Состав для цементирования прифильтровой зоны скважины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 E 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К A BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4487119/03 (2?) 26.08.88 (46) 07,04,91. Вюл. №- 13 (71) Государ -TBeHHbIA научно-исследовательский H проектный институт по освоению месторожденич нефти и газа (72) A.b.Ñóëåéìàíîâ, К.К.Мамедов, А.M.ÈHPèíoâ, З.Т.Гасанов, Э.b.Караш, С.Д.Ибрагимов, О.К.Абасов, З.A.Ìàìåäîâ и Р.Е.Хачатуров (53) 622.245,42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 972059, кл. Е 21 В 43/08, 1981, Авторское свидетельство СССР № 137858, кл. Е 21 В 43/08, 1961. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПРИФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ CKBAFHHbI (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов, представленных слабосцементированными песчаными коллекторами.

Цель изобретения — повышение проницаемости камня при одновременном сохранении его целостности.

Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Цемент 54,6-56,5

Каустическая сода .4,5-5,5

Магний 5,7-6,6

Вода Остальное именно к вскрытию продуктивных -пла тов, представленных слабосцементированными песчаными коллекторами. Цель изобретения — повышение проницаемости камня при одновременном сохранении его целостности. Состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: цемент 54,6-56, 5, каустическая сода 4,5-5,5, магний 5,76,6, вода остальное. Состав готовят традиционным спосoбoм в объеме, необходимом для заполнения заколонного пространства в зоне продуктивного пласта. При воздействии на цементный камень из данного состава соляной кислотой в камне образуются отверстия, по диаметру несколько большйе диаметра перфорационных каналов в обсадной колонне. При цементировании каналы колонны заглушены кислоторастворимым материалом. 2 табл.

Включение в тампонажный состав каустической соды и порошкообразного магния обеспечивает возможность создания фильтрационных каналов в цементном кольце за колонной без создания избыточного давления путем управляемого разрушения (прожигания) цементного камня против перфорированных участков колонны, под воздействием соляной кислоты.

Перфорированные участки колонны при цементировании заглушены кислоторастворимым материалом, например алюминием, который, растворясь в кислоте, 1640372, оздает доступ кислоты к цементному камню.

Экспериментальным путем установлено, что добавление к тампонажному раствору каустической соды придает цементному камню способность растворяться в соляной кислоте, Использование порошкового магния в Loåòàâå тампонажного раствора позволяет ускорить время полного растворения цементного камня сравнительно с растворимостью камня без магния.

При этом взаимодействие кислоты с магнием происходит не за счет сопри1 косновения частиц магния друг с другом, а эа счет растворения состава (цемент с каустической содой), находящегося между зернами магния в массе цементного. камня. 20

Количество соляной кислоты берется с таким расчетом, чтобы его хватило лишь на растворение алюминиевых заглушек и образование сквозных каналов в цементном камне напротив перфорированных отверстий. При этом исключается .возможность движения кислоты вверх и вниз вокруг обсадной колонны от одного отверстия,к другому, так как для дальнейшего расширения образовавшихся отверстий не хватает соляной кислоты, тем самым не получается вертикальной связи между отверстиями и ос.тальная часть цементного камня остается не пораженной, кислотой, которая сохраняет свои первоначально-прочностные характеристики. При использовании предлагаемого состава при вскрытии пласта практически сохраняются скелет пласта 40 и целостность цементного кольца.

Состав готовят традиционным способом путем перемешивания сухой смеси с водой

В табл.1 приведены характеристики 45 цементных растворов и камней, изготовленных из данного состава.

В табл.2 даны прочностные характеристики цементного камня и степень растворения его в соляной кислоте в зависимости от содержания компонентов.

На основании данных геофизических исследований устанавливают глубину и мощность продуктивного пласта, подлежащего разработке, согласно кото55 рой определяют длину перфорируемого участка эксплуатационной колонны, Перфорированный участок колонны изготавливается в условиях мастерских в обсадных трубах, Отверстия íà обсадных трубах просверливают íà сверлильном станке перпендикулярно к оси трубы и в них нарезают резьбу.

Затем в отверстия заворачивают винты, изготовленные из легкоудаляемого материала под воздействием химических веществ (например из алюминия марки АЛ? или Д16Т). Колонну эксплуа-!

i тационных труб опускают в скважину и перфорированный участок .трубы, заглушенный винтами, устанавливают против продуктивного пласта и осуществляют цементирование колонны по обычной технологии. Последняя порция цементного раствора включает помимо цемента каустическую соду и магниевый порошок, Этот состав оставляют в заколонном пространстве в зоне перфорированного участка трубы для ОЗЦ, После спуска колонны и ее цементирования с целью оценки качества крепления проводятся исследования акустическим цементомером. Проверяют колонну обсадных труЬ на герметичность и через спущенные насосно-компрессорные трубы создают соляно-кислотную ванну только в интервале перфорированного участка труб. При этом происходит реакция с алюминием, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с цементным камнем, включаюпдм каустическую соду и магниевый порошок, растворяя состав, создает сквозные каналы (прожигает) напротив перфорированных отверстий труб.

Пример, иллюстрирующий изобретение.

На трубе 1чб мм эксплуатационной колонны длиною 0,6 м сверлят на сверлильном станке три отверстия диаметром 16 мм перпендикулярно к оси обсадной трубы и в них нарезают резьбу.

Отверстия располагают по спирали, со сдвигом по окружности на 120 с расстоянием между отверстиями по вертикали 200 мм . При этом обеспечивается плотность перфорации, равная 5 отверстиям на 1 м ствола скважины, Такая плотность при 16 мм отверстии обеспечивает коэффициент гидродинамического несовершенства по характеру вскрытия

31 при диаметре скважины по долоту

190 мм, а при обычно применяемой кумулятивной перфорации типа ПКС-80 l 64

0372

Со ровой мент, ч а ю повыш одновр ности, тичес теля компо

Це

Та блица 1

Характеристика цементных растворов и камней

Прочность образцов двухсуточногохранения, МПа

В/Т отношение

Номер опыта

Добавка к цементу, мас.l

Плот- РастеСроки схватывания, ч-мин каемость, ность, .(с, з каус. магний сода см на- конец чало на изгиб на сжатие

1 0,5 1,73 19 8-35 10-20 3,5 6,0

2 06 8 10 1,68 18 1 35 2 50 1,9 4 2

3 0,6 10 12 1,67 18 1-30 2-45 1,8 4,1

Та блица 2

Значение величин прочности образцов на сжатие и растворимость цементных камней в зависимости от содержания в них каустической соды и магния

Компонентный состав раствора, мас.Е

Номер опыта

Показатель цементного камня вода магыиевый порошок каустичес-. кая сода цемент прочность степень растворина сжатие мости образца весом через 2 су- 32 r после 3 часоток, ИЧа вой выдержки в кислоте, 7

1 54,6 4,5

2 55,5 4,5

3 565 45

5,7 Остальное 4,2

5,7 То же . 4,3

5,7 4,3

100 при той же плотности этот коэффициент составляет 47.

Затем в отверстия заворачивают заглушки, изготовленные иэ алюминиевого сплава марки АЛ 2 (ГОСТ 268575), Отрезок заглушенных труб помещают в цилиндрический картонный кожух с внутренним диаметром 190 мм и кольцевое пространство заполняют тампонажным раствором, изготовленным составом при следующем соотношении компонентов, мас./: цемент 55,5, каустическая сода 5,0; магниевый порошок 6, 2; вода

33,3.

После 24--часового ожидания затвердения цемента снимают картонный кожух и заполняют трубы на 50 мм выше верхней заглушки, .ингибированной

21Х-ной соляной кислотой.

При этом происходит реакция с алюминиевой заглушкой, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с тампонажным камнем, в течение 3 ч создает в колонне и цементном кольце сквозные

6 отверстия 6,7 диаметром соответственно 16 и 22 мм.

Применение данного состава при цементировании исключает попадание соляной кислоты в слабосцементированные песчаные коллекторы, тем самым сохраняя скелет пласта без разрушения, обеспечивая целостность цемент10 ного кольца и улучшая условия эксплу" атации скважины. формула и so бр ет ения став для цементирования прифильт1 эоны скважины включающий це9 наполнитель и воду, о т л utq и и с я тем, что, с целью ения проницаемости камня при еменном сохранении его целостон дополнительно содержит каускую соду, а в качестве наполни= магний при следующем соотношении нентов, мас.l: мент 54,6-56,5 устическая сода 4,5-5,5

Магний 5;7-6,6

Вода Остальное

1640372

Продолжение табл. 2

Номер опыта

Компонентный состав раствора, мас.Е

Показатель цементного камня магниевый вода порошок цемент каустическая сода степень растворимости образца весом

32 г после 3 часовой выдержки в кислоте, 7. прочность на сжатие через 2 суток, МПа

ll

11

11. ост ост ост ост ост ост

Составитель Л.Еестужева

РедактоР H.Тимонина ТехРед Р, Кравчук Корректор T.Малец

Заказ 1259 Тираж 372 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.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

4 53,6

5 57,5

6 54,6

? 54,6

8 54,6

9 54,6

10 54,6

11 54,6

12 54,6

13 54,6

14 56 5

15 55,5

16 50

4,5

4,5

5,0

5,5

4 0

6,0

4,5

4 5

4,5

4,5

5,5

5 0

5,7

5,7

5,7

5,7

5,7

5 7

6,2

6,6

5,0

7,5

6,6

6,2

3,5

4,0.

4,2

4,3

3,7

4,2

4,1

3,9

3,6

4,3

4,2

5,2

76

81

84

86