Класс МПК 7 Е 21 В 33/138
Название изобретения- ОБЛЕГЧЕННЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
Таблица 4 – План изобретения
Область техники, к которой относится
изобретение
|
Изобретение относится к строительству нефтяных, газовых и разведочных скважин и может использоваться для изоляции горизонтов с аномально низкими пластовыми давлениями.
|
Характеристика Известен способ контактного нагрева
аналогов
|
Известена композиция аэрированного цементного раствора [Пат. 2169822 RU, МПК7 Е 21 В 33/138, опубл. 2001];
Известен аэрируемый цементный раствор [Пат. 2084427 RU, МПК6 С 04 В 38/02, Е 21 В 33/138, опубл. 1997];
Известна композиция для приготовления аэрированного тампонажного раствора [А.с 1745893 SU, МПК5 Е 21 В 33/138, опубл. 1992].
|
Критика аналогов
|
Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата, указанных известных аналогов являются низкие показатели прочностных характеристик цементного раствора (камня), нарушение сплошности цементного камня в заколонном пространстве с образованием газовых пачек в процессе структурообразования.
|
Продолжение таблицы 4
Характеристика, наиболее близкого к предложенному решению
|
[А.с 1745893 SU, МПК5 Е 21 В 33/138, опубл. 1992]- Основным недостатком является ограниченный контроль кратности пены с использованием ПАВ и плотности аэрированного тампонажного раствора на входе и выходе из скважины в процессе закачивания и продавливания раствора. При этом технология аэрирования тампонажных растворов воздухом имеет ряд недостатков таких, как: содержание в воздухе кислорода до 70 %, что может повлечь за собой при неравномерной закачке реагента нерастворенную газовую подушку, вызывая внутреннее горение, возможность взрывоопасной ситуации при взаимодействии с углеводородами, при взаимодействии с углеводородами происходит дополнительное повышение температуры в зоне продуктивного интервала, влияющей на процесс формирования цементного камня.
|
Техническое решение изобретения
|
При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата который заключается в снижении плотности облегченного тампонажного раствора ниже 1400 кг/м3 без применения ПАВ.
|
Технический результат Сущность изобретения
|
Указанный технический результат достигается это тем, что облегченный тампонажный раствор, включающий портландцемент, облегчающую добавку алюмосиликатные полые микросферы, инертный газ в виде азота содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:
Портландцемент 85
Алюмосиликатные полые микросферы 15
Азот 0,035 – 0,04
Вода 45 - 60
При добавлении азота в облегченный тампонажный раствор с использованием АСПМ происходит снижение плотности до 1180 кг/м3 в следствии заполнения газом полых микросфер. Заполнение азотом полых микросфер дает возможность отказа от применения ПАВ (поверхностно активных веществ) в качестве связывающего газового компонента. Отсутствие ПАВ в азотонаполненной тампонажной системе (АТС) дает возможность осуществления четкого контроля за параметрами аэрации, кратности (вспениваемости) цементного раствора.
|
Продолжение таблицы 4
Перечень графических изображений
|
На фиг. 1 показана зависимость кратности пены (вспениваемость) АТС от времени (1 – без добавочный; 2 – с АСПМ 15 %), при постоянной производительности установки(МВа – 0,36) - 7,2 м3/ч. 
|
На фиг. 2 показаны изменения прочностных характеристик (1 – прочность на изгиб через 1 сутки; 2 – прочность на изгиб через 2 суток; 3 – прочность на сжатие через 2 суток) в зависимости от азотонасыщения и давления формирования образцов цементного камня с добавлением облегчающей добавки алюмосиликатных полых микросфер (АСПМ). На фиг. 3 представлена зависимость флюидопроницаемости от давления формирования образцов АТС (1 – без добавочный 2– с АСПМ 15 %).
|
Продолжение таблицы 4
Примеры конкретного выполнения
|
Облегченный тампонажный раствор готовят следующим образом. В тампонажный портландцемент бездобавочный с нормированными требованиями при водоцементном отношении равном 0,44 (ГОСТ 26798.1 – 96) - ПЦТ-I-G-СС-1 добавляют жидкость затворения, в виде воды. Облегчающей добавкой в тампонажные растворы используют микросферы (АСПМ) до 15 %. Алюмосиликатные полые микросферы (АСПМ) являются отходом сжигания топлива в ТЭЦ. Микросферы представляют собой легкий сыпучий порошок серого цвета, состоящий из отдельных полых частиц сферической формы, истинная плотность которого в зависимости от влажности составляет 400 – 500 кг/м3. Минералогический компонентный состав представлен преимущественно SiO2 – 54,4 % и Al2O3 – 25,1 %. Отмечается высокое содержание кремнезема и оксида алюминия, суммарное содержание которых превышает 90 %. Содержание остальных компонентов незначительно. Прочность на разрушение при гидростатическом сжатии до 30 МПа. После тщательного перемешивания облегченного тампонажного теста ( 2 – 3 мин) производят добавление азота в количестве 0,035 – 0,04 %.
|
Технико-экономическая эффективность
|
Повышение качества крепления скважин в условиях аномально низких пластовых давлений
|
Формула изобретения
(вещество-композиции)
|
Облегченный тампонажный раствор, включающий портландцемент, АСПМ, воду, азот отличающаяся тем, что с целью снижения плотности цементного раствора ниже 1400 кг/м3 с сохранением физико – механических свойств удовлетворяющих требованиям ТУ на облегченные тампонажные растворы, алюмосиликатные полые микросферы заполняют инертным газом – азотом при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Портландцемент 85
Алюмосиликатные полые микросферы 15
Азот 0,035 – 0,04
Вода 45 - 60
|
Продолжение таблицы 4
Реферат по признаку – вещество (композиции)
|
Область техники, к
которой относится
изобретение
|
Изобретение относится к строительству нефтяных, газовых и разведочных скважин и может использоваться для изоляции горизонтов с аномально низкими пластовыми давлениями.
|
Сущность изобретения
|
Облегченный тампонажный раствор, включает портландцемент, облегчающую добавку алюмосиликатные полые микросферы, инертный газ в виде азота содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:
Портландцемент 85
Алюмосиликатные полые микросферы 15
Азот 0,035 – 0,04
Вода 45 - 60
При добавлении азота в облегченный тампонажный раствор с использованием АСПМ происходит снижение плотности до 1180 кг/м3 в следствии заполнения газом полых микросфер. Заполнение азотом полых микросфер дает возможность отказа от применения ПАВ (поверхностно активных веществ) в качестве связывающего газового компонента. Отсутствие ПАВ в азотонаполненной тампонажной системе (АТС) дает возможность осуществления четкого контроля за параметрами аэрации, кратности (вспениваемости) цементного раствора.
|
Технический результат
|
Снижение плотности облегченного тампонажного раствора ниже 1400 кг/м3 без применения ПАВ.
|
4.3 Задание
Научиться работать с изобретением.
4.4 Указания по выполнению работы
По вариантам представленным в таблице 5 провести анализ изобретения.
Таблица 5 - Задания по вариантам
№ варианта
|
Изобретение согласно МПК
|
1
|
Е21В4/02, Е21В7/08 №2149971
|
2
|
Е21В4/02 №2159838
|
3
|
Е21В33/14 №1707185
|
4
|
Е21В33/138, С04В38/02 №2084427
|
5
|
Е21В33/138 №2021488
|
6
|
Е21В4/02 №2187616
|
7
|
Е21В33/138 №1756537
|
8
|
Е21В33/138 №94007861
|
9
|
Е21В4/02 №2166054
|
10
|
Е21В33/14 №1723308
|
11
|
Е21В4/02, F04С2/10 №2150566
|
12
|
Е21В37/02, Е21В4/02 №2179233
|
13
|
Е21В4/02 №2260106
|
14
|
Е21В4/02, Е21В7/08 №2186923
|
15
|
Е21В4/02 №1794176
| |
