Способ закрепления керна рыхлых горных пород

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1234577 А 1 (S0 4 E 21 В 25 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3826708/22-03 (22) 12.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) М. С. Окунев, А. В. Казьмин, Г. А. Захарова и В. П. Ермаков (53) 622.243.64 (088.8) (56) Дороднов И. П. Влияние трещHHQBB тости и дробимости пород на вынос керна. — Нефтяное хозяйство, 1974, № 4, с. 16—

20.

Патент США ¹ 3064742, кл. 175 — 226, опублик. 962. (54) (57) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КЕРНА РЫХЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД путем выбуривания керна снарядом с керноприемной трубой, заполненной полистиролом в вязкопластичном состоянии, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа в большем интервале температур, вязкопластичное состояние полистирола обеспечивают посредством растворения его в стироле до 40 — 50%-ной концентрации.!

234577

Нефтепогас твс5р

ПОЕ5И! 7åH.аниче ская прочность пропитанного

НорисПОЗДЕНИЕ, z

ТОСТЕ>

Х стиросее цпя керна, кгс /см

-:ропит— ки кер— .а, У

33 Разег3в (раз- «ЗефтьЕо мыв) 35 !50

1ОС вЂ” 130

2,3

50, О 1 )з

Нс.т яропитки

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам бурения с отбором керна с сохранением пластовой среды.

11елью изобретения является расширение области применения способа в большем интервале температур.

1-1а фиг. показана схема снаряда для осуществления способа; на фиг. 2 — — график зависимости вязкости раствора полистирола в стироле при давлении 30 МПа.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят 40---50%-ный раствор полисти рола в стироле непосредственно в керноприемной трубе 1 снаряда (фиг. 1). Для этого в верхней части керноприемной трубы ! устанавливают пробку-заглушку 2. llopoшок эмульсион ного полистирола порциями засьшают в керноприемную трубу 1, которая предварительно закреплена на мостках под углом 45 заглушкой вниз. Каждую порцию полистирола заливают расчетным количеством стирола. Раствор отстаивают 3 сут для более полного растворения полимера.

Затем в нижней части трубы выше кернорвателя 3 устанавливают пробку 4 из пенополистирола толщиной 2 — 30 YIM, которая прсдотвраща T выливание раствора из трубы в процессе спуска на забой. Снаряд в сборе с керпоприемной трубой и долотом 5 опускакгг на забой скважины и начинают буре.,ие. Скорость бурения и нагрузку»а долото выбирают в зависимости от Kok!кретп33х геолсЕготехнических условий данно гo пласта.

В процессе бурения поверхность пробки

4, соп15икас l JO!lI,2HCHJ

oi1лавляется, и пробка не препятствует !Ipo хожде53ике керна по трубе. Скорость промыв ки забоя буровым раствором при этом долж на быть минимальной. По окончае3ике отбора ксрна снаряд приподнима3от над забоем на несколько метров, чтобы:Зредотвратить заклинивание долота породой, и выдерживают 2- — 3 ч для завершения процесса

33олпмсризации стирола. Затем снаряд поднима5от liil поверхность и охлаждают. Время, затрачиваемое на бурение, отстой H подснсм снаряда„составляет 10 12 ч. За этот период процесс превращения стирола в полистирол в забойных условиях (90 — 130 С) завершается и керн поступает на JI0BEpxHOcTI-. уже в законсервированном состоянии. Далее трубу разрезают на части, керн извлекают, дополнительно укрепляют слоем марли и помещают в полиэтиленовые пакеты.

Результаты опытов представлены в таблице (в качестве испытуемого материала использован рыхлый баженит, представленный в основном известковыми глинами скважины 173 Салымского месторождения Тюменской области).

l!римененис i.ðåäëàãàñìoãî ".i особа закрсплсния рыхлого керна непосредственно в забойньi;; условиях позволяет увеличить вы25 нос ";ep!13 па 20 30%. Механическая прочнос"гь рыхлого баженит (алымского месторожде! H =. Тк5менской области после пропп-:ки его 40- -50%-ным раствором полистиро";H в стиролс и вь3держивания при 120 С и даьлспии 300 атм возрастает с 5 кГс,см до 130 150 кГс/см- .

Вь3бор полистирола в качестве связуюгцсч о рыхлого керна определяется Bb!coKHMH мс.х шическими (JJpOHIIocTI!hlMH) свойствами пленки данногo полимера на поверхности частиц керна и характером полимсризации его 3)а TJIOpo!J в с. и1еоле IipH высоких тем5п ратурах и давлениях. 11олистирол являетc5I термопластиком, поэтому вязкость его растворов завис ит от температуры. С увеличением температуры вязкость 50%-ного раст4О вора полистирола в стироле понижается более чем в !0 раз, достигая минимума при

90 С (фиг. 1). Это свойство в данном техни-Icck ом решении используется для более глусп>кс5й пропитки столбика рыхлого керна полимером, так как менее вязкий раствор

45 лег 3е диффундирует в поры и трещины керна. В т0 жс. время минимально достигаемая !ipH 90 С вязкость раствора достаточна, чтобы препятствовать проникновению и размь3каник> рыхлого керна промывочной жидкостью.

При температурах выше 90 С вязкость растворов полистирола возрастает, так как начинается полимеризация мономера стирала и превращение его в полимер. Скорость этого процесса определяется концентрацией мономера, температурой и давлением, а также влиянием глинистых частиц твердой фазы керна. На фиг. 1 показано, что вязкость раствора полистирола в стироле при давле1234577 к ng

Ч2

120 С

80 100 Îöã. 2

Составитель В. Акслер

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор И. Муска

3а каз 2695/38 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нии 30 МПа резко возрастает при температурах более 120 С, а керна-баженита, пропитанного этим раствором, — более 105 С.

Полимерная пленка, образующаяся на поверхности частиц керна, обладает достаточной термостойкостью: при температурах на забое 90 — 130 С она находится в вязкопластичном состоянии, а при охлаждении ниже

90 переходит в твердое состояние. Верхний предел температуры, при котором начинается термодеструкция полимера, составляет

240 †2 С.