Тампонажный раствор

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

28,5-46,0

0,8-3,0

35,0-60,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 2878455/22-03 (22) 17.01.80 (46) 23.01.87. Бюл. )) 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.В.Гольдштейн, А.И.Булатов, Б.С.Лядов, Л.К.Клюев, О.К.Белкин, И.М.Давыдов, А.Д.Вейсман; Е.А.Айро и С.В.Рагуля (53) 622.245.42 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 592995, кл. E 21 В 33/138, 1978.

2. Алишанян Р.P. и др. Отверждаемые буровые и глинистые растворы.

Нефтяник, 1973, И 12, с. 10-11. (54) (57) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий суммарные сланцевые алкилрезорцины, щелочь, буровой раствор на водной основе, отвердитель, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения токсичности при сохранении структурномеханических свойств, в качестве отвердителя используют карбамидные олигомеры при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Суммарные алкилрезорцины 10, 0-28, 5

Карбамидный олигомер

Щелочь

Буровой раствор

10,0-28,5

Карбамидные олигомеры представляют собой меламино-формальдегидные или меламино-мочевино-формальдегидные смолы также полученные конденсацией меламина, мочевины и формальдегида при определенных условиях.

В качестве бурового раствора может использоваться любой буровой раствор на водной основе, дисперсионной сре- 55 дой которого является вода, а дисперсной фазой — различные материалы (ОСТ 39-015-75) с рН 7.

1 12851

Изобретение относится к нефтяной ( промьппленности и предназначено для использования при изоляционных рабо" тах в скважинах.

Известен тампонажный материал, включающий суммарные фенолы, карбамидный олигомер и слабые растворы кислот или щелочей ff) ..

Однако применение этого материала затруднено тем, что он имеет низкие 10 структурно-механические характеристики и длительные сроки отверждения.

Известен также тампонажный раствор для производства. изоляционных работ, включающий буровой раствор, щелочь, суммарные сланцевые алкилрезорцины и отвердитель — формалин j2) .

Основным его недостатком является ограниченный температурный интервал использования и высокая токсичность формалина, входящего в состав тампо нажного раствора.Дель изобретения — снижение токсичности при сохранении структурномеханических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве отвердителя используют карбамидные олигомеры при следующем соотношении компонентов, масЛ:

Сумарные алкилЗО резорцины

Карбамидный олигомер 28,5-46,0

Щелочь 0,8-3,0

Буровой раствор 35,0-60,0 35

Карбамндные олигомеры представля,ют собой мочевино-формальдегидные смолы, полученные-в результате взаис,СН, модействия мочевины О=С

СН т мальдегида CH 0 в определенных строго контролируемых условиях. В результате реакции могут получиться линейные, циклические, трехмерные продукты. 45

41 2

Буровой раствор 1 при следующем— соотношении компонентов, мас.Ж: глина 19; нефть 9, 1; утяжелитель в растворе 18; вода — остальное. р=2,2 г/см2; T=110 с; СНС=100/

/210 мг/см .

Буровой раствор 2 (соленасыщенный) при следующем соотношении компонентов, мас.Х: глина 16-18;. утяжелитель 18-20; соль (NaC1) 26; вода— остальное.

Р =2,2 г/см ; Т=110 с; СНС=100/

/2 10 мг/см ..

Буровой раствор 3 при следующем соотношении компонентов, мас.Х: глина 20; нефть 9 1 УЩР 8; вода — остальное.

Р =1,44 г/см ; Т=110 с; CHC=100/

/210 мг/см .

Для приготовления тампонажного раствора его компоненты тщательно перемешиваются в заданной пропорции.

Пример 1. 1 5 щелочи растворяют в 60,0 б рового раствора 1, 10,0 алкилрезорцинов, 28,5 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор, pH=10,0. Время потери текучести о при 25 С 20 ч. Предел прочности через

24 ч 0,7 МПа.

Пример 2. 1 5 щелочи растворяют в 35,0 бурового раствора, 28,5 алкилрезорцинов, 46,0 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор, рН=10,0. Время потери текучести при

25 С 12 ч. Предел прочности через

24 ч 1, 7 Мпа. СНС смеси = 6/9 мг/см2 .

Пример 3. 0,8 щелочи растворяют в 50,0 бурового раствора 2, 16,5 алкилреэорцинов, 34,0 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор, рН=9,3. Время потери текучести при о

25 С 30 ч. Предел прочности на изгиб через 24 ч 1 0 МПа, СНС смеси 108/

/144 мг/см .

Пример 4. 3,0 щелочи растворяют в буровом растворе 2, 16,5 алкилреэорцинов, 34,0 карбамидного олигомера M-19-62 вводят в буровой раствор, рН=11,0. Время потери текучести при о

25 С 14 ч. Предел прочности на изгиб через 24 ч 1,4 MIIa, CHC=108/144 мг/см .

Пример 5. 1,5 щелочи растворяют в 50,0 бурового раствора 1,16,5 алкилреэорцинов, 34,0 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор, рН=

=10,0. Время потери текучести при

25 С 18 ч. Предел прочности на изгиб

Пример."войства раствора

Буровой раствор

Суммарные сланцевые фенолы

Раствор

Время СНС, потери мг/см текучести, ч

Прочность, МПа

Щелочь

Олигомер

28,5 1,5

460.15

20 105/ 135 1

60,0

1 10,0

2 28,5

0,7

12 6/9

35 0

1,7

3 12851 через 24 ч 1,1 МПа. СНС смеси = 108/

/144 мг/см .

Пример 6. 1,5 щелочи растворяют в 35,0 бурового- раствора 3,28,5 алкилрезорцинов, 46,0 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор рН=10,0. Время потери текучести при

25 С 12 ч. СНС .смеси = 108/144 мг/см .

Предел прочности на изгиб через 24 ч

1,3 МПа. 10

Пример 7. 16 5 щелочи растворяют в 48,0 бурового раствора 3,16,5 алкилрезорцинов, 34,0 карбамидного олигомера вводят в буровой раствор, рН=10,0. Время потери текучести при

25 С 16 ч. Предел прочности на изгиб через 24 ч 1,0 MIIa.

Результаты испытаний сведены в табл.1 °

Иэ данных табл.1 видно, что введе- 20 ние бурового раствора в качестве наполнителя улучшает структурно-механические свойства тампонажного материала. Если содержание связующего более или равно 70Х то СНС смеси равно

6/9 мг/см . При содержании связующего

40 и 50_#_ а бурового раствора соответственно 60 и 50Х СНС бурового раствора возрастает до 105/135 и 100/

/130 мг/см (примеры 1,2,4,5,6,7).

Время потери текучести сокращается

1,5-6 раз по сравнению с уже известными ОГР.

С увеличением содержания связующего в смеси время потери текучести 35 уменьшается (примеры 2,3).

Щелочь, вводимая в рецептуру тампонажного раствора в качестве катализатора, оказывает большое действие на отверждение тампонажного матерна- 40 ла. Время потери текучести сокращается при этом с 30 до 12 ч (примеры 3, 2,4,5).

С увеличением содержания связующего увеличивается прочность пластмас- .45 сового камня (примеры 1,2,4).

Содержание, мас.Ж в составе

41 Д

Применение этого или иного бурового раствора-наполнителя не влияет существенно на процесс отверждения тампонажного материала (примеры 2,65,7).

В табл.2 показан выбор оптимальных концентраций .ингредиентов.

При содержании щелочи в смеси ниже

0,8 отверждение тампонажного материала не происходит (пример 1),. Содержание щелочи более 3,0 не дает суще-. ственного сокращения .времени потери текучести (сравните пример 4 табл. 1 и пример 2 табл.2). Дальнейшее увеличение количества щелочи нежелательно.

Соотношение количества компонентов связующего (алкилрезорцинов и карбамидного олигомера) также йграет заметную роль в процессе отверждения тампонажного материала. При соотношении алкилрезорцинов и карбамидного олигомера 1:2 происходит нормальное отверждение тампонажного материала (табл.1), при соотношении компонентов связующего 1:1 время .потери текучести увеличивается (пример 2,4 табл.1 и пример 3 табл.2), при соотношении компонентов 2:1 отверждение смеси не происходит (пример 4 табл.2). Таким образом,-наиболее приемлемым соотношением компонентов связующего в рецептуре тампонажного раствора является соотношение алкилрезорцинов и карбамидного олигомера 1:2.

Токсичность тампонажного материала уменьшается в связи с тем, что карбамидные олигомеры, вводимые в качестве отвердителя, обладают пониженной токсичностью по сравнению с формалином и другими веществами, используемыми в качестве отвердителей.

Таким образом, ожидаемый техникоэкономический эффект может быть получен за счет сокращения времени и материалов на проведение изоляционных работ и повышение качества изоляции эон поглощения.

Т а б л и ц а 1

1285 141

Продолжение табл,! жаиие, мас.й в составе

Свойства раствора

Прочность, МПа

Раствор

СНС, мг/см

Бурово чь раство отари екучеси, ч аи- Олигофе- мер

34 0 0,8 50 0

34,0 3,0 50,0

34,0 1,5 50,0

1,0

f,4

18

1,3

46,0 1,5 35 0

1,0

34,5 1,5 48,0

Т а б л и ц а 2

Прймер

Свойства раствора

Содержание, мас.7 в составе

СНС, мг/см

Прочность, МПа

Раствор

Время потери текучести, ч

Щелочь Буровой раствор

ОлигоССФ мер

108/144 1

1 16,-5 34ь0

2 16,5 34,0

3 28,5 . 28,5

0,6

50,0

50,0 13 108/144 i

44,0 22 108/144 1

55,0 0 100/144 1

1,4

3 5

1,5.

28,5 14,0

1,5

Составитель С.Санамова

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Патрушева

Заказ 7619/34 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д., 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 16,5

4 16,5

5 16,5

6 28,5

7 16,5

108/144 2

108/144 2 !

08/144 1

108/144 3

100/130 3