Тампонажный раствор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Социалистических
Республик
О П И С АНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ н>765499
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 10. 78 (21) 2671054/22-03 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет
Е 21 В 33/138
Государственный комитет
СССР оо делам изобретений н открытий
Опубликовано 2309.80. Бюллетень М 35 (53) УДК 622. .245.44(088. 8) Дата опубликования описания 2309,80 (72) Авторы изобретения
Н. М. Макеев, E. П. Ильясов, A. С. Утробин, В. И. Капралов, В. A. Опалев и Н. Н. Касаткина
Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР
Изобретение относится к производству тампонажных растворов, в частности для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в высокопористых, кавернозных,5 дещеристых и трещиноватых породах при полной интенсивности поглощения бурового раствора 100-180 м /ч, а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента, и может быть 10 использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле.
Известен цементно-полимерный там— понажный раствор для изоляции водо-. притоков. Он содержит цемент эпоксидно-алифатическую смолу ТЭГ-1, отвердитель смолы — полиэтиленполиамин (ПЭПА) и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:
Цемент 100 20
ТЭГ-1 4-6
ПЭПА 0,8-1,2
Вода 45,2-65,2 (11
Однако укаэанный тампонажный материал не обеспечивает качественной 25 изоляции зон поглощений водопритоков, поскольку у него отсутствуют адгезионные свойства в ранние сроки схватывания. Кроме того, он характеризует- ся низкими закупоривающими свойствамщ0
2 поэтому легко размывается пластовыми водами.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является тампонажный раствор для изоляции зон поглощения в закарстованных породах. Он содержит цемент, полиакриламид (TIAA), хлорид кальция и воду при следующем соот: ношении компонентов, вес.ч:
Цемент 100
ПАА 0,1
Хлорид кальция 5
Вода 45 (2)
Однако у этого известного состава также отсутствуют адгезионные свойст-. ва в ранние сроки схватывания. Кроме того, этот состав характеризуется малой первоначальной густотой, низкой пластической прочностью и большими сроками охватывания, что не позволяет качественно производить тампонажные работы, особенно при полной интенсивности поглощения бурового раствора(до.
180 м /ч), а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. В такях условиях известный состав размывается.
Целью изобретения является получение тампонажного раствора, который
765499
Благодаря тому, что в раствор, вклю». чающий ПАА, вводят кальцинированную ,соду, происходит гидролиз полиакриламида. Наличие гидролизованного полиакрнламида приводит к появлению у pac- твора нысоких адгезионных свойств н ранние сроки схватывания с одновременным повышением его структурноМеханических свойств.
Пример. Для получения пред2S лагаемого тампонажного раствора берут портландцемент тампонажный, полиакриламид (ПАА) (Т1 6-01-1049-76)p представляющий собой желеобразное йещество, хпорид кальция /ГОСТ 446077/- белый аморфный порошок ; соду
Таблица 1
Компоненты, вес.ч
Свойства тампонажного состава
Пласти ческая прочность через
5 мин, r/ñì
Срок схватывания, ч-мин
Густо та по
Тет майер через
5 мин
Кальци- Вода нирован ная со. да
Расте каемость
АдгеПредлагаемый состав
1,8 нет 4 нет 28 нет 39 нет 38 нет 37 нет 22
120 0
100
3,5
100
5,5
100
5,2
100
2,8
7-00
9-00
5-40
7-30
100
100
Известный состав
0,1 5
3-25 4-55 нет 2 7
100 обладал бы адгезионными свойствами в ранние срски схватывания и однонременНо имел бы повышенную густоту, нысо кую пла .тическую прочность и малые сроки схватывания.
Это достигается тем, что тампонажйый раствор дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:
Цемент 100
Полиакриламид (ПАА) 0,1-0,3
Хлорид кальция 3,4-5
Кальцинированная сода 0,067-0,2
Вода 40-60
0,05 3,5 0,033 40,9
0,1 3,5 0,067 42,8
0,12 5,0 0,08 40
0,12 5,0 0,08 43,1
0,15 5,0 0,1 44,3
0,3 5,0 0,2 60
0,4 5 0 0,261 63,8 кальциниронанную /ГОСТ 5100-73/ белый порошок; водопроводную воду, общей жидкостью 5-6 мг-экв/л.
Вначале в отдельной емкости готонят 2,5%-ный раствор гидролизованного p T o o H K H MH (I1AA).Äëÿ этого н 3,83-11,5 мл воды при температуре 60 C Т о Т 0,067-0,2 r кальцинированной соды, а затем в этом растворе растворяют 0,1-0,3 г ПАА.
Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры. В другой емкости готовят раствор хлорида кальция, для чего 3,5-5 r последнего растворяют в оставшемся количестве воды. На получен-; ном растворе хлорида кальциИ затворяют 100 r цемента. Затем в цементный раствор вливают ранее приготовленный
2,5%-ный раствор гидролизонанного полиакриламида и перемешинают нсе в течение 1 мин со скоростью 100 об/мин, В каждом опыте определяют адгезионные и структурно-механические свойства образовавшегося тампонажного раствора.
Свойства тампонажного раствора сравнивают со свойствами известного раствора, содержащего цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду.
Данные о компонентном состане и свойствах предлагаемого и известного тампонажных растноров приведены в табл. 1.
12 2-20 3-10
34 2-10 2-40
95 1-00 2-20
80 1-20 2-40
70 2-00 3-40
765499 очень трудно, так как состав размывается и заливку обычно ведут несколько раэ.
Кроме того, при использовании тампонажного раствора ускоряется время бурения осложненных скважин, так как уже в ранние сроки схватывания у него проявляются высокие адгезионные свойства, т, е. практически уже через 6 ч можно проводить бурение образовавшегося в скважине"тампонажного стакана", У известного тампонажного раствора адгезионные свойства вообще отсутствуют в ранние сроки схватывания, что ведет к его размыванию пластовыми водами, к повторным заливкам, к дли15 тельному выдерживанию скважины до образования "тампонажного стакана" (более 10 ч),что увеличивает время бурения.
100
Цемент
100
Полиакриламид (ПАЛ)0,1-0,3
0,12
Хлорид кальция 3,5-5
Кальцинированная сода 0,067-0,2
0,08
Вода 40-60
Формула изобретения
Предлагаемый тампонажный раствор по сравнению с известным имеет ряд преимуществ.
Он обладает адгезионными свойствами у><е в ранние сроки схватывания (через 6 ч), в то время как известный состав в такой промежуток времени вообще не приобретает эти свойства. 30
Кроме того, первоначальная густота его выше в 11-19,5 раза, пластическая прочность выше в 4,3-13,5 раза, короче сроки схватывания: начало схватывания короче в 1,6-2 раза, а конец 35 схватывания — в 1,3-1,7 раза.
Благодаря тому, что тампонажный раствор одновременно обладает как адгезионными свойствами в ранние сроки схватывания, так и высокими структур- 4р но-механическими свойствами, создается возможность производить качественную изоляцию эон поглощений и водопритоков за одну обработку в высокопористых, кавернозных, пещеристых и трещиноватых породах даже при полной интенсив- 45 ности поглощения бурового раствора, достигающего до 180 м /ч, а также
1при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. При использо-. вании известного состава в таких ус- 5р ловиях качественной изоляции достичь
Составитель B. Бакшутов
Корректор Г. Решетник
Редактор Е. Полионова Техред Н.Граб
Заказ 7264/58 Тираж 626 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент"< r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предельные и оптимальные значения предлагаемого тампонажного состава, выявленные на основании испытаний, приведены в табл. 2.
Таблица2
Тампонажный раствор для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в закарстованных и трещиноватых породах, содержащий в качестве основы цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что, с целью придания составу адгезионных свойств в ранние сроки схватывания с одновременным повышением густоты, пластической прочности и сокращением сроков схватывания, он дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:
Цемент 100
Полиакриламид 0,1-0,3
Хлорид кальция 3,5-5
Кальцинированная сода 0,067-0,2
Вода 40-60
Источники информации, приняте во внимание при экспертизе
1. Женов В. Г.. Ермолаев 1О. Н.
РНТС "Нефтепромысловое дело". М., ВНИИОЭНГ, 9 6, 1977, с. 23-26.
2. Тематический научно-технический обзор "Эффективность применения тампонажных ласт для ликвидации зон поглощения". Сер. "Бурение", M.
ВНИИОЭНГ, 1974, с 43 (прототип).