Вязкоупругий состав комбинированного действия с регулируемыми свойствами
Изобретение относится к строительству и эксплуатации скважин и может быть использовано при бурении, креплении и ремонте нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение разделяющей способности состава при одновременном улучшении условий освоения продуктивных пластов. Вязкоупругий состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.ч: омыленный талловый пек 18-25 соль щелочного металла и слабой минеральной кислоты в порошкообразном состоянии 5-7 вода 75-82, причем состав может дополнительно содержать 2-350 мас.ч. дисперсного наполнителя минерального или органического происхождения. Состав готовят путем введения в водный раствор омыленного таллового пека соли щелочного металла в порошкообразном виде и перемешивания до получения структурированной консистенции. Состав может быть использован как разделитель в диапазоне динамических температур от 16 до 60°С, как носитель кольматирующего дисперсного материала, как смазывающий компонент в скважинах температурой 16-280°С, в качестве нижней порции жидкости глушения, для борьбы с поглощениями промывочной жидкости и т.д. 1 з.п.ф-лы, 5 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
И Ю
РЕСПУБЛИК (g))g E 21 B 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
18-25 пек
Соль щелочного металла и минеральГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249893/24-03 (22) 08.04.87 (46) 23.08,90. Бюл. № 31 (71) Архангельский отдел Всесоюзного научно-исследовательского геолого" разведочного нефтяного института (72) А.И.Бережной, В.В.Марчук, А.П,Кочулин, О.А.Тихомиров, Н.А.Каланчина, М.Н.Попов и З.Ф.Котлова (53) 622.245.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.¹ 939728, кл. E 21 В 33/138, 1980.
Авторское свидетельство СССР
1232783, кл. Е 21 В 33/138, 1983. (54) ВЯЗКОУПРУГИЙ СОСТАВ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ
СВОЙСТВАМИ (57) Изобретение относится к строительству и эксплуатации скважин и м.б. использовано при бурении, креплении и ремонте нефтяных и газовых скважин. Цель — повышение разделяющей способности состава при одновременном
Изобретение относится к строительcòâó и эксплуатации скважин и может быть использовано при бурении, креплении н. ремонте нефтяных и газовых скважин
Целью изобретения является повышение разделяющей способности состава при одновременном улучшении условий освоения продуктивных пластов,,SU„„1587173 А1
2 улучшении условий освоения продуктивных пластов. Вязкоупругий состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас ч.: омыленный талловый пек 18-25; соль щелочного металла и слабой минеральной кислоты в порошкообразном состоянии 5-7; вода 7582, причем состав может дополнительно содержать 2-350 мас ч. дисперсного наполнителя минерального или органического происхождения. Состав готовят путем введения в водный раствор омыленного таллового пека соли щелочного металла в порошкообразном виде и перемешивания до получения структурированной консистенции, Состав может быть использован как разделитель в диапазоне динамических о температур от 16 до 60 С, как носитель кольматирующего дисперсного материала, как смазывающий компонент в скважинах температурой 16-280 С, в качестве нижней порции жидкости глушения, для борьбы с поглощениями промывочной жидкости и т.д. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.
Вязкоупругий состав содержит омыленный талловый пек (ОТИ), соль щелочного металла и слабой минеральной кислоты в порошкообразном состоянии и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Омыленный талловый
С 3 1587173
4 ной слабой кислоты 5-7
Вода 72-82 и может дополнительно содержать 2—
350 мас.ч. дисперсного наполнителя минерального или органического происхождения, В качестве солей щелочного металла могут быть использованы кальцинированная сода, поташ, триполифосфат натрия (ТПФН) и т п., а в качестве минерального наполнителя - резиновая крошка, вермикулит, опилки, асбест, гипс, бентонит, мел, барит и дроо 15
ВКР рекомендуется использовать
|как разделитель в диапазоне динамических температур в скважине от 16 до бО С, как носитель кольматирующего дисперсного материала (для продуктивных и непродуктивных пластов) в диапазоне 60-280 С, как смазывающий компонент в кольцевом пространсто ве скважины от 16 до 280 С.
При использовании ВКР в качестве 25 нижней порции жидкости глушения или для борьбы с поглощениями промывочной жидкости следует учитывать, что ! рост структуры в статических услови( ях продолжается особенно при контакте с минерализованными водами в пласте, При отсутствии необходимости повышения плотности ВКР в его состав не вводится дисперсный наполнитель, тре- 35 буемая скорость роста прочности струк( туры ВКР может быть обеспечена выбором соответствующего:инициатора структурообразователя, В тех случаях, когда возникает необходимость сниже- 40 ния гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе при промывке, цементировании, устранения поглощений для приготовления ВКР используют или поташ или соду с одновременным применением таких дисперсных добавок,как бентонит или асбест.
„, Свойства разливных ВКР даны в табл.1; влияние типа и количества наполнителя на реологические свойства ВКР-,. в табл.2; смазывающая способность BKP - в табл3;отмывающие свойства — в табл.4; фильтрационные свойства — в табл.5.
Представленные в табл.1-2 экспериментальные данные позволяют сделать вывод о высокой прочности структуры и разделяющей способности вязкоупругого состава. Кроме того, ВКР обладает эффективными очищающей, смазывающей и избирательно кольматиру-ющей способностями (табл 3-5) .
Пример 1. Подготовка ствола скважины пробуренного в интервале поглощающего разреза под цементирование промежуточной обсадной колонны.
Плотность бурового раствора
1050 кг/м . Наблюдается сужение ство2 ла скважины по причине отложения рыхлой глинистой корки. Глубина скважины 1400 м. В емкости цементировочно3 го агрегата (ЦА) заготавливают 2-3 м
?5_#_-ного раствора ОТП, затем засыпают в раствор 4,8 мас. соды и перемешивают. Через 0,5-1,0 ч закачивают полученный ВКР в колонну, 3а ВКР закачивают тампона кный раствор. Скорость закачки и продавки не превышает номинальной скорости при промывке скважины после спуска обсадочной колонны, При выходе ВКР на устье фикси" руют его состояние (количество, степень перемешивания с буровым тампонажным раствором, прочность структуры, ее разрушенность, количество и состояние вынесенной массы — остат- . ков смытой рыхлой корки бурового раствора). В процессе цементирования фиксируют изменения давления на насосах, после ОЗЦ анализируют показания
AHgo Все эти данные служат основанием для корректировки состава и количества ВКР с целью получения более эффективного влияния на качество цементирования колонн на послецуюших скважинах, При приготовлении, закачке и выходе BKP на устье скважины определяют его физико †механическ свойства (плотность, стабильность и прочность структуры, растекаемость, водоотдачу, на совместимость с буровым и тампонажным растворами), Пример 2. Подготовка ствола скважины, вскрывшей продуктивные плаt сты с низкими пластовыми давлениями и хорошими коллекторскими свойствами„, Плотность бурового раствора 1250 кг/м.
В ЦА готовят 3-4 мЗ 25%-ного раствора ОТП, затем добавляют в емкость
3,23 мас % соды и перемешивают до структурированного состояния, В эту массу вводят 48 масЖ мела и доводят ее перемешиванием до однородного состasao Через 0,5-1,0 ч эакачивают ее в обсадную колонну, затем откачивают тампонажный раствор и продавоч вЂ
Таблица l
Растекаемость по коВодоотдача смэ/
30 ч
СосВодоотстой эа 3 ч, Х
Плотасть тав
ОГП г/м
Вода
Инициатор-структурообраэователь
Н а полнит ел ь нусу
Аэ НИИ, см
0i0
0,0
0i0
0,0
0,0
810
82 ТПФН
75 ТПФН
82 Поташ
82 Кальцинированная сода
15,5
14,0
22,0
2!,О
22,0
40,0
11,0
16, О.
7,0
16,5
0i0
975 18,0
) О (770 16,0
Реэиноновая крошка
Вермику- 2 950
l3,5
30,0
19,0
8 .25
75 лит
Асбест
11
Гипс
7,0
2 5
7 5
8,0
12,0
4,5
3,0
10,0
4 0
10,0
0,0
0,0
20,0
28,0
0,0
11,0
0,0
0 5
0,0
1,0
3, 1011
10 1100
2 1000
I 0 1 040
100 1130
10 1075
50 !280
350 2370
100 1230
250 1705
20i0
12,5
18,0
I7,5
HP
16,0
HP
HP
13,0 !
5,5
9 25
10, 25
11 25
12 25
13 25
14 25
15 25
16 25
17 25
18 25
11
«11
«и
ll
«и»
Графит
Бентонит
° ° Варит
Мел
Иэвестняковая му к а
158 ную жидкость со скоростью, не превышающей максимальную, при промывке скважины после спуска обсадной колонны. После окончания цементирования, проведения АКЦ и освоения скважины делают выводы о качестве вскрытия и изоляции затрубного пространства скважины. В случае необходимости на следующих скважинах, выходящих из бурения, цементирование производят с применением ВКР, содержащим резиновую крошку или опилки.
Таким образом, ВКР отличается простотой и быстротой приготовления, не содержит дефицитных компонентов, компоненты не токсичные, как правило, начальная структура BKP близка к такому состоянию, при котором возможно прокачивание составов насосами. ВКР можно готовить в больших количествах.
Не менее, а если целесообразно с точки зрения получаемого технологического эффекта, то и больше по объему обычных вязких буферных жидкостей 10 м . Недефицитность, относительно э низкая стоимость компонентов, несложная технология приготовления и легко регулируемое значение столба ВКР по плотности в широком диапазоне 1000>g >
2000 кг/м делают задачу получеСодержание компонентов, мас,X
I I8 5
2 25 7
3 18 7
4 25 5
5 18 5
6 25 75 5
7 25 75 5
7l 73 6 ння состава практически достижимой в у сл о вия х буровых.
;Формула изобретения
1. Вязкоупругий материал комбинированного действия с регулируемыми „ свойствами, включающий омыленный тал" ловый пек, инициатор-структурообразовательи воду, отличающийс я тем, что, с целью повышения его разделяющей способности при одновременном улучшении условий освоения продуктивных пластов, он в качестве инициатора-структурообразователя со15 держит. водорастворимую соль щелочного металла и слабой минеральной кислоты в порошкообразном состоянии при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
20 Омыпенный талловый пек 18-25
Соль щелочного металла и слабой минеральной кислоты 5-7
Вода 75-82
2, Материал по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что, состав дополнительно содержит дисперсный наполни30 тель минерального нли органического происхождения в количестве 2-350 мас, ч, 8
Таблица 2
1587173
Количество наполннтеля, мас.ч., k с0о0с0тTа8в 5уt: ОТП 25, Н О 75, сода 5
Статическбе напряжение сдвига через час, мг/см
24,0 158 0
0167 10 50
2 1383
10 503
2 1069
7 566
3 566
l 0 1635
3 817
10 251
2 440
10 440
10 1698
100 3270
10 314
50 4968
1О 1886
100 566
50 2075
250 5220
60 1194
350 1949
1132
691
1069
1132
2264
377
566
1823
2452
4339
4339
2452
2326
6477
2767
6289 Известняковая мука Варит
It» блица 3
Т а я
Сост as
К",У., при испытании с на" груэкой, r
Время проведения испытаний с момента при готовпения состава
ВКР > мас. ч.
) 50 200
50 100
ОТП
Вода
Сода
ОТП
Вода
Сода
Бентоннт
ОТП . 25
Вода, 75
Сода 5
Асбест 2
ОПТ 25
Вода 75 ),оташ 5
" К вЂ” коэффициент смаэывающей способности испытываемых составов по отношению к воде. резиновая крошка
»
Ьермнкулнт
«и !
Опилки и асбест
«и»
,Гипс
° 1 !
Графит
lI ! !
Бентонит
«и»
Мел
«»
377
440
1006
251
620
1383
1006
440
314
566
2452
3710
1194
5219
1823
1069
2389
5722
1509
3081
10 мин
I ч..
5 ч
24 ч
62 ч
IО мин
1:ч
5 ч
24 ч
62 ч
lO мин
I ч
5 ч
24 ч
62 ч
IO мин ! ч
5 ч
24 ч
62 ч
48,0
60,0
76,0
96,0
124>0
78,0
48,0
62,0
48>0
74,0
52,0
76,0
82 0
92,0
154,0
64>0
74,0
26,0
26,0
26,0
47,0
70,З
82,0
123,5
I18,З
87,0
87,0
64>3
60,9
74;8
55,7
67,8
85,2
87,0
168,7
69>6
55,7
22,6
22,6
22,6
1509
3773
1069
2138
1572
>8700
2012
6226
2201
5031
4402
3207
) 8700
3836
) 8700
64>5
80,6
92,0
124,2
106 >5
I08>1
122,6
106,5
58,1
83,9
67,7
l) I,3
l01 6
88,7
146>8
87,1
50,0
21,0
2i О
21,О
3207
4339
8159
5419
) 8700
5031
4958
) 8700
6917
3396
5597
4528
4024
) 8700
5408 78700
76,4
86,1
90,3
)ЗЗ,З
131,9
109>7
109,7
80,6
56,9
81,9
70,8
55,6
94,4
83,3
1ll,l
123,6
44>4
18,1
18,1
18>1
1587173
Таблица 4
Количество смытого бурового раствора, 7
Состав, отмыванхций глинистую корку бурового раствора, мас.ч. (ВКР), % (ВУС) Таблица 5
Показ атель фильтрации
Состав, образующий кольматационный слой, мас.ч.
ОТП 25
Сода 5
Вода 75
Мел 10
ОТП 25
Сода 5
Вода 75
Мел 100
ОТП 25
Сода 5
Вода 75
Фильтрация цементного раствора (В/Ц=0,5). через кольматационный слой, образованный ВКР, на бумажном фильтре прибора
ВМ-6, см /30 мин
Фильтрация глинистого раствора, имеющего водоотдачу 15 см /30 мин,, через
Ъ кольматационный слой, образованный ВКР, см /30 мин
8,5
1,5
3,0
0,0
3,0
130
Составитель Л. Бестужева
Редактор О, Головач Техред A. Кравчук Корректор Т,Малец
Заказ 2404
Тираж 477
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент"., r.Óærîðoä, ул. Гагарина, 101
ОТП 25;
ОТП 25;
ОТП 25;
ОТП 25;
ОТП 25;
ОТП 25; сода 5; сода 7;
Тпфн 5;
ТПФН 73
Поташ 5;
Поташ 7;
Н,О 75
НО 75
НхО 75
Н,О 75
Н О 75
Н О 75
63,34
69, 16
78,07
79,01
67,75
55,52
