Состав для изоляции зон поглощения в скважинах
Состав получают путем смешения его ингредиентов на устье скважины. При попадании состава в зону с температурой от 50 до 200°С образуется вязко-упругая резиноподобная масса, увеличивающаяся в объеме в ходе протекания реакции между ингредиентами состава. В качестве ингредиентов используют, мас.%: глинистый буровой раствор на водной основе 49-51; 10%-ный водный раствор неполноомыленного полиакрилонитрила в растворе гидроксида натрия 48,2-49,8, персульфат щелочного металла или аммония 0,8-1,2. Табл. ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 33/138
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕН
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796018/03 (22) 26,02,90 (46) 23.01.93. Бюл, ¹ 3 (71) Среднеазиатский государственный научно-исследовательский и проектный институт газовой промышленности (72) P.Ä.Ïóëàòoâ, Б,А.Цой, Т,Султанова, Е. К, Васил ьев и А.А,Тери гулов (56) Авторское свидетельство СССР
N 775294, кл. Е 21 В 33/138, 1980, Авторское свидетельство СССР
N 1362115, кл. Е 21 В 33/138, 1985. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ В СКВАЖИНАХ
Изобретение относится к горной, а точнее к нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано в бурении скважин для изоляции зон поглощения.
Известен тампонирующий состав, содержащий смолисто-масляные вещества, сульфокислоту и серную кислоту. Указанный состав по своим свойствам близок к истинным растворам, поэтому легко прокачивается в низкопроницаемые пласты, В условиях высоких температур (100 С и выше) через определенное время (около 5 час) после нагревания происходит образование твердого и родукта (1).
Недостатком является большой расход используемого в качестве катализатора концентрированной серной кислоты, необходимость высокой температуры и длительная продолжительность образования твердого продукта и использование этого состава в низкопроницаемых пластах, что создает невозможность использования этого состава для изоляции зон интенсивного и катастрофического поглощения жидкости, а также.. Ж«„1789663 А1 (57) Состав получают путем смешения его ингредиентов на устье скважины. При попадании состава в зону с температурой от 50 до 200 С образуется вязко-упругая резиноподобная масса, увеличивающаяся в объеме в ходе протекания реакции между ингредиентами состава, В качестве ингредиентов используют, мас.7; глинистый буровой раствор на водной основе 49-51;
10%-ный водный раствор неполноомыленного полиакрилонитрила в растворе гидроксида натрия 48,2 — 49,8, персульфат щелочного металла или аммония 0,8 — 1,2.
Табл. зон поглощения в скважинах с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД) вследствие низкой плотности. Известен состав для получения гелевых систем на основе гидролизатов полиакрилонитрила с использованием персульфата калия (2).
Недостатком этого состава является низкий закупоривающий эффект тампонирующего материала, невозможность использования его в скважинах с АВПД вследствие низкой плотности и невозможность регулирования консистенцией получаемого материала, Известен состав, включающий буровой раствор, гидролизованный полиакрилонитрил и добавку(3) — прототип.
Недостатком этого состава являются: а) скоротечное образование закупорива ющего материала, что создает возможность аварийной ситуации в, процессе технологической операции; б) отсутствие возможности получения пасты с регулируемыми физико-химическими свойствами и временем загустевания.
1789663
0,8
Цель изобретения — повышение консистенции состава в интервале температур
50-200 С при различных аномальных давлениях. Поставленная цель достигается образованием под воздействием температуры пласта в зоне поглощения вязко-упругой смеси, состоящей из бурового глинистого раствора на водной основе, используемого при проводке скважины и в качестве гидролизата полиакрилонитрила 10%-ный водный раствор неполно омыленного ПАНа в щелочном растворе гидроксида натрия, а в качестве добавки — персульфата калия, или натрия, или аммония, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: глинистый буровой раствор на водной основе 49 — 51
10%-ный водный раствор неполно омыленного полиакрилонитрила в растворе гидроксида натрия 48,2 — 49,8 персульфат аммония, или натрия, или калия 0,8-1,2
Процесс получения смеси с заданным временем загустевания и регулируемыми консистенцией и физико-химическими свойствами управляется температурой и концентрацией персульфатов.
Преимуществами заявляемого решения перед известными являются; а)все компоненты смеси перемешиваются на поверхности (на устье скважины), при этом в течение длительного времени не происходит загущение смеси. Это исключает создание аварийных ситуаций с агрегатами; б) смесь легко прокачивается и доставляется в зону поглощения при этом исключается загущение смеси при движении в колонне труб; в) при достижении зоны поглощения под воздействием температуры пласта образуется вязко-упругая резиноподобная масса, B ходе протекания реакции под воздействием температуры пласта образуется резиноподобная масса, увеличивается в объеме, что является дополнительным фактором плотного закрытия поровых каналов и трещин зоны поглощения;
r) и роцесс там по ни рования зон ы поглощения можно производить как через "голый конец" бурильных труб, так и в условиях компоновки низа бурильной колонны с долотом, т.е. через насадки породоразрушающего инструмента; д) представляется возможность создания тампонирующей смеси с заданным временем загустевания и регулируемыми физико-химическими свойствами для конк5
35 ретных условий проведения работ по борьбе с поглощениями жидкости; е) источником нагревания смеси является температура недр (пласта).
Для ускоренного получения вязко-упругой смеси необходимо создание температуры в широком диапазоне, 50 С и выше (до
200 С). Нижний предел температуры (50 С) ограничен тем, что образование вязко-упругой смеси заданной консистенции происходит как при этой температуре, так и при наличии температуры до 200 С. Верхний предел температуры (200 С) обусловлен термостойкостью гидролизата полиакрилонитрила. При этом источником нагревания смеси используется температура недр земли(пласта), Использование в качестве одного из компонентов вязко-упругой смеси бурового раствора, применяемого при бурении скважины в зоне поглощения, дает возможность получить смесь с необходимой плотностью, что является залогом безопасного проведения работ по ликвидации поглощений при различных аномальных пластовых давлениях.
Таким образом, заявляемый состав соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области, позволило выявить признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия", Изобретение осуществляется следующим образом, Пример 1. Готовят смесь, содержащую (мас.%); буровой раствор 51 гидролизат полиакрилонитрила 48,2 персульфат аммония, или калия, или натрия
Смесь готовят в следующей последовательности, Буровой раствор с плотностью
2,00 г/см перемешивают с гидролизатом полиакрилонитрила в соотношении 1: в течение 10 — 15 минут, затем добавляют окислитель — персульфат калия, или натрия, или аммония, Реакционную смесь перемешивают в течение 15 минут до полного растворения окислителя. Параллельно с этими операциями производится подогрев указанного состава и при достижении температуры смеси 50 С и выше (до 200 С) смесь приобретает вязко-упругие свойства и превращается в гелеобразную упругую нетекучую массу. Плотность полученной массы
1,53 г/см, При необходимости, плотность
1789663 смеси можно увеличить добавлением утяжелителя, Технологические показатели состава для изоляции зон поглощения в зависимости от содержания компонентов и температуры приведены в таблице 1.
В условиях буровой 1 м указанного состава приготавливается следующим Образом: в 0,5 м бурового раствора, используемого для проводки скважины, добавляется 0,5 м 10%-ного водного раствора неполно омыленного полиакрилонитрила и перемешивается в течение
10 — 15 минут, после чего в смесь добавляется 10 кг персульфата калия, или натрия, или аммония и перемешивается в течение 15—
20 минут. При этом получается легко прокачиваемая смесь, плотность которой зависит от плотности исходного бурового раствора.
При необходимости плотность получаемой смеси корректируется до требуемых величин. Полученная реакционная смесь закачивается в зону поглощения, где под воздействием температуры пласта смесь приобретает вязко-упругие свойства и превращается в нетекучую упругую, резиноподобную массу, 5 Экономический эффект от реализации предлагаемого изобретения будет получен за счет снижения затрат времени и материалов на ликвидацию катастрофического поглощения, 10 Консистенция смеси определялась на установке КЦ вЂ” 3 при давлении 50 МПа, Под временем загустевания смеси подразумевается время достижения консистенции смеси, равной 35 — 40 Пз, при которой она
15 приобретает такое состояние, которое не перекачивается цементировочным агрегатом. При дальнейшем увеличении времени под действием температуры смесь приобретает еще большую консистенцию и стано20 вится вязко-упругой резиноподобной массой с последующим увеличением в объеме 2 — 3 раза, которая плотно закрывает паровые каналы и трещины зоны поглощения.
25 качестве добавки — персульфат щелочного металла или аммония при следующем соотношении ингредиентов, мас.; . глинистый буровой раствор на водной основе 49 — 51
10%-ный водный раствор неполноомыленного полиакрилонитрила в растворе гидроксида натрия 48,2-49,8; персульфат щелочного металла или аммония
Формула изобретения
Состав для изоляции зон поглощения в скважинах, включающий глинистый буровой раствор на водной основе, гидролизат полиакрилонитрила и добавку, о т л и ч а юшийся тем, что с целью повышения консистенции состава в интервале температур
50 — 200 С, он в качестве гидролизата полиакрилонитрила содержит 10%-ный водный раствор неполноомыленного полиакрилонитрила и растворе гидроксида натрия, а в
0,8 — 1,2
Консистенция смеси, пЗ
Соде жание компонентов состава, мас,, Температура, С
Время загустевания смеси, час
Окислитель буровой р р гидролизат полиакрилонитрила (10%-н ый) (N H4)z SzOa
Kz Sz Os М а2310я
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
51
49
51
49
51
49
51
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
0,48
0,45
0,44
0,42
0,44
0,43
0,42
0,45
0,43
0,43
32,8
35,0
1789663
Соде жание компонентов состава, мас., Конси.стенция смеси, пЗ
Время загустевания смеси, час
Температура, С
Окислитель буровой рр гидролизат полиакрилонитрила (10%-ный) (М Н4)гЯЮв йагЯ Оа
K2S208
1,2
0,8
1,0
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2 : -. I;
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2
0,8
1,0
1,2
2 ()
Составитель Б. Цой
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Шароши
Редактор
Заказ 334 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101
49
51
49
51
49
51
49
51
49
51
49
51
49
51
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
48,2
49,0
49,8
200
36,8
33,2
34,8
35,3
32,0
34,2
34,8
37,3
39,7
40,3
36,9
37,8
38,3
35,4
37,0
37,6
40,8
42,1
42,3
39,8
41,2
41,4
5
2
2
3
1,5
1,0
1,5
1,0
1,5
1,0
2,0
1,0
1,0
2,0
1,0
1,0
