Состав для изоляции зон поглощений
СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ, содержащий глину, воду и электролит, отличающийс я тем, что, с целью повьшения его тампонирующей способности, он содержит в качестве электролита отработанный расплав титановых хлораторов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%: 47-55 Глина 30-41 Вода Отработанньй расплав титановых 12-15 хлораторов сл
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ1УБЛИК (19) (И у
4(5() Е 21 В 33/138
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3672127/22-03 (22} 31. 10. 83 (46) 07. 05. 85. Бюл. 9 17 (72) С. Н. Горонович, В.С. Данюшевский, К.А. Джабаров и М.Д. Печатнова (71) Московский ордена Октябрьской
Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М, Губкина (53) 622.245.42(088.8) (56) 1. Эффективность применения тампонажных паст для ликвидации зон поглощений. М., ВНИИОЭНГ, 1974, с. 15-16.
2. Временная инструкция по исследованию изоляции поглощающих пластов и борьбе с поглощением промывочной жидкости при бурении скважин. H., "Недра", 1974.
3. Предупреждение и ликвипация осложнений при бурении скважин.
Обзор зарубежной литературы. Сер.
"Бурение". М., ВНИИОЭНГ, 1968 (прототип).
{54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН
ПОГЛОЩЕНИЙ, содержащий глину, воду и электролит, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его тампонирукюцей способности, он содержит в качестве электролита отработанный расплав титановых хлораторов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.Ж:
47-55
30-41
Глина
Вода
Отработанный расплав титановых
12-15 хлораторов
Г,,,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ р
1154436
Вода
30-41
Отработанный расплав титановых
12-15 хлораторов
Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и др. глубоких скважин, его целесообразно использовать при изоляции зон поглощений В трещиноватых пористых 5 пластах, Для изоляции зон поглощений промывочной жидкости в процессе бурения нефтяных и газовых скважин применяют различного состава густые 10 пасты, резко изменяющие свои реологические параметры в сторону загустевания и упрочнения при попадании в зону поглощения, в результате чего эта зона оказывается эатампониро- 15 ванной.
Известны соляро-бентонитовые составы, которые изменяют свои реологические свойства при контакте с пластовой водой или продавливающей 20 жидкостью (1) .
Реологические параметры резко изменяются после вытеснения дизельного (т.е, солярки) топлива водой, в результате пентизационного набуха- р5 ния бентонитовой глины.
Недостатком соляро-бентонитовых плит и других смесей на углеводородной основе является большая их чувствительность к содержанию воды. Зо
При избыточном содержании падает прочность смеси и теряются ее тампонирующие свойства, При недостаточном содержании воды неполностью отделяется дизельное топливо.
Меньшей чувствительностью к фак35 торам окружающей среды обладает глинистые пасты на водной основе.
Загустевание таких паст в зоне поглощений происходит в результате лиофобной коагуляции с последующим водоотделением в поглощающие пласты под действием перепада давления со стороны продавочной жидкости. После водоотделения паста образует плотные, с высокой сдвиговой прочностью сгустки коагулированной глинистой суспензии, закупоривающей зоны поглощения.
В качестве коагулятора глинистой суспензии применяются различные до50 бавки, вводимые в пасту при ее приго-. товлении.
Известны глино-цементные пасты, в которых коагулирующей добавкой яв- 55 ляется портландцемент, выделяющий при взаимодействии с водой коагулирующие ионы кальция (2f .
Недостатком глино-цементных паст является медленное изменение реологических параметров из-за небольшой скорости химического взаимодействия цементного порошка с водой, которое обеспечивает поступление в систему коагулирующих ионов.
Для ускорения коагуляции в эти пасты вводят электролиты-ускорители, например соду. Недостатком паст с ускорителем является невысокая скорость изменения реологических параметров.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для изоляции зон поглощений, содержащий глину, воду и электролит (3) .
Присутствие в известном составе, приготовленном на водном растворе хлористого кальция — растворе электролита, — двухвалентных катионов кальция обеспечивает повьппенную глиноемкость и водоотдачу под действием перепада давления. Это дает возможность получить большой объем коагулированного сгустка, образующегося из единицы объема пасты и повьппенную его-прочность после водоотделения.
Однако тампонирующая способность составов, коагулированных хлористым кальцием, оказывается недостаточной для эффективной изоляции наиболее крупных трещин и каверн в зоне поглощений. Под тампонирующей способностью понимается свойство состава сопротивляться выдавливанию из трещин и полостей поглощающего пласта под действием перепада давления пластовой и буровой жидкостей, Цель изобретения — повышение тампонирующей способности состава для изоляции зон поглощений.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции зон поглощений, содержащий глину, воду и электролит, в качестве последнего содержит отработанный расплав титановых хлораторов при следующем соотношении указанных компонентов. мас.Е:
Глина
1154436
3-4
27-32
12-1 б
13-17
11-15
NaCl
8-10
SiO
М8С1, FeC1
1 1пС12
А120з 1 2 5
0 5-5
3-5
CrCl 2-5
РеС1 0,2-1,0
СаС1з 2 5
Использование в составе в качестве электролита водного раствора отработанного расплава титановых хлораторов, при содержании в составе указанных количеств воды, глины и расплава титановых хлораторов повышет тампонирующую способность состава благодаря более сильному коагулнрующему действию расплава.
Повышение тампонирующей способности водоглинистой пасты, содержащей в качестве коагулятора водный раствор отработанного расплава титановых хлораторов, объясняется особенностью состава отработанного Расплава титановых хлораторов. Так, например, средний .химический состав отработанного расплава титановых хлораторов Усть-Каменогорского титано-магниевого комбината (ТУ-4810-60/0-79 "Хлориды твердые титанового производства") следующий:
SeC1,; Z@O,; ЯеО,Ч, О содержится
0,1-0,5.
Сильное коагулирующее действие водного растворй отработанного рас5 плава титановых хлораторов объясйяется присутствием большого числа различных двух- и трехвалент,;лх катионов MgFe(II), Tin(II), Cr(II), Ca(II), Ре(III), Se(III), в своей комбинации создающих синергетический эффект коагуляции.
В результате сильного коагулирующего действия водного раствора отработанного расплава титановых хлораторов при замешивании на нем глины паста прокачиваемой исходной консистенции получается с высокой глиноемкостью. Одновременно тот же коагулирующий эффект проявляется в высокой водоотдаче пасты при приложении к ней давления.
В результате получается большой выход быстраобразующихся коагулированных сгустков, обладающих при этом высокой пластической прочностью, что повышает тампонирующую способность при попадании глинистой пасты в зону поглощения и действия на нее перепада давления со стороны продавочной жидкости.
Тампонирующие свойства, характеризуемые глиноемкостью, водоотдачей и пластической прочностью коагулированной пасты в сравнении с известным составом приведены в таблице.
1154436
О
М Л
C4 IN ф4
О О М Л О ХЪ ф Ь О
М N rl М е1
0 о
Р
Х
О О О С О О
О О Q С О О °
Ф О » Р М \.
О О О О О (Ч Ф ОЪ iо аО
° » е» N ф
N М М N
Ф В В O Ф
О»- 1»
Оъ Л ф О
° М ° СЧ 1Ч
О
Ф ф
1«
О
СЧ 1 ° М Ф М ф
СЧ»- СЧ,.N N N L! !
М
О Р В ф О
ИЪ сО Л МЪ М Ф
t»
CJ
N IO
Fl (Ч С0 Х
° иЪ йЧ 4Ч ОЪ Ф
Ю Ф Ф В
О. 01
Ф М
° = 0 О
* A с4 г
Ul Ю .Ф
Nl
О
Х
Э
Х
Ф ЧР О с»
Ю ° 1 М ° 6
Ф Р » Ф 1 иЪ
Я Ф»Ъ. IA ВГ) О О О <Ч О
Ю л Ф
О Ф M » V\ СЧ
М ММ М М М
V ф
X ф ф
Х
l0
te
О
О О
Э Ю
N lh
Ф В е . CV
4Ч а A
О ч» ° е»
I Ь
V Р ф О
Р ф
S 4C 1
Р
О а и
О
0l ф
Х «0
Щ е ф
IO I0 ф ф
ФЪ
>
О
l6
X
О
Х
Э
Х
Х ф
М
Р
C(О
М о ф
Ct а0С0 ок
V 0I ф е
Э аб
1" Е
V V ф О
Рн Х
I V
I О
I Х и
1 1 0
О
I
1 ф
Х
Х
Э ф
4 0 О
В О а
Ф а
О 1 °
О & ф 3 о 6
41 со - O в В Ф Ф
Q М 44 N ОЪ
О » Ill. Оъ бЧ С4 С4 бЪ
1;0 ф й
1154436
50,6
3?,4
Вода
100 ° 192
274 кг ОРТХ.
m,—
Составитель А. Симецкая
Редактор Е. Папп Техред Л,Микеш
Корректор А. Тяско
Заказ 2653/30 Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Пример. Требуется приготовить глинистую пасту плотностью
1,6 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
Гл Ина
Отработанный расплав титановых
10 хлораторов (ОРХТ) t 2
Вычисляют массы компонентов на
1 мз пасты: ш =10 ° 1,6 ° 50,6 =810 кг (глина);
m, =10,1,6 37,4 =598 кг (вода);
m,=10 1,6 12= 192 кг (ОРТХ).
Учитывая, что используется лишь растворимая часть ОРТХ, которая сос- 20 тавляет 70Х, окончательно для приготовления пасты берца
Затем 274 кг ОРТХ растворяют в
598 кг воды, дают суспензии отстояться, отделяют раствор от осадка и затворяют на нем 810 кг глины с помощью глиномешалки или цементосмесн- 3g тельной машины. Полученную пасту закачивают цементировочными агрегатами в скважину.
Последовательность операций при приготовлении других составов пасты, указанных в таблице,: аналогична и отличается лишь- количеством компонен— тов.
Глинистые пасты, приготовленные на водном растворе отработанного расплава титановых хлораторов, с кЬнцентрацией расплава менее 12 мас.Х имеют низкую глиноемкость, малую водоотдачу и прочность коагулированного сгустка и, следовательно, низкую тампонирующую способность, которая определена в таблице давлением прорыва воды через столбик пасты в капилляре диаметром 18 мм.
Пасты, содержащие количество глины меньшее 47 мас.Х, характеризуются малым выходом сгустка и недостаточной его прочностью.
Пасты с содержанием глины более
55 мас.Х имеют нетекучую консистенцию °
Концентрация отработанного расплава титановых хлораторов 15 мас.Х близка к предельной по условиям растворимости.
Отработанный расплав титановых хлораторов — крупнотоннажный отход промышленного производства, сильно загрязняющий окружающую среду. Использование его в составе паст для изоляции зон поглощений не требует больших дополнительных расходов и способствует утилизации и консервации в недрах промышленного отхода.
