Состав для изоляции поглощающих пластов

 

Состав для изоляции поглощающих пластов при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Он содержит, мас.ч. - полуводный гипс 100. амифол - продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачной водой реагентов ИСБ-М-1-отхода производства н итрилотриметилфосфоновой кислоты со стадией центрифугирования или РСБ-500-побочного продукта в производстве нитрилотриметилфосфоновой кислоты , полученного при частичном упаривании ИСБ-М-1.1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COllVlAflUlCТИ ГЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТРЕ !НЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОГ)РЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПI4CAHИ= ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l (l М

l (21) 4727917/03 (22) 15.06.89 (46) 07.07.92, Бюл. N 25 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения, Научно-производственное обьединение "ИРЕА" и Чебоксарское производственное объединение "Химпром" (72) А. У, Шарипов. С. И. Долганская, К. С.

Раянов. M. В. Рудомино. Е. Г. Копейко, Н. И.

Крутикова. Е. К. Колова. А. Г. Шкуро, В. В;

Леженин, П. Я, Решетников, M. А. богачее, Н. К. Малинин и А. И. Липатов (53) 62.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1141186, кл. Е 21 В 33/138, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1216329, кл. Е 21 В 33/138, 1983.

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для изоляции поглощающих пластов в скважине.

Известен состав для изоляции поглощающих пластов в скважине, содержащий, мас.,ь; алюмокальциевый шлак злектросталеплавильного производства 21-28. глинопорошок 19-26. фосфогипс 9--12, асбест

2-3. вода 38-42.

Наиболее близок к предлагаемому состав для тампонирования 30Н поглощения. содержащий. мас.%: портлзндцементный клинкер 45-65. полуводный гипс 10-30, глиноэемисты11 шнек 20-30, коагулянт 5, вода— ост: зное, „„5 „„1745892 А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛАСТОВ (57) Состав для изоляции поглощающих пластов при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Он содержит, мас.ч.— полуводный гипс 100. амифол — продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачной водой реагентов ИСБ-Ы-1-отхода производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты со стадией центрифугирования или РСб-500-побочного продукта в производстве нитрилотриметилфосфоновой кислоты, полученного при частичном. упаривании ИСб-М-1.1 табл.

Недостатком известного состава- является ненадежность изоляции зон поглощения из-за трудности регулирования сроков ,схватывания сложной смеси.

Цель изобретения — повышение изолирующей способности состава эа счет улучшения регулирования сроков его схватывания. Обеспечение точного регулирования сроков схватывания гипсовых смесей позволит эфФективно использовать их для быстрой ликвидации аварий путем изоляции поглощающих пластов на различной глубине скважины.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции поглощающих пластов. включающий полуводный гипс и регулятор

1745892 сроков схватывания. содержит в качестве регулятора сроков схватывания амифол— продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачнои водои реагентов ИСБ-М-1-отхода производства нитрилотриметилфосфо- 5 новой кислоты (НТФ) на стадии центрифугирования или РСБ-500-побочного продукта в производстве НТФ. полученного после частичного упаривания VICE-M-1 при следующем соотношении ингредиен- 10 тое. мас.ч,;

Гипс известен как быстросхватывающе- 25 еся вяжущее вещество. Использование его в чистом виде для изоляции зон поглощения невозможно из-за способности мгновенно схватываться. Гипс. использованный в предлагаемом решении, представляет со- 30 бой белый или сероватый порошок и соответствует требованиял1 ГОСТ 4746-79.

В качестве состава для регулирования .сроков схватывания предлагается амифолбесцветное или слегка зеленоватое пасто- 35 образное вещество. Амифол получают неитрализацией реагентов ИСБ-M-1 (ТУ 609-20-44-86, изм. 1. 2) или РСБ-500 (ТУ 6-02310 85. изм. 1, 2. 3) аммиаком или аммиачной водой до рН 5-7 с последующим 40 упариванием полученного раствора до содержания активных компонентов не ниже

6r о

По аналитическим данным и данным

ПМР-спектроскопии ал ифол содержит ам- 45 монийные соли КТФ-N(CH".РОзН )з и аминометилфосфоновых кислот общей формулы Rn-К(СНзГОзН-,)з-п, где n= 1.2.

R Н. СНз. главным обоазам метилиминодиметилфосфоновой кислоты (МИДФ. n=1, 50

В=СНЭ). а также амл;онийные соли фосфористой кислоты и хлористый аммонии.

Сущность изобретения состоит в следующем, Образцы алгифола, приготовленные об- 55 работкой реагентов ИСБ-У-1 или РСБ- .00, вводили в необходимых количествах в воду и на этом растворе готовили гипсовый состав для изоляции поглощающих пластов.

11р 1 этом коли и"..т во водного р llTB0pа р»Полуводный гипс 100

Амифол — продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачной водой реагентов ИСБ-M-1 — отхода производства НТФ на стадии центрифугирования или РСБ-500 —.побочного продукта в производстве НТФ, полученного после частичного упаривания

ИСБ-M-1. 0,015-0.150 гулятора сроков схватывания (33.3 мл) и гипса (66,6 г) обеспе«ивлло получение гипсового раствора с яодогипсовым числом 0.50 т.е. полуводного гипса. В таблице 1 представлены свойс1ва гипса с добавками ал1ифола в сравнении со смесями по прототипу.

Нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ) известна как замедлитель сроков схватывания тампонирующих составов. Однако большой расход и высокая стоимость свидетельствуют о ее недостаточной эффективности. Как показывает таблица. даже небольшие количества амифола существенно замедляют сроки схватывания гипса.

5 Содержание НТФ в амифоле всего 1430;ь. Поэтому высокая э1фективность ами. фола связана с синергетическим эффектом от сочетания в композиции амифола НТФ и ,МИДФ, фосфористай и соляной кислотами.

Существенным также является применение композиции амифол в аммонийной форме.

Эффективное действие на гипсовую смесь композиции амифол и достижение синергетического эффекта может бь.ть объяснено с позиций смешанно-лигандногокомплексообразования. Наличие в амифоле ионов аммония приводит к образованию комплексных соединений кальция-аммония (типа (ИН4)2Са(50 )2. (NH4)?Ca(H2L)n. где n=

1, 2; L — депротонированный остаток НТФ или МИДФ) с новыми. ранее не известными. свойствами . обладающих достаточной, прочностью и более высокой растворимостью по сравнению с Са504. что приводит. в свою . очередь. к замедлению процесса взаимодействия гипса с водой и замедлению сроков его схватывания.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р им е р1. В 33.3 мл воды растворяют

0,015 гл1одифицированного И СБ-М-1. е этот раствор вводят 66,6 г гипса. После тщательного перемешивания получают смесь со сроками схватывания 9-10 мин.

Пример 2. В 33,3 мл воды растворяют

0,050 г модифицированного ИСБ-M-1. затем в этот раствор вводят 66.6 г гипса. Полученная смесь схватывается за 20 — 25 мин.

ll р и м е р 3. B 33 3 мл воды растворяют

0,150 г модифицированного ИСБ-M-1. затем в этот раствор вводят 66,6 г гипса. После тщательного псремешива ноя смеСь с пределами схватывания 143 — 147 мин готова к употреблению.

Пример 4. Е 33.3 мл воды растворяют .0.015 г пасты модифицированного РСБ-500 и в этот раствор вводят 66.6 г гипса. Полученная смесь схватывается за 9-12 мин.

f1 р и м е р 5. Р 33,3 мл воды растворяют

0.060 г пасты моди1ицированного Р(:Б-500

1745892

CaSO4 0.5H20+0.5HzO CaS04. Н20 45 соотношение воды и гипса должно быть 1:2, т,е. 0.5.

Из представленных в таблице данных видно, что предлагаемые составы эффектив50 и в этот раствор вводят 66.6 г гипса. Полученная смесь охват лвастся за 20-26 ми«.

П р и м с р 6. О, l5 г пасты модифицированного РСБ-500 растворяют в 33,3 мл воды. а затеял вводя г в нес 66.6 г гипса. После 5 перемешивания смесь с пределами схватывания 140-140 -, 1н готова к - потреблению.

Пример 7. В 33,3 мл onäè растворяют

0.0104 r модифициропа1 ного ОСБ-М-1 и

0,007 r модифицированного РСБ-500 и вво- 10 дят 66,6 г гипса. Полученная смесь схватывается за 9-12 мин и готова к использованию.

Пример 0. B 33.3 мл воды растворяют

0,052 г модифицированного ИСБ-М-1 и 15

0,036 г модифиц1лрованного PCB-500 и BBQдят 66,6 г гипса. Полученная смесь схватывается за 32-37 мин.

П р и л е р 9. 0.075 модифицированного

ИСБ-M-1 и 0,075 г модифицированного 20

РСБ-500 растворяют в 33.3 мл воды. а затем в этот Раствор вводят бб.б г гипса. Полученная смесь схватывается за 140-150 мин и готова к использованию.

Остальные примеры прлведены в таб- 25 лице.

Рекомендуемые концентрации амифола лежат в пределах 0.015-0.150 мас. ч. на

100 ч. полуводного гипса. Содер.ханиедобавок ниже 0.015 1лас.ч. не обеспечивает нача- 30 ла схватывания водогипсовой смеси более

10 мин. т.е. происходит слишком быстрое схватывание. не позволяющее использовать с лесь в производственных условиях, . При увеличении содержания добавки ами- 35 фола сверх 0.150 мас.ч, сроки схватывания водогипсовой смеси превышают.2,5 ч. т.е. использование такой с леси для быстрой ликвидации поглощения становится бессмысленным. 40

Во всех опытах использован полуводный гипс, т.к. согласно уравнению твердения гипса нес составов f10 протп1ипу, т .к. длю1 воз можность регулирпвл1ь с puv11 с хи 1Гы вл«ич полуводного гипса в более узкогл диапазоне сроков схватывания, причсм это регулирование более четкое. При этом амифол используют. в значительно меньших коли .ествах по сравнению с расходо.л компоне«тов в составе по прототипу.

Таким образом, «рсдлагасмое техническое решение обеспечивает точнос регулирование сроков схватывания гипсовых смесей с целыю использова«ия их для бь1строй ликвидации аварии, связанных с необ-. ходимостью изоляции поглощающего пласта. Регулятор сроков схватыав«ия изоляционного состава высокоэффектилен. дает воэможность сэкономить большое количество дорогостоящей НТФ.

Формула изобретения

Состав для изоляции поглощающих пластов, включающий полуводный гипс и регулятор сроков схватывания. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его изолирующей способности за счет улучшения регулирования сроков схватывания. он в качестве регулятора сроков схватывания содержит амифол — продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачной водой реагентов

ИСБ-М-1 — отхода производства нитрилотриметилфосфоновой кислоты (НТФ) на стадии центрифугирования или РСБ-500— побочного продукта в производстве нитрилотриметилфосфоновой кислоты. получен- . ного после частичного упаривания

ИСБ-M-1, при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Полуводный гипс 100

Амифол — продукт взаимодействия с аммиаком или аммиачной водой реагентов

ИСБ-М-1 — отхода про зводства

НТФ на стадии центрифугирования или РСБ-50 — побочного продукта в производстве НТФ. полученного частичным упариванием

ИСБ-М-1 0.015-0, 150

1745892

Свойстве с»есеа гека с робе»»а»ю а»»фол э сре»юь»ю»ю со с»ес»»» по протот»пу

Срою» с»еат»еемю ° ю»»» с

Состое стюес», »ес.ч. гпс

»

Ь» аоп с,v. j ос»оса

Оооост»»е рост» ююо»» тг»О» черчу »8 », NIla т

1 го»»о» »оегу- »ортп»»рре» эе л»»ю че юе»т

3,10

ЗютО

7-08

РС6-500

ЭаСЕ-Н1

НС 6-Н- I

РС6-500

НСЕ-Н-I е РС6-500

ОСЕ-Н-1

РС6-500

КЕ-Н-1 + PC6 590

НС6-Н-1

8-25

100

7 15 8-68

ION

9-55

10 00

3°, 01 1 00

11-15

11-07

3,00

100

),02

2,79

9-S7

12-35

12-00

100

11-25

1l-)7

16-15

10-60

Оптююуч

2,73

2.78

2,59

«-00

1 08.

100

26,65

25-50

24 ° 30

20-30

РС6-500

К6-Н-I + PC6-500

NC6-N-1

2,59

2,60

2,28

20-32

62-15

62-00

62-25

1еО-OS

160-11

26-50

\7-Ii2

69-55

69-57

168-15

I68-00

100

Отпюеюу» т PC6- 500

НСЕ-Н-1 + ЛЕ-500

NC6-Н-1

2,27, 2,20

2,08

2 ° 41 г,10

1,82

100 !

I00

t00

100

На»сю»юу»

РС6-500

NC1-Н-1 + ЛЕ-500

160-02 169-00

152-00 669-IS

152-15 170-10

152-11 169-68

К6-Н-I

Саары »е«с»»у»а

I00 0,200 РС6-500

100 0 ° 200 NC6-N-1 е ЛЕ-500

I,87

1.79

85 I,S

85 1,О

Растеорч тюр протот»пу

3 е 30 » 5 ° 30

3 v 0O »»» 5 ч 00 ю»ю»

20

Редактор Т.Федотов

»

Заказ 2371 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь1тичм при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Прпиаводственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород. ул.Гагарина. 101

0,01

O,OI

4,015

0 015

»

0 ° 015

0,020

0,020

0,020

0,060

0,060

О,ОЕО . 0iI00

0,100

0,100

О ° 150

О ° 150

О ° 150

0,200

Саста вител ь Л. Бестужева

Техред М.Моргентал Корректор Л,Лукач