Способ и состав для тампонажа горных пород

 

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геопогоразведочных скважин, горно-добывающей промышленности , инженерному строительству. Цель изобретения - повышение эффективности тампонажа за счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчивости к размыву и растворению промывочным и пластовыми жидкостями . Закачивают в горные породы высококонцентрированный водный раствор соли, в качестве которого используют высококонцентрированный водный раствор кальцинированной соды, причем кальцинированная сода и вода взяты при следующих соотношениях, мас.%: сода кальцинированная 25,9-37,5; вода остальное. В промысловых условиях для приготовления смеси в отдельной емкости , образованной с насосом или цементировочным агрегатом, растворяют кальцинированную соду в предварительно нагретой до 20-25°С воде. Растворение соды идет с выделением тепла и температура поднимается до 40-42°С, что позволяет растворить максимальное количество соды. После охлаждения раствора соли в пласте образуется кристаллический камень прочность которого , а также стойкость к размыву и растворению промывочными и пластовыми/ жидкостями выше , чем у известных. 3 табл. (Я ф -и СП Јь ет

саюэ совшяих их

КСЪЬЛИН

11% И1) (5I)5 Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

h0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИНМ

ПРИ ГКНТ ССОР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618076/03 (22) 12.12.88 (46) 30.04. 91. Бил. 11 6 (71) Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырь я (72) A. К. Демь яненко, В. H. Поляков, М.P.Ìàâëìòîâ и R.È.ÁåññîíîBà (53) 672.245.42(088.8) (56) Ржаницын Б. А. Хтптттческое закреттление грунтов н строительстве. M.:

Стройизда т, 1 986, с . 264 .

Демьяненко A. И. и др. Термохимический способ закупорки проницаемых пластов. — Совершенствование методов предупреждения и ликвидации поглоще— ний при строительстве глубоких скважин в Восточной Сибири. СНИИГГ и МС, Новосибирск, 1 984, с . 29-32 . (54) СПОСОБ И СОСТАВ ТАМПОНАЖА ГОРНЬтл

ПОРОД (57) Изобретение относится к бурении нефтяных, газовых и геоттогоразнедоч— ных скважин, горно-добьтватттщей промышленности, инженерному строительству.

Цель изобретения — повышение эффектив1

Изобретение относится к бурении нефтяных, газовых н геологоразведочных скважин, горно-добывающей промьппленности, инженерному строительству, а именно к способам и составам для изоляции проницаемых пластов в низкотемпературных скважинах, укрепления неустойчивых горных пород и несвязных грунтов. ности тампонажа эа счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчиности к размыву и растнореннкт промывочным и пластоными жидкостями. Вакачинаит в горные породы нысококонцентриронанный водный раствор соли, в качестве которого используит высок оконцентриронанный нодттьпт раствор кальциниронапной соды, причем кальцинированная сода и вода взяты при следуищих соотношениях, мас.7,: сода кальциниронанная 25,9-37,5; вода остальное. В промысловых услониях для приготовления смеси н отдельной емкости, образованной с насосом или цементировочным агрегатом, растноряк т Я кальциниронаннуи соду н преднарительно нагретой до 20-25 С воде. Растворение соды идет с выделением тепла и температура поднимается до 40-4200, что позволяет растворить максимальное количество соды. После охлаждения ра— створа соли в пласте образуется крис - ры таллический камень прочность которого, а также стойкость к размыву и растворении промывочными и пластовыми

I жидкостями выше, чем у известных. 3 табл.

Цель изобретения - повьппение эффективности тампонажа эа счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчивости к размыву и растворении промывочными и пластоными жид кос тями, Способ тампонажа горных пород сос— тоит в закачивании в них высококонцен трированного водного раствора соли, н

1645460 качестве которого используют водный раствор кальцинированной соды, содержащий не менее 25,9Х соды. В промысловых условиях тампонирующую смесь приготавливают в следующей последовательности. Например, в отдельной емкости, обвязанной с насосом или цементировочным агрегатом в 3 м водл3 (62,5 мас. ) растворяют 1,8 т

10 (37,5 мас. ) кальцинированной соды.

Воду предварительно нагревант до (2025) С с помощью пара от котельной или электронагревательными элементами.

Растворение соды идет с выделением тепла и температура приготовленного рлствора достигает (40-42) С. При этой температуре растворяется максимальное количество соли.

Верхняя граница концентраций клль- 20 цииироваиной соды определилась стабилизацией показателей по рлзмываемости и растворимости кристаллического клмня в воде, нижняя граница — значениями размывлемости тлмпонажного камня и ко-25 личеством 3 3ильтрата после кристаллизации в сравнении с аналогом. Таким об—

paзом, оптимальная область концентраций кальцинировлнной соды тлмпонирующих составов находится в пределах

25,9-37,5 мас. . Результаты представлены в табл.l.

Способ тлмионлжа горных пород осуществлянт следующим образом.

Для изоляции ироницаемых пластов в низкотемпературных скважинах приготовленнун тлмиоиирунщую смесь закачивант через гидромеханический или рлзбуривлемый илкер, установленный выше проницлемой зоны, с целью обеспечения минимального разбавления ее промывочной жидкостью н скважине при доставке в пласт. Начальная температура злклчивания смеси в пласт определяется расчетным путем ио методике 1Чербаня А.Н. и в случае, если она превышает температуру приготовленного p1— створа, то тамионирующий состав дополнительно подогревают. 50

Для закрепления неустойчивых пород в стволе скважины тампонирунщун смесь закачивлнт чере1 бурильные трубы и размещают напротив интервала обливающихся или неустойчивых пород. Техио—

55 логия работ предусматривает выше и ни = же пачки тами онирунщей смеси ра змешлть буферную жидкость, иреиятствунщун интенсивному смешению основного глм— понирунщего состава с буровым раствором в скважине .

Для закрепления несвязанных грунтов и риготовле нный тамп онирующий сос тлн злкачивант через специальные перфорированные трубы, забитые в грунт или мелкие скважины.

Пример. В 100 r (74,1 мас.Х) воды, нагретой до (20-25) С, растворяют 35 r (25,9 мас. ) > кальцинированной соды. Перемешивают с помощью лабораторной мешалки до полного растворения соды. После раств Зрения температура солевого раствора достигает (40-42) С. Время растворения и перео мешивания 5-7 мин. Нагреть3й раствор в стеклянном стакане ставят в водянун ванну с проточной циркуляцией водоиролодной воды для охлаждения и кристаллизации. Время охлаждения раствора, кристаллизации и укрепления структуры и проведенных опытах составлячи 24 ч. После этого полученные образцы кристаллического камня подвергались испытании нл размываемость и растворимость.

В табл.2 показаны прочностные характеристики различных насыпных грунтов ири их тамионировлнии предлагаемым способом. В табл.3 приведены данные о растворимости кристаллического камня кальцинированной соды в буровых растворзх и пллстовой жидкости.

Применяемые для лабораторных и экспериментальных исследований химические релгенты, приборы, методики исследований отражены в акте лабораторных испытаний, Использование предлагаемого способа и состава позволит повысить эффективность тампонажнЬ3х работ за счет увеличения прочности образующего кристаллического камня, повышения его стойкости к размыву и растворению промывочными и пластовыми жидкостями, а также расширить область пр3пченения по сравнению с известным.

Формула и э обретения

Способ и состав тампонажа горных пород путем злкачивания в них нагретого высококонцентрированного раствора соли, о т л и ч л н шийся тем, что, с целью повышения эффективности тампоилжл 1а счет увеличения прочности крист 33333и3еского камня и его yc5 l64546O 6 тойчивости к размыву и растворению водного раствора соли используют водпромывочньии и пластовыми !кидкостями, иый раствор кальцинированиой соды соды, в качестве высококонцентрированного содер!кащий не менее 25,9Х соли.

Таблица 1

Свойства исследованных темлоннру щих составов

Примечвяне

Хомлонентньа! состав, мас.I

0п ытм, Размыве е нос ть, 10 кг

boas

Основная соль раэмытых кристаллов хрнсталлнэацни, 4q

0,58

50,8

56,5 43,5 26

0,22

60,1

23,1 76,9

21

24,3 75,7

0,22

51 ° 9

25,9

74 >1

71,4

44,5

0 ° 2!5

0,215

° I

28,6

30,4

° >

33 ° 0 67,0

23,8

0,2!

1I

62,5

37,5

38 ° 3

0,2

12,1

61 >7

12,0

0,2

40,0 60,0

0 ° 2! 2,1

Таблнпа 2

Опыт, bI

Компонентный состав, мас.3

Тнп насыпного грунта

Кальцнннро- Вода ванная сода

12,0

37,5

62,5

8 4

10,8

Песок и росе янньй с ра эиерамн 0,5-1 им

62,5

37,5

5 6

160

Гравий мелхосреднезерянстый с песком (размеры частиц песка 0,5-1 мм) 62,5

37,5

19,9

1800

Доломнт дробленньй с размерами 2-10 мм

62,5

4 37,5

II 3

Аргнллнт дробленньй с раз- 420 мерлин до 5 мм

62,5

5 37,5

1 Хлорнстьй кель цна (CsClÔ) Сода хальцнняроввяная (NssC0s)

Температура начала массовой кол нч ее тво фнльтрата после христаллиэацнн, Х

Водопроннцаеиость грунта

К, м/сут

Ф

Ствбнлнэецнэ локаэателея по

Рбэмывеемости н растворямос тн

Предел прочностн крнсталлнческого камня через

Iсут,,КПа

О сл

Со

СО

fV л

f»

Ц

O н

О

CO

-Ф

Ю

СЧ! л

СЧ л

О сл

Фл

fD

D

СЧ

D л

Со

О !

Ch

Ф сл сл

1 Х

1 CC

1 Х ! о

1 С!

IИ 1 1

la1 ! 1

1 Е 1

1$ 1 CD

) l

Со

) f!I

О

Л вЂ” —— ! х ! х 1 ! о ! 1

I 4 I -Ф л

CO

СЪ сл

Ю сл сл

С!

Ф л !

ыл х -г

Io x о

4I и х о

О Л 1и о

U cO fC

Ф Ф Ц а

CI

Ц о о

Ю v

СЧ Х а

D I

СЧ сл сл л

СЧ

Ц о

IC и

О

С

С \

CO сл

С 1

С 4

Ol

О1

О сл О

СО

С1

Ъ 5 хаo. f, 1O lC g IC

I х ю

Iаи сICI C1 OD !

О В

CO о1

CO

С!

Ifl

Т

Ю л л

СЧ О сл

СЧ

О л

СЧ О

Ill в

С !

° О

1 Х 1

X fS O

5 IC О

jg а! л л сл л

f» сл л

С 1 л !

С !

Э4 и Х ti I

I $

Еа

Со

I U 1

1 I !

Зн

1 Х ° I

1! О

I Х IC I

I CI X ! х ! о 115C !

1645460

CO У Л С!