при этом достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности камня в начальный период твердения утяжеленного тампонажного раствора и формировании камня, стойкого к корродирующему действию повышенных температур.

Сущность изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной технической проблемы и получения обеспечиваемого при использовании изобретения технического результата. Утяжеленный тампонажный раствор содержит портландцемент тампонажный, утяжеляющую добавку концентрат галенитовый из свинцовых руд, замедлитель схватывания нитрилотриметилфосфоновую кислоту, понизитель водоотдачи Натросол 250 EXR, кварц молотый пылевидный марки Б, микрокремнезем конденсированный МК-85 и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент тампонажный - 37,43-39,02, концентрат галенитовый из свинцовых руд - 24,17-27,29, нитрилотриметилфосфоновую кислоту - 0,02-0,05, Натросол 250 EXR - 0,08-0,23, кварц молотый пылевидный марки Б - 10,74-14,04, микрокремнезем конденсированный МК-85 - 2,30-4,68, вода - остальное.

Микрокремнезем конденсированный МК-85 представляет собой высокодисперсный материал, содержащий кремнезем в аморфном виде и является активным минеральным компонентом в растворе. Реагируя с гидроксидом кальция уже на начальном этапе гидратации тампонажного портландцемента, МК-85 обеспечивает образование гидросиликатов кальция и быстрое формирование кристаллизационной структуры в начальный период твердения.

Кварц молотый пылевидный марки Б содержит кремнезем в кристаллическом виде и, благодаря более медленному растворению при повышенных температурах, вступает в реакцию с гидроксидом кальция с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция на более поздней стадии твердения. Является основным компонентом, обеспечивающим высокую конечную прочность камня и его длительную термостойкость.

Благодаря взаимному влиянию МК-85 и кварца Б происходит быстрое повышение прочности камня в начальный период твердения с последующим менее интенсивным, но более продолжительным ростом прочности во времени. Указанный стадийный характер взаимодействия кремнеземсодержащих компонентов с продуктами гидратации тампонажного портландцемента позволяет обеспечить формирование более упорядоченной кристаллизационной структуры камня, характеризующейся высокой ранней прочностью и способностью противостоять корродирующему действию повышенных температур.

Нитрилотриметилфосфоновая кислота является реагентом-замедлителем и позволяет обеспечить необходимый индукционный период до начала гидратации тампонажного портландцемента и регулирование активности взаимодействия МК-85 с гидроксидом кальция.

Натросол 250 EXR, помимо основной функции понизителя водоотдачи, усиливает кольматирующее действие МК-85 и способствует формированию низкопроницаемой структуры камня путем дополнительной закупорки пор между высокодисперсными частицами МК-85 и более грубодисперсными частицами концентрата галенитового и кварца Б.

Для приготовления предлагаемого утяжеленного тампонажного раствора использованы следующие компоненты:

- портландцемент тампонажный типа ПЦТ I-G-CC-1 по ГОСТ 1581-96;

- концентрат галенитовый из свинцовых руд (КГ-2) по ТУ 1725-011-56864391-2008 (утяжелитель);

- кварц молотый пылевидный марки Б по ГОСТ 9077-82;

- микрокремнезем конденсированный МК-85 по ТУ 5734-048-02495332-96;

- нитрилотриметилфосфоновая кислота по ТУ 2439-347-05763441-2001;

- Натросол 250 EXR по ТУ 2231-001-21095737-2005;

- вода водопроводная по ГОСТ Р 51232-98.

Основные технологические свойства раствора и камня определялись в соответствии с ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний» и ГОСТ 26798.2-96 «Цементы тампонажные типов I-G и I-H. Методы испытаний».

Для определения интенсивности повышения прочности камня утяжеленного тампонажного раствора в начальный период твердения и оценки стойкости камня к воздействию повышенных температур, образцы-кубики помещались в воду и хранились в автоклаве при температуре (120±2)°С и давлении 85 МПа в течение 12 ч, 24 ч и 168 ч. По истечении указанных промежутков времени для образцов-кубиков определялся предел прочности камня при сжатии и полученные значения сопоставлялись для оценки интенсивности повышения прочности камня во времени (данные через 12 ч и 24 ч твердения) и его термостойкости (сравнение данных через 24 ч и 168 ч твердения).

Утяжеленный тампонажный раствор приготавливался следующим образом.

Вначале в заданных соотношениях смешивают портландцемент тампонажный, концентрат галенитовый из свинцовых руд, кварц молотый пылевидный марки Б, микрокремнезем конденсированный МК-85, Натросол 250 EXR, полученный материал тщательно перемешивают для гомогенизации. Отдельно в водопроводной воде растворяют расчетное количество НТФК. Затем производят затворение материала раствором НТФК в смесителе лабораторном СЛ-1 согласно ГОСТ 26798.1-96 и определяют технологические свойства полученного раствора и сформированного камня.

Пример. Для приготовления предлагаемого утяжеленного тампонажного раствора с плотностью 2,30 г/см3 (таблица, состав 7) необходимо 37,92 мас. % портландцемента тампонажного ПЦТ I-G-CC-1, 25,54 мас. % концентрата галенитового из свинцовых руд, 11,61 мас. % кварца молотого пылевидного марки Б, 2,32 мас. % микрокремнезема конденсированного МК-85, 0,15 мас. % Натросола 250 EXR перемешать до гомогенного состояния. Далее из полученной смеси приготавливают утяжеленный тампонажный раствор путем затворения водопроводной водой (22,44 мас. %) с добавкой НТФК (0,02 мас. %). После перемешивания в течение трех минут определяют плотность (г/см3), растекаемость (мм), водоотделение (мл) и время загустевания полученного утяжеленного тампонажного раствора.

Оставшуюся часть раствора заливают в формы-кубики, которые размещают в камеру автоклава высокого давления и хранят при температуре (120±2)°С и давлении 85 МПа в течение 12 ч, 24 ч и 168 ч. По истечении указанных промежутков времени для образцов-кубиков определяют предел прочности камня при сжатии.

Приготовленный раствор имеет плотность 2,30 г/см3, растекаемость 206 мм, нулевое водоотделение и время загустевания 5 ч 15 мин. Предел прочности камня при сжатии через 12 ч, 24 ч и 168 ч твердения раствора составляет 16,9 МПа, 21,5 МПа и 40,2 МПа соответственно. Таким образом, предлагаемый утяжеленный тампонажный раствор, в отличие от прототипа, характеризуется более интенсивным набором прочности камня в начальный период твердения (через 12 ч) и дальнейшим увеличением прочности во времени, свидетельствующим об отсутствии термокоррозии.

Примеры приготовления и испытания остальных составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному.

Для выявления отличительных признаков и заявляемого технического результата изменялись массовые соотношения компонентов. Как видно из таблицы 2, в указанном диапазоне соотношения компонентов заявляемый утяжеленный тампонажный раствор, при сопоставимой с прототипом плотностью, позволяет формировать камень с более высокими значениями предела прочности при сжатии через 12 ч и 24 ч твердения. В отличие от прототипа, при длительном твердении (в течение 168 ч) для заявляемого раствора не происходит снижения предела прочности камня в условиях повышенной температуры и давления, что свидетельствует о его термостойкости.

В случае запредельных соотношений компонентов, приготавливаемые растворы характеризуются ухудшением физико-механических свойств. В частности, при содержании МК-85 менее 2,30% существенно снижается скорость набора прочности в начальный период, а при содержании более 4,68% утяжеленный тампонажный раствор характеризуется низкой растекаемостью и коротким временем загустевания.

Ввод в раствор кварца молотого пылевидного менее 10,74% приводит к снижению термостойкости камня, а увеличение дозировки более 14,04% является нецелесообразным, поскольку при этом не отмечается существенного увеличения конечной прочности камня и его термостойкости.

В случае запредельных концентраций Натросола 250 EXR происходит нарушение стабильности утяжеленного раствора (состав 20) либо снижение его растекаемости до неприемлемых значений (состав 21).

В указанном диапазоне концентрации НТФК обеспечивается необходимое время загустевания раствора и активность взаимодействия МК-85 с гидроксидом кальция гидратируемого тампонажного портландцемента. В случае уменьшения концентрации НТФК менее 0,02%, ускоряется процесс взаимодействия МК-85 с гидроксидом кальция и уменьшается время загустевание раствора, а при увеличении концентрации НТФК более 0,05% происходит нежелательное замедление процессов кристаллизационного структурообразования и чрезмерное увеличение времени загустевания.

Как видно из таблицы, заявляемый утяжеленный тампонажный раствор, включающий портландцемент тампонажный, концентрат галенитовый из свинцовых руд, нитролотриметилфосфоновую кислоту, Натросол 250 EXR, кварц молотый пылевидный марки Б, микрокремнезем конденсированный МК-85 и воду, при указанном соотношении компонентов характеризуется высокой прочностью камня в начальный период твердения раствора, а формируемый камень является стойким к корродирующему действию повышенных температур.

Таким образом, заявляемый утяжеленный тампонажный раствор позволит повысить качество цементирования обсадных колонн и долговечность работы скважин в условиях наличия пластов с аномально-высокими давлениями и повышенными температурами.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 100.
10.09.2015
№216.013.7a34

Способ осушки полости трубопроводов

Изобретение относится к транспорту углеводородных продуктов по магистральным трубопроводам. В способе осушки магистрального газопровода в процессе продувки понижают содержание влаги в осушающем воздухе посредством осушителей воздуха, которые устанавливают на байпасных линиях линейных крановых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562873
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.10.2015
№216.013.806d

Способ сжигания предварительно подготовленной "бедной" топливовоздушной смеси в двухконтурной малоэмиссионной горелке с повышенной устойчивостью сжигания пилотного топлива

Способ сжигания предварительно подготовленной “бедной” топливовоздушной смеси в малоэмиссионной горелке заключается в регулировании относительного расхода пилотного топлива на всех возможных режимах работы малоэмиссионной горелки независимо от расхода основного топлива с учетом температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564474
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.817d

Способ сжигания предварительно подготовленной "бедной" топливовоздушной смеси в двухконтурной малоэмиссионной горелке с регулировкой расхода пилотного топлива

Способ сжигания предварительно подготовленной “бедной” топливовоздушной смеси в двухконтурной малоэмиссионной горелке с регулировкой расхода пилотного топлива заключается в регулировании расхода пилотного топлива независимо от расхода основного топлива из условия получения минимальной эмиссии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564746
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.12.2015
№216.013.98cc

Способ переработки природного или попутного нефтяного газа

Изобретение относится к производству этановой фракции, сжиженных углеводородных газов и к подготовке природного и попутного нефтяного газа для производства сжиженного природного газа и может быть реализовано на объектах нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Способ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570736
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.01.2016
№216.013.9f32

Установка для исследования процесса получения синтетических жидких углеводородов

Изобретение относится к установке для исследования процесса получения синтетических жидких углеводородов, включающей в себя линию подачи газообразных потоков, нагреватель, каталитический реактор, накопительные емкости, средства контроля температуры и давления, запорно-регулирующую арматуру....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572391
Дата охранного документа: 10.01.2016
10.06.2016
№216.015.2b07

Установка для исследования процесса получения синтетической нефти

Изобретение относится к химической промышленности и используется для исследования химического процесса получения синтетической нефти. Установка для исследования процесса получения синтетической нефти, включающая в себя реактор, загруженный катализатором, накопительную емкость, средства контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586320
Дата охранного документа: 10.06.2016
27.08.2016
№216.015.503a

Мембранный газоразделительный модуль

Изобретение относится к устройствам для разделения газовых смесей с помощью половолоконных мембран. Мембранный газоразделительный модуль содержит горизонтально расположенный корпус с торцовыми крышками и мембранными картриджами, выполненными из пучка полых волокон и расположенными зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595699
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5072

Способ определения условного эксплуатационного ресурса смазочного масла

Изобретение относится к области исследования смазочных масел. Способ включает в себя непрерывное пропускание воздуха через испытуемое смазочное масло при температуре, на 20°С превышающей максимальную рабочую температуру испытуемого смазочного масла, отбор через равные промежутки времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595874
Дата охранного документа: 27.08.2016
12.01.2017
№217.015.629e

Установка для исследования процесса получения синтетических нефтяных фракций

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для исследования закономерностей протекания химического процесса получения синтетических нефтяных фракций. Установка для исследования процесса получения синтетических нефтяных фракций имеет регистрирующие индикаторные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588635
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.634a

Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений

Изобретение относится к области физической химии, а именно исследованию термоокислительной деструкции смазочных масел и образованию высокотемпературных отложений на поверхностях теплонагруженных деталей двигателей. Для этого используют метод гравиметрического определения массы отдельной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589284
Дата охранного документа: 10.07.2016
Показаны записи 1-10 из 13.
10.01.2013
№216.012.18d2

Тампонажный раствор

Изобретение относится к тампонажным растворам для изоляции продуктивных пластов при цементировании обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах. Техническим результатом изобретения является повышение изолирующей способности тампонажного раствора за счет пониженной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471846
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2014
№216.012.97d5

Расширяющийся тампонажный состав

Изобретение относится к тампонажным составам для цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах. Технический результат - повышение изолирующей способности тампонажного раствора на основе расширяющегося тампонажного состава за счет его расширения при твердении в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504568
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.08.2015
№216.013.737c

Утяжеленная буферная жидкость

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин, а именно к утяжеленным буферным жидкостям, применяемым при цементировании обсадных колонн. Техническим результатом является снижение водоотдачи, повышение плотности, повышение седиментационной устойчивости, образование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561134
Дата охранного документа: 20.08.2015
12.01.2017
№217.015.5cf0

Утяжеленный тампонажный раствор

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании обсадных колонн глубоких нефтяных и газовых скважин в интервале аномально высоких пластовых давлений и температур. Технический результат создания изобретения заключается в повышении плотности и седиментационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591058
Дата охранного документа: 10.07.2016
25.08.2017
№217.015.c2bb

Тампонажная магнезиально-карналлитовая смесь

Изобретение относится к области цементирования обсадных колонн в нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, вскрывающих солевые породы и пласты с полиминеральными водами высокой минерализации. Изобретение также может быть использовано при цементировании колонн в бессолевых интервалах и для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617763
Дата охранного документа: 26.04.2017
17.02.2018
№218.016.2ada

Облегченная тампонажная смесь

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к тампонажным смесям, и может быть использовано при одноступенчатом цементировании протяженных (более 2500 м) обсадных колонн, перекрывающих интервалы проницаемых пластов и пластов с низкими градиентами гидроразрыва при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642897
Дата охранного документа: 29.01.2018
17.02.2019
№219.016.bc00

Цементная тампонажная облегченная смесь

Изобретение относится к тампонажным смесям, используемым для приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в нефтедобывающей, газодобывающей промышленности, строительстве и других областях деятельности. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002399643
Дата охранного документа: 20.09.2010
09.06.2019
№219.017.7c65

Тампонажный раствор

Изобретение относится к тампонажным растворам, используемым при цементировании обсадных колонн газовых, газоконденсатных или нефтяных скважин в зоне продуктивного пласта при умеренных температурах. Технический результат - получение тампонажного раствора с пониженной водоотдачей в забойных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322471
Дата охранного документа: 20.04.2008
09.06.2019
№219.017.7d88

Облегченная тампонажная смесь

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин с аномально низким пластовым давлением - АНПД, а именно к облегченным тампонажным смесям с высокими изолирующими свойствами. Техническим результатом изобретения является повышение изолирующей способности облегченной тампонажной смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470979
Дата охранного документа: 27.12.2012
13.06.2019
№219.017.80ff

Способ изоляции пластов с проявлениями полиминеральных вод высокой степени минерализации

Изобретение относится к области строительства скважин, в частности к работам по изоляции напорных пластов, характеризующихся проявлениями полиминеральных вод высокой степени минерализации. Способ включает приготовление изолирующего состава на основе пластовой воды высокой степени минерализации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691229
Дата охранного документа: 11.06.2019
+ добавить свой РИД