Тампонажный состав

Тампонажный состав

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

512 2 А

09) SU Ин

3(sn Е 21 В 3 /138

t (д

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3493064/22-03 (22) 27.05.82 (46) 30: 10.8Z. Бюл. И 40 (72) Н, М. Макеев, В.Н. Поляков, В.И. Капралов и Н.H.Êàñàòêèíà (71) Пермский государственный научноисследовательский и flpoBKTHblH инсти.тут нефтяной промышленности

{53) 6.22.245.42(088:.:8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 20936:О, кл. E 21 В 33/13, 1966, 2. Авторское свидетельство .СССР

М 605936., кл..Е 21 В 33/138, 1975 (прототип).

I(54)(57) ТАМПОНАЖНЫй СОСТАВ» содер--жащий -каустический магнезит, хлористый магний, добавку и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости образующегося тампонажного камня в условиях слабоминерализованных и сероводородсодержащих пластовых вод при одновременном повышении динамической водоустойчивости состава и уменьше- нии его растекаемости, в качестве добавки он содержит полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, вес.4:

Каустический магнезит 46,66-49,00

Хлористый магний 12,45" 15,34

Полиакриламид 0,24- 0,33

Вода Остальное

4О

1051232 жащий каустический магнезит, хлористый магний и воду. указанный тампонажный состав предназначен для крепления обсадной колонны в скважи не (1) . 15

Однако указанный состав имеет большую растекаемость, низкую водоустойчивость и поэтому легко размывается водой, а тампонажный камень через 2 сут в контакте с сероводо- 20 родсодержащей водой при 10-20 трескается. Поэтому тампонажный состав, не обладая закупоривающими свойствами, после затворения в течение дли" тельного времени не может быть ис- 25 пользован для изоляции зон поглощения при бурении сквачин.

Наиболее близким к предлагаемому является тампонажный состав, содержащий каустический магнезит, хлорис- З0 тый магний, добавку - простой супер" фосфат и воду при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:

Каустический магнезит 33,.3-66,6

Хлористый магний

Простой суперфосфат 1,7- 9,9

Вода Остальное

Этот известный состав используют при цементировании скважин в отложениях С1-Na, К, Hg солевых пород f2) .

Одйако известный тампонажный состав имеет большую растекаемость и легко размывается водой, так как начальная динамическая водоустойчивость у него очень низкая, а сроки схватывания, наоборот, очень велики.

Кроме того, тампонажный камень, образующийся из известного состава, практически не обладает коррозионной

10 -20

50 стойкостью в условиях сероводородсодержащих пластовых вод, так как уже через 3 сут. с момента затворе" ния в этих условиях камень трескаИзобретение относится к производству тампонажных составов и предназначается для изоляции зон поглощений при бурении скважин в карстующихся солевых и пареслаивающихся с солями породах при наличии в них нескольких перетоков пластовых вод,в том числе и при наличии сероводородных пластовых вод.

Известен тампонажный состав, содер- 0 ется и разрушается. Поэтому известный тампонажный состав нельзя использовать для изоляции зон интенсивных поглощений в сильно закарстованных породах,Oн может быть применен лишь при изоляции эон поглощений в мелкотрещиноватых солевых породах, где нет т1еретоков слабоминерализованных и сероводородсодержащих пластовых вод.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости образующегося тампонажного камня в условиях слабоминерализованных и сероводородсодержащих пластовых вод при одновременном повышении динамической водоустойчивости состава и уменьшении его растекаемости.

Поставленная цель достигается тем, что тампонажный состав, содержащий каустический магнезит, хлористый магний, добавку и воду, в качестве добавки содержит полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:

Каустический магнезит 46,66-49,00

Хлористый магний 12,45-15,34

Полиакриламид 0,24- 0,33

Вода ОстальноеПри затворении каустического маг" . с. яезита .насыщенным раствором хлорис1ого магния протекают реакции,при которых наряду с образованием малорастворимого в воде гидроксида магния образуется водорастворимый гидроксихлорид магния. Поэтому магнезиальные вяжущие могут применяться на воздухе или в зонах солей магния.

В основе Формирования структуры твердеющего материала лежит процесс структурообразования суспензий мине" ральных вяжущих веществ, В таком составе полиакриламид в процессе коагуляции в поровом межчастичном пространстве образует дополнительное количество твердого вещества, в результате этого повышается вязкость поровой жидкости. Это улучшает свойства самого тампонажного состава а именно состав теряет текучесть и образуется неразмываемый студень.

C другой стороны,на поверхности кристаллов полиакриламид создает защитную пленку, благодаря чему удается улучшить свойства тампонажного

3 105 I

Камня, а именно снизить его газоводопроницаемость и повысить прочность, Il р и м е р. Для получения тампонажного состава используются магнезит каустический, ГОСТ 1216-75, светлосерый порошок.с желто"серым оттенком, хлористый магний б-водный, ГОСТ 420977, водорастворимый кристаллический порошок белого цвета; полиакриламид (ПАА), ТУ 6-01-1049-76, желеобразное 1о вещество желтого цвета; вода водопроводная общей жесткостью 5 мг-экв/л.

Сначала в одной емкости готовят

3Ф-ный раствор IlAA, для мего 0,240,33 r ПАА (в пересчете на сухое !5 вещество) растворяют при комнатной температуре в 7,76-10,67 г воды (часть от ее общего количества) при тщательном неремешивании.

Затем в отдельной емкости готовят 20

30-35ь-ный раствор хлористого магния.

Для этого 12,45-15,34 г хлористого магния растворяют 28,51-29,12 мл во« ды (остаток воды).

Далее 46,66-49,0 г -каустического 2s магнезита затворяют на растворе хлористого магния. Смесь тщательно пе ремешйвают 1 мин, затем сюда же добавляют ранее приготовленный раствор.

232 4

ПРИ при непрерывном перемешивании.

Перемешивание продолжают 30 с.

В результате смешивания всех ингредиентов получают студнеобразную массу, которая и представляет собой предлагаемый тампонажный состав,сохраняющий способность прокачиваемости по трубам.

В каждом опыте определяют следующие свойства состава: растекае" i

HocTb динамическую водоустойчивость, время схватывания тампонажного сост тава, а также определяют силу сцепления тампонажного-. камня, образующегося из состава, с солями., и коррозионную стойкость этого камня в сероводородсодержащих водах.

Свойства полученного тампонажного состава сравнивают со свойствами известного (прототип) тампонажного состава, содержацего каустический магнезит, хлорид магния, простой суперфосфат и воду, а также со свойствами другого известного. состава (аналог), содержащего каустический ,магнезит, хлористый MarsHA и воду.

Данные об ингредиентном составе и свойствах тампонажных составов приведены в табл.1 .

Ф

ФЧ ФЧ

М О

lA м

IA

-О

1, 3

1 4 т. .!

1 1» и

11:о Ф1 о

ФО < g

11 с

Фч

CO м

I о

EfS с ас с

CO с

-О с

М\ ч» м о

О Чф О

Ч> ОО в -т

Оъ

° О

CO В с Ф

N . C0 ь

Ф

Ф

Ф

CI

4I

ФСФ

СФ

С1 О

О СО

ФО »!

> и

Ф

0 Ф- X

О ЕЕ

О

1

1

1

\ч с

Со

LA с

ОО

ФЧ

Ф с сО СО мм

CO

Фб\

Со

О

ФГ\

О м

Фс

1

1 !

I

1

Ф

Ф !

1

I

I

1

1 !

I . I

Ю

4. Ф

ФО Ф

Р 1

СФ

ФЧ

О

ФО х

u CC Z

Ф е, Оеар

З

Ф.Ф tО

\ч

Г

LA р м с»! . 1 м

ФФ\

1 м р

1 °

М\

Ф" \

I м

Ф/\

1

Ф \

CI

LA

О

1 м ь

О

10

С1

ФСФ

1 Z

ОО

Фч

Оъ

О\ ь с р

О\.

Ф.

ФЛ

О. »1

ФО

Y Þ с

° . о а <о а с

СФ Ф

1-ug

О

N р ь

Фч а

О м

CI

О 1 ! о < а

5!

z о

« t

°t !

<и

0 О с 0 т

Ф:.Ф

ФФ\ СФ 0 Ю

flS

X..

Ф

Со 0! с р

О с

СО

lA

О с

Фч ь

СФ

I Ф

3а

СФ Q

X C

1 В<

8 -„

Со

° 0

lA 0

Ф»

lA 0 ь л с л

< ф

I Ф

Я м

Фч с л м

ЕФ

Ф ФЧ

Ф ь .ь

Ф

LA м

LA

О

О Ф. м

Фс

ОО

С0 м

СФ.

О

<с м о

1 б б

t !

I» LA!

ФО "I вл !

Ф

1!

v с и

t g 9g л м

Ф

О.О! ч

Ю с

О м с< м Фч

Ф с

О О

ОО

Фч

CI

ОФ сч ь

ФЧ с

Ф

I Ю at

I 1- ф

Ф „-! $8

t z

< х

ci

-т

ОЪ р

lA р ь

lA

Ю ь

Фч

lA

О\

lA аА

» л со

Л

Оъ

Со

«4Г

ln

О! <. б

< о

ФФ<

I ,I

«1 у<

X I б .с 1

I в!

4 1

I

1

I

lf

1 1

1

1

1

<

1

1

1

1 !

1

1

1

1

I

Ф

1

Ф

I

I

Ф

1

1

1 б

1 ! !

< ! !

Ф

Ф

1 !

Ф

Ф !

I ! !

1

1

Ф

1

I

1

Э

4 1

1 бб 1

X 1

СФ I

Р I

X 1 х

ФФ

SC I

Ft

1 1

О 1

Q I

ЛФ

I»

М

Ъъ

11

1»

11 I !

1

1 I л I

< 1

Ю 1 I

Я 1 1

1, 1

4 б

ВО!

1 <бч

2 1

«е I

ov < 1

1C Cl 1 1

ОФ 1 I зт! 1 а ° 1 с 1! 1

K u 1 fzv.

I « I 4

0e Z u33u

XCCS XV C

v u C u С Эл х

1 1

I 1

0 ! <С I.

I >X O о о ФцО<.

ФОЕ С<8ж дЯ(р

Ф

I 1

Ф

«<,< ufX a <<М<=ОСФЕ

1 051232

Ю О СФ м м Р \

f 1 1

Ю О Фб Ф р о в

СЬ О\ Оа

О1 Оъ О1 а аА..З 0 О м

Ф с с

N N lA

М .О < Ф Ц<

Л С0 ОФ

105 1232 8 в том, что состав обладает высокой динамической водоустойчивостью (98,-99,51), в то время как у известного состава динамическая водоустойчивость имеет нулевые значения; растекаемость состава в 1,8-2,3 раза меньше, чем у известного состава; тампонажный камень, образующийся из состава, обладает высокой корро10 зионной стойкостью (более 180 сут) в условиях сероводородсодержащих

Таблица 2

Оптимал ьные значения, вес.4

Предельные

Ингредиенты значения, вес.Ф

Хлористый магний

12,45-15,34 15,09

Полиакриламид

0,24.- 0,33 0,28

Остальное

Вода

Остальное

°

Указанные выше значения ингре. диентов .являются,-граничными, так как 25 .их значения в меньшую и большую стороны не позволяют достичь поставленной- цели, а именно состав, содержащий,ь: магнезит 49,80; хлористый магний 13; ПАА 0,2 и вода - остальное (табл.l, опыт 1), образуют таилонажный камень, который через 2 сут дает трещины, что не позволяет в промысловых условиях провести качественную изоляцию. Состав же, содержащий,4: магнезит 45,95; хлористый магний 14,63; ПАА 0,37 и вода остальное (табл.1 опыт 8) имеет очень большие сроки схватывания и у него сни.жается сила сцепления с солями.

Технико-экономические преимущества предлагаемого тампонажного .состава по сравнению с базовым объектом, который принят за прототип, состоят

Составитель R.Íèêóëèí

Редактор: А. Власенко Техред Л.Пилипенко Корректор . А.Повх

° ЬФюЮ&ю& Заказ 8630/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и,открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП патент", г. Ужгород, ул..Проектная, 4

Количественные значения ингредиентов тампонажного состава (предельные и. оптимальные}, выявленные на основании испытаний, приведены в табл.2.

Магнезит каустический 46,66"49,00 47,39 и слабоминерализованных вод, в то время как коррозионная стойкость камня, образованного из известного тампонажного состава, практически в таких условиях ничтожна.

Кроме того, у тампонажного камня, образующегося из тампонажного состава, на 2,7-4,34 выше сила сцепления с солями, чем у известного состава.

Благодаря BblcoKoH динамической водоустойчивости тампонажного состава с момента затворения он не размывается перетоками пластавых вод, .а превращается в тампонажный камень, который имеет хорошее сцепление с солями и является коррозионно-устойчивым как в слабоминерализованных, так и в сероводородных водах.

Предлагаемый тампонажный состав позволяет проводить качественную изоляцию зон поглощений промывочной жидкости в зонах соляного карста даже при наличии в них перетоков слабоминералиэованных и сероводородных вод. Использование же известного состава возможно лишь в пористых средах при отсутствии s них перетоков пластовых флюидов, Технология приготовления состава проста, не требуется дополнительного оборудования.