Тампонажный раствор

Тампонажный раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий мочевино-формальдегидную смолу , кислотный отвердитель, полиакриламид и воду, отличающ.ийс я тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ в . скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала, его отверяодения в интервале температур от 5 до , он содержит мочевиноформальдегидную смолу марки КС-11 с повышенным содержанием метилольных групп при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Мочевино-формальдегидная смола марки КС-11 с повьшениым содержанием метилольных групп 20 - 60 Полиакриламид 1,4-6 Кислотный отвердитель0 ,t - 4,0 сл Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

А (l9) ((< ) (5ц+Е 21 В 33 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,1- 4,0

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 36457 13/22-03 (22) 28.07.83 (46) 15,07.85 Бюл. У 26, (72) Б.С.Лядов, А.Т.Кошелев, С.В.Усов и В.И.Мартынюк (71) Всесоюзный научно-исследовательский .институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 732494, кл. Е 21 В 33/138, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 675168, кл. Е 21 В 33/138, 1979. (54)(57).ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий мочевино-формальдегидную смолу, кислотный отвердитель, полиакриламид и воду, о т л и ч а ю щ.и й— с я. тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ в скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала. его отверждения в интервале температур от 5 до 40 С, он содержит мочевиноформальдегидную смолу марки КС-11 с повышенным содержанием метилольных групп при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Мочевино-формальдегидная смола марки

КС-11 с повышенным содержанием метилольных групп 20- 60

Полиак риламнд 1,4-6

Кислотный отвердитель

Вода

1167

Изобретение относится к бурению нефтяных н газовых скважин и может быть использовано при проведении изо. ляционных работ в процессе бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ в скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала его отверждения.

Пример 1. Приготовили раствор: 1,4 г ПАА (полиакриламид) в

38,5 r воды. При перемешивании в этот раствор прилили 60 r мочевино- 15 формальдегидной смолы (МФС) марки

КС-11 (ТУ6-05-1375-75), затем О, 1 r ортофосфорной кислоты (температура опыта 20 С) .

Вязкость состава, определенная 20 на рео-вискозиметре по Хепплеру, составила 40 мПа с (20 С); рН 4,5.

Через 1 ч образовался вязко"упругий состав (ВУС) с псевдовяэкостью, опре деленной на рео-вискоэиметре по Хеп- 25 плеру, 9600 мПа с. Полная потеря подвижности состава наступила через

7 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 3,1 МПа.

Hp и и е р 2. Приготовили раствор, г: HAA 6; вода 70; КС-11 20; ортофосфорная кислота 4. Температура опыта 20 С; вязкость состава 70 мПа с (20 С); рН 1,8. Через 1 ч 50 иин об-. разовался ВУС с псевдовяэкостью

2830 иПа с.

Полная потеря подвижности состава наступила через 5 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 0,2 МПа. 40

Пример 3. Приготовили раствор г; ПАА 3; вода 46; КС-11 50; ортофосфорная кислота 1. Температура опыта

20 С; вязкость состава 60 иПа с (20 С); рН 2,9. Через 1 ч образовал- 45 ся ВУС с псевдовязкостью 19000 мПа с.

Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 16 МПа.

3а псевдовязкость принимали показание вязкости ВУСа на рео-вискозиметре по Хепплеру с одновременным разрушением структуры при прохождении Марика через состав. 55

П р и и е р 4. Приготовили раствор

r: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола Кф-Ж (ГОСТ 14231-78) Критерием отверждения составов на основе карбамидных смол является кислая среда, т.е. рН<6. Поставленная цель может быть достигнута любым кислым компонентом.

Пример 6. Приготовили раствор, r: ПАА 3; вода 46,7; карбамидофориальдегидная смола (КС-11) 50; соляная кислота (23,87.) 0,3. Температура опыта 20 С; вязкость состава 60 МПа.с. (20 С); рН 3,0. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 20000 МПа с.

Полная потеря подвижности состава наступила через 6,5 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 1,7. МПа.

Коли- Наличие

СоотношеТип свя зующего ние мочевины и

37Õ-ного формалина при синтезе свячество метилольных вязко-упругих свойств групп по сухому веще ст ву,X в присутствии по лиакриламида эующе го

КС-11 1: 3,5-1: 4, О 35 Имеется

22 Нет

24 Нет

КФ-Ж 1: 2,6

КФ-МТ 1: 2, 7

303 г

50; ортофосфорная кислота 1; температура опыта 20 С; вязкость состава

60 МПа -с (20 С) рН 2,8. Через 3 ч состав потерял подвижность (гелеобраэование) без приобретения вязко-упругих свойств. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил

2,1 МПа.

Пример 5. Приготовили раствор, r: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж (ГОСТ 1423178) 50; ортофосфорная кислота 1. Температура опыта 20 С; вязкость состава

66 МПа с (20 С); рН 2,9, Через 2,5 ч, состав потерял подвижность (гелеобраэование) беэ приобретения вязкоупругих свойств. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,2 МПа.

В карбамидофориальдегидных смолах типа КФ-Ж, КФ-МТ по ГОСТ 14231-78 содержание метилольных групп не привышает 247 по сухому веществу (см, таблицу).

03 4 прокачивания существующими агрегатами (с поверхности).

Пример .10.. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 60;вода 33,4; ПАА 6,5; ортофосфорная кислота 0 1. Вязкость. состава 590 MIIa с, т.е. выше технологически приемлемой.

Пример 11. Приготовили раствор, r: мочевино-формальдегидная смола (KC-11) 60; вода 38,7; ПАА 1,2; ортофосфорная кислота О, 1; вязкость состава 32 МПа-с (20 С). ВУС не образуется, Через 7 ч наступило начало гелеобразования раствора, а спустя

1,5 ч — его отверждение. Придел прочности образцов при изгибе через

24 ч составил 2,9 MIIa..

Пример !2 ° Приготовили раствор, r: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 20; вода 73,95; ПАА 6; ортофосфорная кислота 0,05. Вязкость состава 67 МПа.с, рН 6,3. Через 2 ч образовался ВУС с псевдовязкостью

2700 МПа.с. В течение 24 ч отверждения состава не произошло.

Все это можно проиллюстрировать следующими примерами.

3 116.73

Пример 7. Приготовили раствор, г; ПАА 3; вода 46,6; карбамидо-; формальдегидная смола (КС-11) 50; серная кислота (257.) 0,4.

Температура опыта 20 С. Вязкость состава 62 МПа-с (20 С); рН 3,1. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовяз— костью 19600 МПа"с. Полная потеря подвижности состава наступила через

7 ч. Предел прочности образцов прн 10 изгибе через 24 ч составил 1,6 MIIa, Нижньп4 предел карбамидной смолы обусловлен минимальной концентрацией связующего, обеспечивающей гелеобразования всего объема состава. При меньших концентрациях карбамидной смолы состав при отверждении расслаивается, нарушается его гомогенность.

Верхний предел мочевино-формальдегидной смолы обусловлен максимально 20 возможным количеством последней для получения прокачиваемого состава с наибольшим содержанием ПАА (началь- ная вязкость состава не превышает

500 ИПа"с). 25

Нижний предел ПАА обусловлен минимумом его концентрации, при которой образуется ВУС с наименьшим содержанием карбамидной смолы.

Верхний предел ПАА обусловлен мак- З0 симально возможной вязкостью для про" качиваемых тампонажных растворов (вязкость состава не должна превышать 500 МПа:c).

Верхний предел кислотного отвердителя обусловлен минимальным технологически приемлемым временем начала гелеобразования (отверждения) тампонажного состава.

Пример 8. Приготовили раствор, г: мочевино-фармальдегидная смола (КС-11) 18; вода 62; ПАА 6; 45 ортофосфорная кислота 4. Температура опыта 20 С; вязкость состава 90 МПа-с (20 С); рН 1,8. Через 2 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 2700 ИПа-с.

Через 12 ч раствор расслоился с выделением фильтра (вода). Твердое тело не образуется.

Пример 9. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола Ц(С-11) 63; вода 31,9; ПАА 6, ортофосфорная кислота О, 1. Вязкость состава 570 МПа с, т.е. выше того значения, которое лимитируется для

Пример 13. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 60; вода 34,1; ПАА 1,4; ортофосфорная кислота 4,5. Вязкость состава 40 МПа.с (20 С); рН 1,5.

Через время 35 мин образовался гель, а спустя 70 мин -- твердое тело.

Разработанный тампонажный раствор рекомендуется для использования в интервале температур от 5 до 40 С.

Пример 14 . Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (типа KC-11) 50; вода 44;

ПАА 2; ортофосфорная кислота 4. Вязкость состава 46 МПа с (20 C) р

1,08 г/ем, рН 1,8; температура опыз та 5 С. Через 3 ч образовался ВУС с пневдовязкостью 7100 МПа.с, а спустя

8 ч — гель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил

0,15 ИПа.

Пример 15. Приготовили раствор, r: мочевино-формальдегидная смола (типа KC-11) 50; вода 47,9; ПАА 2, ортофосфорная кислота 0,1. Вязкость состава 46 МПа-с (20 С), ф=1,08 г/см, рН 4,6; температура опыта 40 С. Через 20 мин образовался ВУС с псевдовязкостью 8200 MIIa-с, спустя 1 ч— гель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,9 МПа.

5 1167303 6

При температуре опыта менее 5 С шение температурыболее 40 С приводит время гелеобразования увеличивается к кратковременному гелеобразованию соснастолько, что делает материал не става менее 30мин,что такженеприемтехнологичным (более 12 ч), а превы- лимо с технологической точки зрения.

Со ставитель Е . Танчалычев

Редактор Н.Швццкая Техред Л.Мартяшова Корректор М.Самборская

Заказ 4397/32 . Тираж 540 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