Способ темпонирования скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1218072 (5и4 E 21 В 33 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808957/22-03 (22) 30.10.84 (46) 15.03.86. Бюл. № 10 (71) Ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (72) А. А. Кожевников, А. Н.Давиденко и А. М. Бражененко (53) 622.245.4 (088.8) (56) Крылов В. И. и др. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах.

М.: Недра, 1980, с. 211 — 212.

Патент США № 4017322, кл. 106 — 99, 1977. (54) (57) СПОСОБ ТАМПОНИРОВАНИЯ

СКВАЖИН, включающий приготовление тампонирующей смеси с наполнителем, транспортировку ее по стволу скважины и образование изоляционной оболочки в зоне осложнения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества тампонирования, в качестве наполнителя используют материал с термической памятью формы и с линейными размерами, превышающими поперечные, который предварительно нагревают до температуры на 5 — 10 С выше температуры пород зоны осложнения, прессуют в шаровидные тела и охлаждают до комнатной температуры, и после введения тампонажной смеси в зону осложнения ее нагревают погружным источником тепла до температуры на 5 — 10 С выше температуры пород зоны осложнения.

1218072

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при изоляции зон поглощения промывочных жидкостей и водопритоков, применяемых при бурении скважин на твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Целью изобретения является повышение качества тампонирования.

Тампонирование скважин при наличии зон поглощения промывочной жидкости и водопритоков осуществляется следующим образом.

При возникновении осложнения в скважине проводят исследовательские работы, определяют мощность зоны осложнения, глубину залегания, интенсивность поглощения или водопроявления, геометрические размеры трещин и производят расчет температуры забоя (зоны осложнения) с учетом температурного градиента или определяют непосредственно у зоны с помощью специальной аппаратуры. Затем приготавливают тампонажную смесь на основе вяжущего (цемент, шлакоцемент и др.), после чего в ее состав вводят наполнитель, выполненный например, из пластин сплава, содержащего 55 /o никеля и 45 /о титана и обладающего памятью формы, предварительно спрессованных в шаровидные частицы размером от нескольких микрон до нескольких миллиметров (такие размеры являются достаточными для удержания их во взвешенном состоянии в там пои аж ной смеси на основе вяжущего — цемента) и охлажденных до комнатной температуры, и содержимое перемешивают до равномерного распределения наполнителя по всему объему. Введение в состав тампонажной смеси сплава с памятью формы позволяет, на ухудшая проникающей способности и прокачиваемости ее, значительно увеличить эффективность изоляционных работ за счет того, что образуется каркас по всему объему оболочки, увеличивающий прочность цементного камня и осуществляющий дополнительное перекрытие (закупорку) каналов ухода промывочной жидкости или водопроявления. Приготовленную тампонажную смесь транспортируют по стволу скважины в контейнерах или по трубам к зоне осложнения, после чего, задавливая (разбуривая или прокачивая) в каналы пород осложненной зоны, образуют изоляционную оболочку. При образовании изоляционной оболочки (в случае доставки в контейнерах и разбуривании) или после образования (при разбуривании или закачивании в зону осложнения) тампонажную смесь нагревают до температуры на

5 — 10 С выше температуры пород зоны осложнения. В качестве источника тепловой энергии в первом случае может выступать устройство для разбуривания смесей, доставленных в контейнерах, обеспечивающее наг5

55 рев за счет трения, а во втором случае— специальный погружной источник, например электронагреватель. Нагрев тампонажной смеси на 5 — 10 С выше температуры пород зоны осложнения является достаточным для проявления наполнителем такого свойства, как память формы, и не требует значительных затрат энергии.

Под действием температуры наполнитель приобретает первоначальную форму (распрямляется) и тем самым создает по всему объему оболочки жесткий каркас, способствующий увеличению механической прочности и дополнительному закупориванию каналов зоны осложнения. Повышение температуры в зоне осложнения приводит к сокращению сроков схватывания тампонажной смеси, что также способствует снижению затрат времени на одну операцию по тампонажу скважины.

В качестве тампонажной смеси при осуществлении предлагаемого способа могут быть использованы смеси, содержащие цемент, шлакоцемент, полимерные смолы и сплавы с термической памятью формы.

В качестве материала с термической памятью формы, используемого в качестве наполнителя, могут быть применены сплавы Ni — Ti (нитинол), Au — Cd, Ti — Co, Ti — Fe.

Соотношение компонентов в составе тампонажной смеси выбирается исходя из технологии применения, например в случае закачивания смесей в зону осложнения (т. е. использование цементных растворов, полимерных смол) основное требование — получение стабильной системы, не расслаивающейся в процессе транспортировки в зону осложнения. При применении «сухих» (в пакетах) тампонажных смесей требование к соотношению компонентов диктуется, в основном, размерами зоны осложнения.

Температура горных пород изменяется с глубиной по определенной закономерности: на каждые 100 м глубины температура увеличивается на 4 С. Поэтому для реализации предлагаемого способа перед использованием тампонажной смеси осуществляют измерение температуры пород зоны осложнения, а потом — пластическую деформацию сплавов при температуре на 5—

10 С больше температуры пород зоны осложнения. Диапазон 5 — 10 С вЂ” это то увеличение, которое может быть легко и без значительных энергетических затрат реализовано в сложных скважинных условиях (даже при трении) .

Используемый в качестве наполнителя нитинол представляет собой сплав, содержащий 55Я никеля и 45О титана. Сотношение в сплаве никеля и титана должно быть максимально точным, отклонения допускаются в пределах долей процента. Если в сплаве ровно 55Я никеля и

1218072

Составитель Е. Молчанова

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Веселовская

Заказ 1098/41

45Я титана, его свойство — термическая память формы — начинает проявляться уже при комнатной температуре, а самое незначительное изменение процентного содержания металлов приводит к тому, что сплав начинает проявлять это свойств лишь при температуре выше 100 С.

Форма наполнителя может быть различной (проволока, нити, сетки и др.), причем линейные размеры должны превышать поперечные. Это условие вытекает из формы каналов зон осложнений (как правило, это трешины значительной длины и небольшого раскрытия).