Способ приготовления тампонажного материала
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО МАТЕРИАЛА, включающий расплавление битума, введение минеральных добавок и поверхностно-активных веществ и перемешивание до однородной массы, отличающийся тем, что, с целью повыщения удоб(тва хранения, транспортирования и применения тампонажного материала , полученную однородную массу обращают в твердое порощкообразное состояние с удельной поверхностью 500-1500 см/г. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
З(59 21 В 33138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
21) 3459083/22-03
j22) 12.03.82 (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) Л. П. Левентюк, А. В. Черненко и О. Н. Обозин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1. Дробышевская H. И. Новые виды тампонирующих веществ. Материалы всесоюзного совешания «Борьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении нефтяных скважин», Бугульма, 1964, с. 204—
205.
2. Рафиенко И. И. Применение битумных смесей для ликвидации поглощения.
PH fC «Бурение», 1967, № 7, с. 14 — 17 (про тотип) .
„„SU„„! 067202 A (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
ТАМПОНАЖНОГО МАТЕРИАЛА, включающий расплавление битума, введение минеральных добавок и поверхностно-активных веществ и перемеш иванне до однородной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения удобчтва хранения, транспортирования и применения тампонажного материала, полученную однородную массу обращают в твердое порошкообразное состояние с удельной поверхностью 500 в 1500 см /г.
1087202
20
f
Изобретение относится к креплению неф тяных и газовых скважин, а именно к спо собам приготовления тампонажных материалов.
Известен способ получения песчано-битумного та мпонирующего вещества, включающий ввод в бентонитовую суспензию с сульфонатриевыми солями расплавленной или охлажденной смеси битума с песком 11).
Однако для хранения и транспортировки этот материал не пригоден, так как вся. система кинематически нестабильна из-эа быстрого расслоения на твердую фазу и буровой раствор вследствие контакта песка с битумом в присутствии сульфонатриевой соли, что приводит к слипанию в крупные комки и их оседанию. Кроме того, интенсивное комкообразование не позволяет применять этот тампонирующий материал для крепления колонн, та к как невозможно осугцествить транспортировку в заколонное пространство.
Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления тампонажного материала, включающий расплавление битума, введение минеральных добавок и поверхностно-активных веществ (ПАВ) и перемешивание до однородной массы .12) .
Однако известным способом получают материал, непригодный для крепления обсадных колонн, особенно эксплуатационных в глубоких скважинах, так как транспортирование его по стволу скважины. к месту расположения за колонной не представляется возможным из-за быстрого его охлаждения и уменьшения подвижности. Кроме того, материал, полученный вышеуказанным способом, неудобен при хранении и наземном транспортировании из-за необходимости поддержания в течение всего времени положительной температуры, обеспечивающей нужную для применения подвижность, которая резко уменьшается при понижении температуры.
Неудобство при хранении и транспортировании ограничивает возможность приготовления в заводских условиях тампонажно-. го материала, так как требуются специально подогреваемые оборудование и транспорт.
Цель изобретения — повышение удобст- .
45 ва хранения, транспортирования и применения тампонажного материала.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения тампонажного материала, включающему расплавление битума, введение минеральных добавок и ПАВ и перемешивание до однородной массы, последнюю обращают в твердое порошкообразное состояние с удельной поверхностью
500 — 1500 см /г.
Наиболее рациональным является способ гранулирования, который позволяет получить порошкообраэный материал непосред" венно из расплава, минуя охлаждение.
Гранулирование проводится в башнях, имеющих цилиндрическую или прямоугольную форму с конусным разгрузочным днищем. Высота башен может быть 15 — !00 м.
В качестве гранулирующей машины может быть использован гранулятор тарельчатого типа со скоростью вращения тарелки 14 об/ мин, с диаметром тарелки 4,5 м, высотой борта тарелки 30 см, углом наклона 45 .
Г1адаюшие на тарелку капли илава охлаждаются встречным потоком воздуха и кристаллизируются в виде гранул нужного размера.
Необходимая удельная поверхность иороц1кообразного тампонажного материала на основе битум-минеральной композиции установлена испытаниями на прочность камня, образующегося из порошка обособлени-ем из водной днсперснонной среды по ОСТ
39-051-77.
В формы для образцов с размерами 20Х
Х20ХОО мм заливаются смеси порошкообразного тампонажного материала с различной удельной поверхностью и носителя (воды) . При водотвердом отношении, равном
0 5> растекаемость смеси, определенная по
ГОСТ 581-78, с оста вл яет 9 с м. Н е которое. время (2--3 мин) образцы находятся в покое для необходимого расслоения смеси.
После прогрева подачей тепла через дно формы подвод тепла прекращают, и материал самопроизвольно остывает, превращаясь в твердое пористое вещество — камень с прочностью, зависящей от удельной поверхности исходного порошка(см. табл. 1) Увеличивать удельную поверхность выше 1500 см /г нерационально, так как прочность уже при этом значении удовлетворяет требованиям ГОСТ 1581-78, и к тому же это сопряжено с увеличением энергозатрат на измельчение материала.
Уменьшение удельной поверхности исходного порошка ниже 500 см /г приводит с одной стороны к снижению прочности «камня» до величины, не отвечающей минимальному значению при прогреве 0,5 ч, с другой стороны к увеличению энергозатрат при увеличении продолжительности прогрева до 1,5ч.
При применении предлагаемого способа не ограничивается время процесса цементирования иэ-за остывания, загустевания и твердения расплавленной массы; транспортировку материала в заколонное пространство возможно осуществить стандартным гидро- и пневмотранспортом, используемым в буровой технике для промывки и цементирования; исключается необходимость подвода тепла к тампонажному материалу при его транспортировке к месту применения (от завода к скважине) и при транспортировке
rio стволу скважины к интервалу ее цементирования.
В твердое состояние тампонажный материал обращают нагреванием до температу1067202
Таблица1
0,5 3,00 2,74 2,52 2,13 1,81 1,55 1,38 1,00 0,8 0,4
2,9, 2,68 2,45 2,18 1,83 1,52 1,30 1,0 0,8
3,2
1,5 ры плавления, выдерживание при этой температуре и охлаждением.
Гарантийный срок хранения без потерь физико-химических свойств определяется битумной составляющей основы и составляет
1 год со дня изготовления.
Новый способ приготовления тампонажного материала на основе битум-минеральной композиции дает возможность введения минеральных добавок в количестве, превышающем 50% от веса битума, так как не требуется регулирования густоты смеси, вли° яющей на выдавливание через перфорационные отверстия.
Применение порошкообразного тампонажного материала «а основе битум-минеральной композиции позволяет не регламентировать время процесса крепления, доставки и дает возможность транспортировать материал в заколонное пространство стандартным гидропневмотранспортным оборудова-. нием. Разогрев материала с целью моноли-. тизации производится непосредственно при нахождении его в затрубном пространстве.
Кроме того, полученный монолит устойчив к воздействию агрессивных сред (табл. 2).
Порошкообразный тампонажный материал битум-минеральной композиции для испытания коррозийной стойкости получен на основе битума марки БН 90/10 (ГОСТ
661776) с содержанием 50% кварцевого песка. Тампонажный раствор получен при смешении порошкообразного материала с питьевой водой при В/Т = 0,3. Образцы были погружены в агрессивную среду с темпера15 турой 50 С. Агрессивная среда — пластовая вода Ишимбайского месторождения—
С1 130,58 г/л; $0 — 1,50 г/л; Са" — 9,63 г/л;
Mg — 3,90 г/л; К вЂ” 90,58 г/л.
1067202
«»
СЭ
Ю Г
СЧ
lA ОЪ Г
Г 1 СЧ I«4
С ° м
О«
СЧ
«О
ГЧ
iO
ГЧ
«4
IO «"1
Г 1 ГЧ
Ф I O»
Фп3Ох а
v o, Ф Е 43» свЧою х «! CO 3 3- О СО «ОЪ lA « «П с о о о Г Ъ Г Ъ ОЪ «О »Ч ОЪ о «О «О Э С> «\ СО С 1 M 3 С 1 CO С» Ю «« iO M o o Ч о 3» П31 1 о»х е хах х п1ФХ хее Ф Фаa х «х о х пъ е Ч а х х о СВ ПЪ О Ю о С" Ъ ° 4 43 2 IU 43 CL Ф а х ц «О О О О х а «х о х «3 «П Г 1 о с м а 6- ° «-4 36 О« ГЧ CO «4 «О СЧ СЭ «Ъ «t Г Г 4 Г 4 оо IA Г 1 OO CO СЧ С 4 Cl Ю О \ Ю СЭ :3 Я о, л ЕО»О о Ч о о Е Е43аа1 СО Х Х Чс Х СЭ Ю ОЪ Г \ СО м С 1 3 о. «О «О «l M Г 1 iA о «О » й) Cl о О \ 3 о й\ СО Г4 Ю м Cl Ю «-4 1 е 1 » а п3 а «х о х Я о х и 33. а c iO ! О ю СХ «оо 2 « СЧ ГЧ Ol «Ч ГЧ Г «О «4 Ю Г Ъ CO ГЧ ГЧ С 1 Э СЧ « Г х СО Ю lA ОЭ о «О IO СО м с о «Ъ «Ъ «3 СЭ «1 СО «I Ю Cl :3 «33 -I «t о Ю й! Г Ъ Я 3» а дх е ve о Ч о ЕЕЭЭаа СО Ф Х м CO O ОЪ ОЪ о о «О «О «Г СЭ ««\ «1 Оl IX о X Ф Ц 2 CC х о . е ПЪ lO о. lO СЭ Ы о ! » е ll О .а 4 «О С3 СХ 3Оо 2 «О 1 ГЧ ГЧ In Г 1 СЧ Г 4 ГЧ «4 l Г Ъ ГЧ Г \ CO о С. О СЧ м о Г 1 О Ъ П Г о- о м СО IA С« СЭ Cl «3 о Cl IA «" 1 Ю о iA \О «О м «,О Г 1 ° "4 СО «О «Э о о «1 СО Г 1 о «О Cl Ю Il СЭСО ! О - п1 OOI \О Г 1 M «4 С Ч «) Ю «1 Ю Г 1 О « Г Ч ГN «О ГЧ Г «М -«CO IA o- o СЭ Ю «О C) е 1 а пп п1 . vn,Чяо Ф Е 43 !» ГО Ч о «3 х о Ю IA Ю о ОЪ ГЪ CO «3 Ю IA «1 Ю lA, Г Ъ Г 1 СО Ч Г Ъ «Ъ Э Cl м м Ю «О «-4 ОЪ Ю н X о U Ю Ci. - C3 соасх IC3 43 X Г 4 Ю Г Ъ «О ГЧ 4 м ««1 СЧ «О ГЧ СЧ Г Ъ СЭ Г \ о Ф Г м «3 о Cl ОЪ Г « Ю о Г 1 СО «3 Ю СЭ «1 Cl Cl «3 о 71 M СО Г Ъ «Ъ «3 o o «О ОЪ Cl м м ОЪ о «СЭ «О Ю й! Ю о Составитель В. Виниченко Редактор Н. Ковалева Техред И. l3epec Корректор А. Илваи Заказ 10908/33 Тираж 569 1Идписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская, наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 C о ПЭ х v о Ф а 3« п3 О3 «х о х х 2о CO m O и о х Л Ф ФЧа Х Х«3 Х IO O 1 О О Ф Я х ПП п3 43 хо v ао ееаа СОЧЧ о Ф Я Ф ПЭ 43 х»о -v 0 7«0 3» ееааx св ЧЧ2 1 п1 а о IO O О О О \ «П о о ПЪ 2 х н о 2 X а е х о х х 1 х о Ф н X х ПЭ о х п3 х х а Ю ОЪ «t Ю « X а 3 Ф » а п3 а I х а С CC о х » «3 Г 1 I» CO l«I Г х ГЧ о х 43 1. ° о о х о а 3» н lU Ц ПЭ п1 н v о v х и о о х «х о н 0 и е х 1 е I«) о 
