Способ изоляции пласта

 

Использование: строительство, эксплуатация ремонт скважин и закрепление грунтов в наземных и подземных выработках Сущность изобретенияготовят гелеобразующий состав, растворяя порошкообразный полимер (ПАА КМЦ) в растворителе - воде. Смешивают раствор полимера с сшивающей системой - Cr (SO ) или Сг(ЧОз), добавкой (порошкообразный ПАА сухой лигнин, сухой гель) и наполнителем (сухие опилки, картон). Полученный состав закачивают в зону изоляции. 1 табл.

(19) RU (11) (51) 5 Е21ВЗЗ 138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 4930931/03 (22) 23.04.91 (46) 15.1293 Бюл. Иа 45-46 (76) Мироненко Олег Николаевич; Скиба Надежда

Константиновна (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТА (57) Использование: строительство, эксплуатация. ремонт скважин и закрепление грунтов в наземных и подземных выработках Сущность изобретения: готовят гелеобразуюций состав, растворяя порошкообразный полимер (flAA, КМЦ) в растворителе— воде. Смешивают раствор полимера с сшивающей системой — Cr ($0 ) или Сг(ЙО3), добавкой (по4 43 3 рошкообразныи IlAA, сухой пигнин, сухой гель) и наполнителем (сухие опилки, картон). Полученный состав закачивают в зону изоляции. 1 табл.

ЬЭ

С>

СР

4йь

ЬЗ

2004772

Изобретение относится v, строительству, эксплуатации, ремонту скважин и к закреплению грунтов в наземных и подземных выработок, а именно к способу получения гелеобраэующего состава в месте расположения зоны изоляции.

Известны способы получения гелей путем растворения высокомолекулярных полимеров в растворителях.

Однако, эти гели неустойчивы к дальнейшему разбавлению растворителем, имеют нерегулируемое время гелеобразования, а их реологические характеристики неустойчивы к дальнейшему разбавлению растворителем, имеют нерегулируемое время гелеобразования, в их реологические характеристики нестабильны при изменении температуры.

Известны также способы получения гелей путем сшивки растворов полимеров различными сшивающими системами. Они более стабильны к температуре, раэбавлению, некоторые иэ них имеют регулируемое время гелеобразования.

Однако, для получения высокопрочных и синерезистоустойчивых гелей необходимо использовать высококонцентрированные растворы полимеров (увеличение концентрации сшивающих систем ведет к снижению синерезистоустойчивости), что приводит к увеличению вязкости реакционной смеси и ухудшению ее прокачиваемости. Но в ряде технологических операций таких как, например, закачка реакционной смеси в резьбовые соединения, пласты или грунты, особенно при использовании в процессе труб малого диаметра, необходимы смеси с высоким отношением прочности геля к вязкости реакционной смеси. Использование известных рецептур в таких операциях снижает эффективность проводимых работ из-за невозможности получения высокопрочных гелей при ограничении вязкости реакционной смеси, Известен способ увеличения прочности гелей при одновременном снижении вязкости реакционной смеси путем введения в водные растворы полиэлектролитов- низкомолекулярных солей, Однако, при его осуществлении происходит одновременное снижение синерезистоустойчивости образующихся гелей, что также снижает эффективность изоляционных работ за счет сокращения времени их работоспособности.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляционных работ за счет улучшения прокачиваемости и повышения кольматирующих свойств состава.

Это достигается тем. что способ изоляции пласта включает приготовление гелеобраэующего состава путем смешения раствора полимера с сшивающей системой, добавкой и наполнителем с последующей закачкой состава в зону изоляции, причем добавки вводят в приготовленный раствор полимера, при этом время связывания растворителя превышает время закачки соста10 ва в зону изоляции пласта, а добавка выбрана из группы, содержащей порошкообразные полимеры, сухие сшитые полимерные гели, набухающие наполнители, сорбенты или и смеси, Используемые добавки должны быть мелкодисперсными и при взаимодействии с растворителем образовывать гели или другие ассоциаты с прочностью не ниже, чем прочность образующегося геля.

К таким добавкам можно отнести: порошкообраэные полимеры, растворимые в данном растворителе; сухие сшитые полимерные гели (высушенный до постоянного веса гель, полученный при сшивке полимера); набухающие материалы (сухие опилки, картон); водосорбенты (кизельгур, силикагель, ксерогель и др.).

Общий механизм действия указанных добавок заключается в оттягивании из полЗ0 имерной системы части растворителя, повышения этим концентрации полимерной сетки и, как следствие, увеличении прочности геля. При этом устанавливается динамическое равновесие между концентрациями полимера в сгустке (из порошкообразной добавки) и матрице. Избыточные ионы сшивающего агента могут впоследствии связать также и полимер в сгустке (если добавкапорошок полимера), что увеличивает сине40 реэистоустойчивость системы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, В очищенном мернике цементировочного агрегата готовят расчетное количество

45 раствора полимера. Затем в него вводят добавку и/или наполнитель и сшивающую систему. Прокачиваемость полимерного тампонажного раствора контролируется значением условной вязкости, определяе50 мой по времени истечения 500 мл жидкости через капилляр диаметром 10 мм. Прочность образовавшегося геля определяют по глубине зависания стеклянной палочки массой 4,5 r и диаметром 5 мм, синерезис - по количеству выдешившейся воды (j, к мас,геля).

Пример 1. 1 г порошкообразного полиакриламида РДА 1020 растворяю т в 91 мл воды, затем в полученный раствор вводят 5 г тонкоиэмельченного сухого геля.

2004772

После тщательного перемешивания добавляют 3 мл 5%-ного раствора азотнокислого хрома. Условная вязкость приготовленного полимерного тампонажного раствора составляет 5,2 с. После закачки реакционной смеси в модель, имитирующей объект изоляции и выдержки состава в течение 24 ч при температуре 90 С, прочность составляет 49 у.е., синерезис - 0,7%.

Пример 2. 1 r порошкообраэного полиакриламида РДА 1020 растворяют в 78 мл воды, затем вводят 15 r тонкоизмельченного сухого геля, тщательно перемешивают и добавляют 6 мл 5 -ного раствора азотнокислого хрома. После приготовления раствора (условная вязкость 6 с) производят закачку его в модель пласта. Через 24 ч прочность геля достигает 60 у.е. ° синерезис отсутствует.

Пример 3. В 81 мл воды растворяют 20

1 r порошкообраэного полиакриламида, добавляют 15 г мелкодисперсного высушен ного лигнина, перемешивают и вводят 8 мл

5%-ного сернокислого хрома. Состав с условной вязкостью 13,3 с эакачивают в место 25 расположения изолируемого объекта. ЧеТехнологические свойства полимерного тампонагкного растеора добавку вводят в приготовленный раствор полимера, при этом время связывания растворителя полимера добавкой превышает

5р время закачки состава в зону изоляции пласта, а добавка выбрана из группы, содержащей порошкообразные полимеры, сухие сшитые полимерные гели, набухающие наполнители, сорбенты или их смеси.

55 к добавка введена после сгаиаающего агента.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТА, включающий приготовление гелеобразующего состава путем смешения раствора полимера с сшивающей системой, добавкой и наполнителем с последующей закачкой состава в зону изоляции, отличающийся тем, что рез 24 ч выдержки при 90 С прочность геля составляет 46 у.е., синерезис равен нулю.

Результаты испытаний занесены в таблицу №,¹ 1 и 2 - известный раствор, №,№

3-13- предлагаемый раствор). Как видно иэ таблицы предложенные добавки существенно снижают синерезис геля (в большинстве случае наблюдается его отсутствие) при одновременном увеличении прочности до 4060 у.е. Невысокая условная вязкость составов обеспечивает его прокачивае. мость при проведении изоляционных работ

Технико-зкономическая зффективнос. ь способа заключается в повышении успе иности проводимых мероприятий и увеличении межремонтного периода. Спо об приготовления не отличается сложност ю и может быть осуществлен с применением цементировочного агрегата.

{56) f. Патент США bh 3291211, кл. 166 291, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

М 909125, ки. Е 21 В 33/138, 1982. .3. Авторское свидетельство СССР

М 1472641, кл. Е 21 В ЗЗ/138, 1986.