Тампонажный состав
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.
