Способ подготовки скважин к цементированию

Способ подготовки скважин к цементированию

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И- -С А .Н.. И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о >730955

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200478 (21) 2607953/22-03 (51)м.

Е 21 В 33/138 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 300480. Бюллетень №16

Дата опубликования описания 300480 (53) УДК 622. 245. .44 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.л. Яковлев и И.В. Дияк

Киевский ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. Шевченко Министерства высшего и среднего специального образования Украинской CCP (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СКВАЖИН К ЦЕМЕНТИРОВАНИЮ

Изобретение относится к технологии подготовки скважин к цементированию, в частности, при наличии в разрезе скважин зон поглощения буровых и цементных растворов, и может быть .использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле.

Известны различные способы подготовки скважин к цементированию, заклю"0 чающиеся в удалении глинистой корки слабыми растворами кислот типа НС1 или в закалке в скважину ЗЪ-ного водного раствора полиакриламида с добавками гексарезерциновой смолы и 35 формалина (1).

Однако эти способы не эффективны при наличии в скважине зон сильных поглощений буровых и цементных растворов, так как удаление глинис- 2Q той корки со стенок скважины способствует еще большему увеличению поглощений.

Наиболее близким к изобретению является способ подготовки скважин к 25 цементированию путем одновременной илИ раздельной закачки в скважину вымывающей и разделяющей фаз, входящих в состав буферной жидкости или вязко-упругого разделйтеля (2). 30

Однако этот способ при значительных поглощениях является недостаточно эффективным.

Цель изобретения — создание способа подготовки скважин к цементированию в условиях наличия в геологическом разрезе зон сильных поглощений буровых и цементных растворов °

Поставленная цель достигается тем, что между вымывающей и разделяющей фазами продавливают закупоривающую фазу.

В качестве закупоривающей фазы используется смесь фильтроперлита с содержанием стеклофазы в пределах 96-98% и натриевого жидкого стекла с модулем 2,5-3 с добавлением воды до рокачиваемой консистенции; Компоненты берутся в следующем соотношении, вес.Ъ: жидкое стекло

80-85, фильтроперлит 5-10, вода остальное.

Фильтроперлит широко используется в технологии ряда производств химической, пищевой, нефтеперерабатывающей, фармацевтической и других отраслей народного хозяйства в качестве фильтровального порошка. По физико-техническим показателям фильтроперлит соответствует следующим ос730955

Новным требованиям: насыпной объемный вес — не более 150 кг/м, гранулометрический состав — полный остаток на сите 0,075 мм не более 20%, всплывающих частиц в воде по весу — не более 12%.

Открытая структура зерен фильтроперлита и их гранулометрический состав обеспечивают хорошую смачиваемость и диспергирование фильтроперлита в жидком стекле. Равномерно распределяясь в жидкой фазе, зерна фильтроперлита образуют большую и развитую структурную решетку. Этому. благоприятствует угловатая структура фильтроперлита. В результате фильтроперлитосиликатные смеси обладают повышенной стабильностью. Взаимодействие в условиях пластовых температур между природным стеклом (фильтроперлитом) и жидким, стеклом в присутствии кремнийорганических соединений приводит к повышению вязкости состава и надежной кольматации поглощающего плас. -х.

Поэт: >:.:.y в качестве разделяющей фазы в данном способе используется жидкость .содержащая кремнийорганические соединения, например, водный раст. вор этилснликоната натрия 1-2%-ной концентрат.,ии в расчете на сухое вещество. Этилс.- ликонат натрия выпускается промышленностью в виде 30%-ного водноспиртового раствора.

Состав твердого этилсиликоната натрия представлен следующей формулой: NaO|RSi(ONa)O)nNa. В водном же растворе он, в основном, является мономером и отвечает формуле

RSi(ОН) ONa, где R — этил. В растворе также присутствуют в небольшом количестве димерные и тримерные молекулы. Плотность этилсиликоната натрия при 20 С г/см 1,19; содержание кремния (не менее) 4 вес.%; сухой остаток 30 вес.%; щелочность (в пересчете на NaOH) 15% °

Этилсиликонат натрия имеет щелочную реакцию, неограниченно растворяется в воде, не смешивается с углеводородами.

Использование водного раствора этилсиликоната натрия в качестве разделяющей фазы способствует также защите цементного раствора от преждевременного его охватывания при контакте с закупоривающей фазой, содержащ и избыточное количество жидкого сФекла — ускорителя схватывания.

Технологическая схема способа заключается в следующем.

Перед цементированием обсадной колонны в скважину сначала заканчивают вымывающую фазу, например

2-5%-ый водный раствор триэтаноламина обеспечивающий вытеснение и вымывание глинистого раствора и корки из эоны цементирования.

Затем в скважину заканчивают расчетный объем закупоривающей фазы смеси жидкого стекла и фильтроперлита, которая заполняет очищенные трещины и каналы эоны ухода, задерживается в них благодаря высокой структурообразующей способности и

35 задерживает закачиваемые впоследствии разделяющую фазу и цементный раствор. Н качестве разделяющей фазы используют водный раствор этилсиликоната натрия, что способствует предотвращению преждевременного схва тывания цемента и повышению, вязкости и структурообразованию эакупоривающей смеси.

При контакте цементного раствора с закупоривающей фазой в зоне ухода избыточное жидкое стекло действует как интенсивный ускоритель схватывания цементного раствора, В результате в зоне поглощения образуется прочная перемычка небольшого объеЗО ма, обеспечивающая проведение качественного цементирования с подъемом цемента до заданного уровня. Промышленное использование способа явля ется экономически эффективным, что

35 подтверждается опытом его внедренияв с характеристика результатов испытания и оценка показателей.

Фильтроперлитосиликатные тампоны применяют при цементировании 1-х ступеней эксплуатационных колонн на ряде скважин при наличии сильно поглощающих горизонтов в свите медистых песчаников или араукаритовой свиты верхнего карбона.

Фильтроперлитосиликатную смесь готовят в глиномешалке с добавлением воды до прокачиваемой консистенции в объеме до 4 м . Закачку в скважину смеси производят цементировочными

5О агрегатами с последующей закачкой разделительной воды в объеме 1 м и расчетного количества облегченного цементного раствора.

Состав и свойства фильтроперлитосиликатных смесей, испытанных при цементировании скважин, приведены в таблице. с о

1 Х

{,»еО

{:ой се

Х х а о х и

ov

5а

Д »

{1 и оии

{." о.

g x

1 {C g Е { с е{ ем

»({ (»{ 1» Ц

»О (d Х О о а {{{ с

GI

1 Е» иеиЕ ееои ахи ((1 (-» и хи ое

Р

u v

I Д Е

SIV ои

{." о {

»х х с

Д ол

{{{ 2

1 о а{

{» "4 {-»

{ а" е Э И с е о ох х х д е х н

1. о

{: а (d

lX{ а х х

Е Е. Х 1»

{, хи

Q {({ о

tf N 3 х ихх

»о о о ох {."

1 х

М х 2 и х (d I х х х и

I{I с

{ х 2

ci v x

1{1 с

М»d о х е х„ с) е v " (О 2.

O v

1 е а4 х е

3 I{I о

OI х о (d

{Ц о аи цие о z

X (d v о х ф ае

Л Ц

730955

»О (О с с

CO Г- {.

° -1 (Ч

"Ф с

3» (Ч I (Ю LA (О с M

1»,» с ю о о с с

3» 1

CO (Ч (»Ъ (» ) с с с

Ф» У» » о а ю с с с { (О»A LA с с (=» о о о (-» о (О {A EA

ГЧ»(3 Ч (О LA {A с с с (Ч (Ч (Ч (Ч (О

»»Э О1

{ t (Ч е» г»

1 i (Ч e O ю-» сР О\ (» \ M M (Ч (Ч (Ч о о о

О\ C{» Ch

»» {

О О (1 (Ч LA Ol (Л M M (Ч (Ч N

{- IA CQ (Ч M (1 lO (O Ю

730955

Составитель В. Бакшутов

Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор Г. Решетник

Редактор Н. Горват

Заказ 1484/18 . Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ 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

Тампонажная смесь поднята до проектного уровня, поглощений при этом не наблюдается. Предлагаемый способ является более эффективным по сравнению с известным..

Формула изобретения

1. Способ подготовки скважин к цементированию при наличии зон поглощения буровых и цементных растворов путем последовательной закачки в скважину вымывающей и разделяющей фаз, отличающийся тем, что, с целью более эффективной изоляции зон поглощения, между вымывающей и разделяющей фазами продавливают закупоривающую фазу.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве закупоривающей фазы используют смесь вес.Ъ: жидкое. стекло 80-85; фильтроперлит 5 — 10 и вода остальное., а в качестве разделяющей фазы — вод« ный раствор силиконата натрия 1-2% концентрации на сухое вещество.

И=точники информации, принятые во внимание :при экспертизе

10 1. Авторское свидетельство СССР

Р 402635, кл. С 04 В 21/00, 1971.

2. Булатов A.È. и др., Современное состояние и перспективные развития техники и технологии крепле-.

f5 ния нефтяных скважин, М., ВНИИОЭНТ, 1977, с. 14 (прототип).