Способ приготовления комплексного реагента для тампонажных растворов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК э(бр Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВ ТОР СКОМУ(С В И ДЕ ТОЬСТ ВМ l3 . (21) 3596687/22-03 (22) 04.04.83 (46) 30.10 84. Бюл. В 40 (72) А.И. Булатов, О.П. Гень, Л.И. Рябова и С..Е. Додонова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.245.42(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 823336, кл. С 04 В 13/22, 1979.

2. Заявка Великобритании

Ф 1579356, кл. С 04 В, Е 21 В 33/4, 1981 (прототип).. (54)(57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

КОМПЛЕКСНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ на основе безводных ,электролитов †. ускорителей сроков

„Я0„„1121398 А схватывания, включающий их таблетирование или грануляцию, покрытие оболочкой и сушку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сохранения подвижности тампонажного раствора до необходимой глубины путем регулирования скосов загустевания и схватывания тампонажного раствора, в качестве покрытия используют раст вор или расплав водорастворимого нолимера — регулятора реологических свойств и замедлителя схватывания тампонажного раствора, а сушат при температуре не выше температуры деструкции полимера, причем толщина слоя водорастворимого полимера составляет от 2 до 50Х толщины готовой таблетки или гранулы.

1 112

Изобретение относится к реагентам, применяемым в нефтегазодобыче„ в частности при креплении нефтяных, газовых и нагнетательных скважин.

Известен способ приготовления комплексной добавки, предназначенной для ускорения твердения, заключающийся в смешивании компонентов и ин гранулирааании (1) .

Наиболее близким по технической сущности является способ приготовления комплексного реагента для тампонажных растворов, согласно которому ускоритель сроков схватывания— хлориды кальция и натрия, силикат натрия или их смеси, гранулируют и покрывают оболочкой парафина. Цементный раствор с приготовленным таким образом комплексным реагентом предназначен для цементирования в глубоких высокотемпературных скважинах f2) .

Однако при высоких температурах парафин быстро расплавляется, что приводит к преждевременному действию ускорителя, загустеванию и схватыванию цементного раствора. Вследствие этого при приготовлении тампонажного раствора требуется введение реагента — замедлителя схватывания, сохраняющего прокачиваемость тампонажного раствора при подъеме

его до устья скважины.

1398

40

50

Целью изобретения является сохранение подвижности тампонажного раствора до необходимой глубины путем регулирования сроков загустевания и схватывания темпонажного раствора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления комплексного реагента для тампонажных растворов на основе безводных электролитов - ускорителей сроков схватывания, включающему их таблетирование или грануляцию, покрытие оболочкой и сушку, в качестве покрытия используют раствор или расллав водорастворимого полимера — регулятора реологических свойств и замедлителя схватывания тампонажного раствора, а сушат при температуре не выше температуры деструкции полимера, причем толщина слоя водорастворимого полимера составляет от 2 до 50Х толщины готовой таблетки или гранулы.

fS

30

Пример. Приготовление комп лексного реагента для тампонажных растворов.

Порошкообраэный сернокислый натрий и сернокислый алюминий (2:1) перемешивак>т и готовую смесь засыпают на матрицу пресс-формы. Пуансоны матрицы имеют сферическую форму, поэтому таблетки имеют вид чечевички от 1 до 5 мм в диаметре. Возможно приготовление гранул из рас-. плава солей путем распыления его в грануляторе.

Таблетки или гранулы располагаются на вибросите и путем разбрызгивания, например, 10Х-ного раствора

КМЦ из форсунки покрывают тонкой оболочкой, затем сушат путем обдувания сухим горячим воздухом (при

70-120 С). Такое напыление на тебо летку проводят в несколько приемов: покрывают оболочкой, сушат горячим воздухом и снова повторяют те же операции ° Таким образом, наносят пленку толщиной от 2 до 507 толщины таблетки в зависимости от заданных свойств.

При приготовлении тампонажного раствора таблетки комплексного реагента вводят в тампонажное вяжущее, готовят тампонажный раствор соглас;но OCT 39051-?7 путем смешения вяжущего с водой и закачивают в скважину. При этом оболочка гранул начинает постепенно растворяться и реа гент действует как замедлитель, удлиняя сроки схватывания и загустевания раствора. Толщина оболочки покрытия обеспечивает изоляцию ускорителя схватывания и твердения до момента эакачивания прокачивания тампонажного раствора. После этого начинает действовать ускоритель.

Растворяющийся электролит ускоряет схватывание и твердение раствора.

Толщину полимерного покрытия контролируют следующим образом.

Замеряют диаметр гранул электролита перед покрытием их полимером и .. после покрытия. Разница дает среднюю толщину покрытия. Поскольку размер гранул и толщина покрытия колеблются, то измерения носят статистический характер, т.е. измеряют большое количество гранул и вычисляют средние значения.

Толщина покрытия подбирается экспериментально такой, чтобы обеслечить требования к тампонажным

Сроки схваПрочность чеПлотРастекаеДиаметр оболочки ядра, Х тывания при

75 С рез сут. твердения, при 75 С, МПА, на ность, г/см мость, см

Нача- Конец ло изгиб сжатие

КМЦ-10 (р) 2

1 СаСЕ2 90

50

30

КМЦ-10 2

40(р) 50

2 К Со> 90

26

75

Гипан 10 2

40 50

30 25

3 НаНОу 90

NaN02 60 и

Na>SO .7O растворам на конкретных скважинах: по срокам схватывания, загустевания

Она может быть разной в зависимости от конкретных требований. В связи с этим изготавливать предполагается капсулированные реагенты нескольких модификаций — с разными видами ядра, покрытия и разной толщиной последнего. Составы комплексного реагента и влияние его на характеристики тампонажного раствора и камня на его основе приведены в таблице.

Технология изготовления предлагаемых капсулированных реагентов сле дующая.

Расплавленный электролит распыляется в грануляционной башне, затем гранулы подаются в распылительную колонну, где на них наносится слой полимера.

В распылительной колонне нанесение полимера осуществляется в псевдоожиженном слое. Толщина покрытия регулируется скоростью движения гранул через аэрозоль расплава или

Состав Р, ускорителя, 7

Ядро ускорителя Покрытие

21398 4 рас T l30pa полимера Пл T1pl1MEåp > при изготовлении одной из партий реагентов на 10 кг гранул электролита израсходован 1 кг полимера (с учетом потерь) °

Капсулированный реагент вводят в тампонажный раствор 1,5-6Х, массы вяжущего. Конкретные количества реагента подбираются эксперименталь10 но °

Использование комплексного реагента по предлагаемому способу приготовления обеспечивает тампонажному раствору следующие преимущества, а именно: исключает осложнения при креллении скважин по причине преждевременной потери прокачиваемости тампонажного раствора вследствие воздействия ускорителя схватывания, облегчает дозировку многокомпонентного реагента на скважине.

Зкономический эффект от применения комплексного реагента составит l5,6 тыс. рыб. на 1 т комплексного

25 реагента °

21 1,82 3-00 4-00 4,1 20,0

21 1,82 3-50 4-50 3,8 18,0

21 182 230 325 35 170

18 1,81 2-30 3-10 4,0 20,0

18 1,81 3-10 4-35 3,6 17,5

18 1,81 2-50 3-50 3,8 18,5

20 1,81 4 4-30 3,9 19,5

20 181 4 15 520 35 165

20 1,81 3-10 4-15 3,5 17,0

1121398

Продолжение таблицы

Состав У, ускорителя, Й

РастекаеПокрытие

Ядро ускорителя мость, см

Начало Конец изгиб сжатие

4 CaCk 90 Гипан 10 2

21 180 400 430 43 215

21 i, 80 4-30 5-00 3, 9 18, 5

21 1,80 4-15 4-55 4 1 20,0

40(р1 50

25

18 1,82 2-00 2-30 .4,1 21,0

2 18 f э82 3-30 5-30 3,9 18,5, 50 18 1 82 4-30 6-15 3 5 17 5 26 18 1,82 4-00 5-50 3,7 18,0

6 Na SO 90 КИЦ 10

25

Прототип 90

7 CaCfg

18 1, 85 2-40 3-30 3,9 19,0

Парафин 10

40 50 18 1 85 2-40 3-30 3,9 19 5

25 26 18 1,85 2-40 3-30 3,9 19,0

8 CaCQ 90 Кани фоль 10 2 21 1, 82 2-40

3-20 4, 1 20,5

21 1 82 2-50 3-45 4,1 20 3

21 1у82 3-00 3-50 4,2 21,0

9 Na» ЯО 90 Канифоль fO

Зь9 18ъ0

2-45 3-30

2 21 1 82

2-50 3-50 3 8 18,5

30 25 21 1 81

40 50 21 1,81

3-00 4-00

4,0 18,0

П р и м е ч а н и е: P - расплав, без знака - раствор.

3ННИПИ Заказ 7900/24 Тирам 564 Подписное

Фщииал ДПН BaT03E1 ю г Уагород, ул Проектная, 4

К СЩ 60

111 75

5 Вазовыи обьек

CaC g

А1 (80 1бО

2:1 75

NaCk 60

Диаметр оболочки ядра, Ж

30 25

40 50

Плотность, г/см

Сроки схватывания при

75 С

Прочность через сут. твердения, при 75 С, МПА, на