Состав для изоляции зон поглощений
Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и других глубоких скважин. Цель - повышение тампонирующей способности состава за счет повышения пластической прочности образующегося тампона. Состав содержит следующие компоненты, мас.% : глина 42,0-42,6 минерализатор МИН-1 19,0-20,3 асбест 0,8-1,1 вода остальное. Состав готовят путем предварительного затворения асбеста на минерализованном растворе. Для этого в расчетное количество воды вводят сначала МИН-1, а затем хризотил-асбест. Все тщательно перемешивают. Затем на приготовленной суспензии затворяют глину по общепринятой технологии. Низкосортный полужесткий хризотил-асбест представляет собой волокнистый материал, плохо растворимый в воде, плотностью 2,57-2,66 г/см<SP POS="POST">3</SP>. Минерализатор МИН-1 является отходом производства и выпускается в виде мелкокристаллического порошка. Нижний предел концентрации компонентов определяется снижением пластической прочности состава. Верхний предел концентрации для глины и асбеста определяется ухудшением прокачиваемости состава, а для МИН-1 - пределом насыщения раствора, выше которого в жидкости растворения образуется осадок солей. При совместном применении минерализатор МИН-1 и асбест, проявляя синергетический эффект, значительно повышают пластическую прочность образующегося тампона. 1 табл.
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 5 E 21 В 33/138
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4435173/23-03 (22) 02,06,88 (46) 15.05.90. Вюл. Ф 18 (7i) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сербводородсодержащих газов (72) II.Ô.Цыцымушкин, С.P Хайруллин, А.П.Тарнавский, К.А.Джабаров, С.Н.Горонович, В.В.i ихайлов, Г.Г.Искандарова и Г.С.Глянцева (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 781321, кл. Г 21 В 33/13, 1978.
Авторское свидетельство СССР
М - 1154436, кл. F. 21 В.33/138, 1983. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИИ (57) Изобретение относится к бурению нефтянь|х, газовых и других глубоких скважин. Цель — повышение тампонирующей способности состава за счет повышения пластической прочности образующегося тампона. Состав содержит слеI дующие компонен:ы, мас. Х: глина 42,042,6; минерализатор МИН-1 19,0-20,3; асбест 0,8- 1,1; вода остальное. СосИзобретение относится к бурению нефтяных, газовых и других глубоких скважин и может быть использовано для изоляции зон поглощений в трещиноватых и пористых пластах, а также для кольматации пластов и предотвращения возможных водонефтегазопроявлений из них.
Цель изобретения — повышение тампонируюшей способности состава для
„„SU „1564324
2 тав готовят путем предварительного эатворения асбеста на минералиэованном растворе. Для этого в расчетное количество воды вводят сначала МИН-1, а затем хриэотил-асбест. Все тщательно перемешивают, Затем на приготовленной суспенэии затворяют глину по общепринятой технологии. Низкосортный полужесткий хризотил-асбест представляет собой волокнистый материал, плохо растворимый в воде, плотностью
2,57-2,66 г/см . Иинерализатар 1ПШ-1 является отходом производства и выпускается в виде мелкокристаллического порошка. Нижний предел концентрации компонентов определяется снижением пластической прочности состава.
Верхний предел концентрации для глины и асбеста определяется ухудшением прокачиваемости состава, а для ИИН-1— с пределом насыщения .раствора, выше которого в жидкости растворения образуется осадок солей. При совместном применении минерализа ор ИИН-1 и асбест, проявляя синергетический эффект, значительно повышают пластическую прочность образующегося тампона. 1 табл. изоляции эон поглошений за счет повышения пластической прочности образующегося тампона.
Состав содержит. глину, электролит, воду и дополнительно асбест, а в качестве электролита используется ми нерализатор ГИН-1.
В качестве асбеста состав содержит
1 низкосортныи полужесткий асбест— волокнистый материал, составляющие
1564324 олекулы которого в одном направлеии связаны очень прочно, а в друом — весьма слабо, вследствие этого асбест легко расщепляется на тон5 чайшие гибкие и эластичные волокна.
Плохо pacTBopHM B воде, имеет плотность 2,57-2,66 г/см .
Применяемый в составе минерализатор ИИН-1 является отходом произ,,водства и выпускается в виде мелкокристаллического порошка. Он широко применяется в нефтяной и газовой промышленности для приготовления буровых растворов на основе гидрогеля магния. Содержание солей (в пересчете на хло риды) составляет: KC1 = 67,3Е, NaCl
20,7Й, ИНС1 = 6,66Х, СаС1 = 1,412.
Зкспериментально ус ановлено, что
iминералиэатор ?ИН-1 и асбест при 20
; совместном применении значительно ! усиливают тампонирующую способность, состава эа счет повышения пластичес( кой прочности образующегося тампона,, проявляя синергетический эффект сов- 25 местного действия, что позволяет эффективно изолировать зоны интенсивных поглощений.
Как показали исследования, использование н составе 1ИН-1 или асбеста 30 не обеспечивает достаточной пластической прочности (3,7-3,9 кПа), в то время как при совместном их применении пластическая прочность достигает 8,1- 10,9 кПа, 35
В составе NIH-1, оказывая сильное коагулирующее действие на глинистую суспензию, обусловленное присутствием большого числа различных катионов:. K, Na (Т), Са, Hg (II), Ре 40 (III) и высоким содержанием хлоридов калия и натрия по сравнению с OPTX„ одновременно способствует более.лучшему распусканию и равномерному распределению волокон асбеста в объеме получаемого состава, благодаря чему состав при отфильтрации из него части воды интенсивно набирает пластическую прочность и эффективно коль- . матирует проницаемые пласты. 50
Состав для изоляции зон поглощения готовят следующим образом.
Предварительно готовят суспензию асбеста на минерализэванном растворе, .Пля чего в расчетное количество воды вводят сначала минералиэатор
NHH-1, затем хриэотил-асбест. Все тщательно перемешивают с помошью ииркулявионвого насоса или насосной группы цементировочного агрегата. Затем на приготовленной суспензии затворяют глину по общепринятой технологии.
В таблице приведены результаты лабораторных исследований предлагаее мого тампонажного состава.
Тампонирующая способность состава оценивалась величиной его пластической прочности P при отфильтрации из него 507 воды от первоначального содержания.
Для определения годоотдачи использовали пресс-фильтр фирмы "Бароид" при создании давления 0,75 HIIa, пластическую прочность замеряли коническим пластомером по методу акад, П.A,Ðåáèíäåða.
Основные технологические параметры (плотность, растекаемость) определяли по известной методике.
Для приготовления тампонажных составов использовали глины трех типов: бентонит модифицированный монтмориллонитового типа — (опыты РР 314, 26-28); глинопорошок (глина коалпнитовсго типа) — опыты НФ 1-2, 15-19, 29-30; глинопорошок (глина коалинитовогндрослюлистого типа) — опыты УР 2025, 31- 32.
Асбест использовали марки П-5 или П-6.
Иэ таблицы видно, что известный состав обладает недостаточно высокой пластической прочностью Р„, = 3,1
4,0 кПа (составы 1-2).
Состав на основе глины, сопержащий только минерализатор 1МН-1, также имеет невысокий показатель пластической прочности (составы 3-5). Чтобы повысить пластическую прочность состава до 7,0 кНа необходимо повысить содержание глины в растворе, что, в свою очередь, ведет к ухудшению растекаемости (состав 6).
Состав, содержащий только асбест, практически не улучшает пластическую прочность глинистой суспензии (составы 7-8).
Достаточно высокая пластическая прочность (8-10,9 кПа) глинистой суспенэии достигается добавлением в нее
19,0-20,3 мас,X минерализатора ИИН"1 совместно с асбестом в количестве
0,8-1,1 мас.X с одновременным получением необходимых технологических
5 15643 параметров (плотности, растекаемости и водоотдачи).
При содержании 71ИН-1 в составе менее 19,0 мас.7, наблюдается снижение пластической прочности (составы 11 и
22). Содержание И1Н-1 свыше
20,3 мас .Ж, соответствующее пределу насыщения раствора, не предлагается, так как в жидкости затворения образуется осадок солей (составы 17 и 30).
При содержании асбеста в составе менее 0 8 мас.X наблюдается снижение пластической прочности менее 8 кПа.
Содержание асбеста свыше 1,1 мас.7, не предлагается, так как ухудшается прокачиваемость раствора — растекаемость снижается до 15 см (составы
20 и 25).
Оптимальное содержание глины уста- 2р навливается 42,0-42,6 мас.7, так как при уменьшении данной концентрации пластическая прочность снижается почти в 2 раза, а при избыточном количестве — ухудшается прокачивае- 25 мость состава.
Данный состав для изоляции зон поглощения имеет хорошие тампонирую24 6 щие свойства, состоит из нецифицнтных широкоприменяемых материалов в бурении нефтяных и газовых скважин н поэтому находит широкое применение при изоляции зон поглощений, кольма- тации зон гаэоводонефтепроявлений, при подготовке ствола скважины к цементированию обсадных >колонн в сложных горно-геологических условиях.
Формула и э о б р е т е н и я
Состав для изоляции зон поглощений, включающий глину, электолит и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения его тампонируюшей способности за счет повышения пластической прочности образующегося тампона, он дополнительно содержит асбест, а в качестве электролита— минерализатср 1ИН-1 при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Глина 42,0-42,6
Иинералиэатор
NHH-1 19 0-20,3
Асбест 0,8-1,1
Вода Остальное
Содерканне компонентов, мтс."»! омпоненты Опыт
Свойстна составов римечанив
Водоотлача за
7 5 >ни > см
Глина
Растекаe— м»CTh
11лотЭлектролит
>,! !11! - !
Хризотиласбест
Пластнчес авода
II»Ctl г/см>
>,аа проч> ость пр> отфильтр.
502 воды, кПа см
Составы, содер>каа1ие расплавы титановых хлоратов
Ссстапы, с олерааа>ие мииерализатор зо,о
1,60 17
1,57 гг
15,0
4,0
1 55,0 г 52,9
Э4 >0
l 3,1
19 го го
19 (оста вы, содераа>а>е хризотиласбест
19,0 го,з !
8,0
i9,0
19,5 го,з го,з го,э
zi,o
zo,з
20 ° 3
19 ° 5
20,3
iS,0
19,0 !
9,0
19>5
19,0
zo,з
zo,з
4
6
8
9 !
i!
i2
1Э
14
16
17
18
19 гб
2!
22 гз
24
26 г7
42>0.
42,2
42,6
49,5
41,0
42,0
41>0
41,0
42,0
42,0
42,0
42,0
42,0
42,0
42,0
42>4
42,4
42,0
42,0
42,6
42,6
42,5
42,6
42,6
42,5
42,6
i,о
1,о
1,0
i,0
1,о
i,o
i,0
i,о
0,8
0,7
0,8
1,1
i,0
1,2
1,1
1,0
i,n
1,1
1,2
i,0
1,О
0,8
39,0
37,8
Э7,4 эг,о
58,0
57,0
39 ° О р!7, 7 зэ,о
З8,0
37,5
36 ° 7
36,9
37 0
36 г
35,Z
З6 ° З
37,3
37,4
38,4
37>4
Зг,э
36,7
36,9
36,1
36 3
1,46
1,50
1,49
1,6!
1,32
1,34
i,5O
1,52
1 ° 51
1>52
1,52
1 ° 53
1 ° 53
1,52
1,53
1,52
1,52
1,51
1>52
1,53 !
>54
1,54
1,55
1,54
1,56
1,56
i9
1ф
18
12
1 f3
18
1i !
8 го
19
18
20 !
18
18
17 !
18
is
18
36
37
Э8
З6
6
47
42
47
52
52
52
48
51
48
49
5"
52
З,7
З,8
3,9
7,0 о,оз
О,оэ
4,8
5,2
6,4
8,32
9,6
19,9
9,9
7,5
9,8 Осадок солей в
9,2 аидкости растворения
9,3
7,7
9,6
7,7
8,Z
8,5
8,1
8,1
9,2
s,э
1564324
7оипоненты Опыт
Содеркание компонентов, мас.X
Свойства составов
Глине
Электролит
МИН-1
Вол
ПлотРастекаериэотилсбест ность, г/смз кость> см
Составитель Л,Бестужева
Техред Л. Сердюкова Корректор С Ыевкун
Редактор М.Товтин
Заказ 1146 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д. 4/5
Тираж 475
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгор071, ул. Гагарина, 101
29
31
42,6
42,6
42>7
43,0
20,3
21,0
20,3
20,3
0>7 36,4
0,8 35,6
0,8 36,2
1,0 35,7
1>54
1,55
1 55
1,57
19
19
19
Водоотдача эа
7,5 мин см
52
53
Продолжение таблиць1
1- с = рииечания
Пластнчес кая прочность пр отфнльтр.
502 воды, кПа
7,5
8>9 Осадок солей в
7,6 жидкости чатеоре> ил
/,В
