Способ изоляции поглощающих и проявляющих пластов

 

Сущность: способ изоляции поглощающих и проявляющих пластов осуществляют путем одновременного закачивания по колонне бурильных труб или по заколонному пространству цементного раствора, содержащего 1 - 6% хлорида кальция от массы цементного раствора, и насыщенного водного раствора сульфата алюминия при соотношении объемов закачиваемых растворов 1:(0,5-1). 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 д

Ф

jM (.ь) QQ (21) 4744135/03 (22) 27.09.89 (46) 30.06.92. Бюл. N 24 (75) Р,Ж.Вахитов и В,И,Халявкин (53) 622,245.4(088,8) (56) Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. М„ Недра, 1980, с. 156 — 160.

Авторское свидетельство СССР

N 1303702, кл. Е 21 В 33/14, 1985.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам изоляции поглощающих и проявляющих пластов, Известен способ цементирования, закл ючающийся в том, что для предотвращения растекания цементного раствора в поглощающий пласт в скважину одновременно закачивают цементный раствор и насыщенный водный раствор сульфата алюминия в соотношении объемов 1: (0,5 — 1,0).

Недостатками способа являются увеличение сроков схватывания с увеличением времени перемешивания образующейся смеси; разрушение цементного камня из-за сравнительно низкой прочности при длительном процессе бурения (сверхглубоких или аварийных) скважин.

Цель изобретения — повышение прочности цементного камня на изгиб при одновременном сокращении сроков схватывания цементного теста.

„„5U„„1744238 А1 (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАЮЩИХ И ПРОЯВЛЯЮЩИХ ПЛАСТОВ (57) Сущность: способ изоляции поглощающих и проявляющих пластов осуществляют путем одновременного закачивания по колонне бурильных труб или по заколонному пространству цементного раствора, содержащего 1 — 6% хлорида кальция от массы цементного раствора, и насыщенного водного раствора сульфата алюминия при соотношении объемов закачиваемых растворов

1:(0,5-1), 1 табл.

Способ осуществляется следующим образом, В скважину на колонне бурильных труб спускают и устанавливают над поглощающим (или проявляющим) пластом гидрсмеханический пакер (ГМП). B мерниках одного цементировочного агрегата (ЦА) готовят насыщенный водный раствор сульфата алюминия (около 50 мас.% концентрации), В мерниках другого ЦА в воду затворения цемента вводят хлористый кальций.

Результатами лабораторных исследований установлено, что при смешивании цементного раствора без добавок и насыщенного водного раствора сульфата алюминия при соотношении объемов 1:(0,5—

1,0) прочность цементного камня на изгиб резко снижается и составляет через 48 ч

0,8 — 1,2 МПа. Предварительный ввод в воду затворения цемента хлористого кальция в количестве 1-6% от массы цементного раствора приводит к повышению прочности цементного камня до 1,5 раз (см. таблицу).

1744238

При смешивании цементного раствора с водным раствором сульфата алюминия происходит быстрое =труктурообразование смеси. Начало схватывания этой смеси в статических условиях при соотношениях объемов смешиваемых растворов 1;0,5 и 1:1 составляет 5 — 7 мин. Однако в динамических условиях (после перемешивания в течение 15 мин) сроки начала схватывания указанных смесей заметно увеличиваются и составляют уже 31 — 38 мин. Данное обстоятельство приводит к тому, что с увеличением глубины доставки смеси сроки схватывания ее удлиняются, что несколько снижает эффективность применения образующейся тампонирующей смеси.

Добавление в воду затворения цемента хлористого кальция в диапазоне концентраций 1-6 мас,7, от веса цементного раствора (водоцементное отношение цементного раствора берется В/Ц = 0,5) и последующее перемешивание этого цементного раствора с насыщенным водным раствором сульфата алюминия приводит к значительному сокращению сроков схватывания данной тампонирующей смеси как в статических, так и в динамических условиях, При этом также достигается заметное повышение статического напряжения сдвига смеси.

При добавлении хлористого кальция в количестве 0,5 мас. // заметного сокращения сроков схватывания не происходит.

Дальнейшее повышение концентрации хлористого кальция свыше 6 мас.,4 приводит, наоборот, к некоторому удлинению сроков схватывания смеси в статических и динамических условиях при соотношении объемов смешиваемых компонентов как 1;0,5, так и

1:1, Образующаяся тампонирующая смесь имеет структуру в виде густой пасты. При перемешивании она сохраняет подвижность, прокачиваемость и в течение длительного времени не схватывается. В состоянии покоя быстро набирает структуру и схватывается.

Таким образом, в зависимости от интенсивности поглощения в мерниках ЦА в воду затворения цемента вводят хлористый кальций с концентрацией 1-6 мас,7(, от веса цементного раствора. . Для изоляции поглощающего или проявляющего пласта в полость бурильных труб или в ствол скважины одним ЦА закачивают цементный раствор, содержащий хлористый кальций, одновременно другим

ЦА закачивают водный раствор сульфата алюминия. При этом объемы смешения цементного раствора и раствора сульфата алюминия поддерживают в пределах 1:(0,51,0). После окончания закачки в полость бурильных труб цементного раствора с хлористым кальцием совместно с раствором сульфата алюминия образующуюся смесь продавливают в поглощающий (проявляющий) пласт, Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что повышение эффективности изоляционных работ достигается за счет роста прочности на изгиб цементного камня, сокращения сроков схватывания и увеличения статического напряжения сдвига смеси.

Пример, При бурении скважины диаметром 215,9 мм.на глубине 1500 м произошел полный уход технической воды с интенсивностью 450 м /ч МПа, Для изоляции поглощающего пласта при забое скважины 1570 м ГМП установили на глубине

1420 м. В мерниках одного ЦА приготовили

2 м водного раствора сульфата алюминия з

50 мас, концентрации, В мерниках другого ЦА в воде затворения объемом 4 м растворили 200 кг хлористого кальция из расчета получения раствора 3 мас. / от веса цементного раствора, В полость бурильных труб одновременно закачали цементный раствор из 7 т цемента и раствор сульфата алюминия при соотношении объемов 1:0,5, Полученную тампонирующую смесь продавили до глубины 1470 м. После стоянки под пакером в течение 0,5 ч и спуско-подъемных операций цементный "мост" разбурен в интервале

1480 — 1540 м. Уход промывочной жидкости ликвидирован.

Формула изобретения

Способ изоляции поглощающих и проявляющих пластов путем одновременного эакачивания по колонне труб или стволу скважины цемента, предварительно введенного s воду затворения, и насыщенного водного раствора сульфата алюминия при соотношении объемов закачиваемых растворов 1:(0,5 — 1,0), отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения прочности цементного камня на изгиб при одновременном сокращении сроков схватывания цементного теста, предварительно в воду затворения вводят хлористый кальций в количестве от 1 до 6) от массы цементного раствора, 1744238.(3

I .>

:l

Q а о

В

l (.1

I

1

1

Ю

I (3 сt

t 1

I 1

I I

1 I

1 I

1 I

1 I а

l I

I 1

I

I !

1

1 !

I

О

1:С с

I ! ! С3

I rl

1 ((3

1 Х

1

I (3 (X

I 3

I О

1 (.

Q.

Q

S а

Ю с С о с> с:О С(С

-х а

C о

Q. о

С> С т

О

С>

СО 1 сl =

Ю

С>

1 1

О

I 1 о

С>с о

I С-(в z

s o

Y о (С>»

S ((> (С

1" S

L3 С>

С3 (3 с г с(> (.>

С X о а. о

I

I

rn

1

I

I

I (1 ! !

CL о а

C о о .0 Π— О (3>С а Х I

Q с

CQ3 S — (О а 1 а о

I О х

О

i с3

ОС LQ

;.3: I а с о

I С >

С>: Г . а с о

33 с

С I а

C о о о

СЧO I C> (t3:

«счев Гч с:>

I О

С;(1 (I !

I (( (» l (1- I г(Х х о

I

Y (С вЂ” I (:

Х

O С И г» 1

1

I

I

I

I —.— -3

S о

1 (С г(> f(3

I

1

1

I

1 т

f .Г> ((> т

I ! ! (С I

Х

3 о

\ (33

Y о а

ffy з

Е

1ft;

1(>

S .3: !

I

>I

1 х о с с

Л (2

М-.

o o

t I

o o

I I

1

1

I

1

I

1

I

I

I

I

3, 1

I

t

I

I у

:3> о

>

IГС

1 (1 д с о а

Y о о

О

1 \ I l I

С L I

I

1 !

Я.

i.3 3:. I

I а

1 С г> 2 а r»

U c о .

f.

1 >

1 .5

1 S ( с:з о с

l >(1

1 I I

I >I с(>

»3

S (v а .г

lr

i >

О О о о о оос>oо

OfD Ь ==OOO . 3 СЧ (ГЧ (Ч с> о

О (((O

I оооо ч:> (О- ао (о о с:

О

f CY>

"\ а (!

iL .а о с> с

=> о о

ГЧ с> с> (О С> сч сч 3

X !

» \ (L

l

g г>

S. .3

CL

33 с

Ъ

V а

CC

С> (3 с о

О>

"> (>

z с.

1 (1 !

1 !

I

1

1

I (I

I

I.

I

I ! ! !

I (I

I

1 !

1

1

I ! ! !

1

l

1 !

Cl I

I- I о I

I ! !

I

С>СЧ(МШ(1 !СО (-т

М 1 I 1 f (D I 1 — I о а о ч:> о е сэ =. o o o o o o м ст сч м- . с. - т а

I 1 1 I I I i 1 I I I I I 1

И Q О O О . ->МГ-f — О

o o -3. m 0-> с 3 = со; а .3- .(3 о

М М М С 3 O Г:> Г \ Г!

I 1 I I I 1 1 I I I I 1 1

Е о o o o o о о o o o o o o

О М О О Сг>OD О О О СЭ О О О а (\ООМООс(а- ОГчм

1 I 1 1 I I 1 l I I 1 1

0) О О Q O О (3 ГЧ с(С> O O о а а м «о о м г г о м—

М O Î O O O G O O С О О O

1 1 I 1 I I I (f f 1 (1 ч > О О О O О O Q O О О .-.3 О ооо .оо с о

О (:1 (D O Э О O (»Ч СЧ СЧ СЧ С 3 СЧ С, ГЧ Ч

1

1

1

t

О

=Г

1 м

О

С3

Ю !

1 (I

1 !

I

I

I

I

I

I

I

I

1

1

1

I

I

1

I

1

I

I

1

1

I

1

I

I . 1

I

1

1

1

I

1

t !

I

I

I