Тампонажный состав для крепления призабойной зоны пласта

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации но патентам и товарным знакам (19) RII (11) (513 5 Е 21 В 33 138 uk5gjg

p;":

ЬЯ," (21) 5033793/03 (22) 24.03.92 (46) 30.12.93 Бюл. Ма 47-48 (71) Российский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности по термическим методам добычи нефти (72) Бурштейн MA„ at () HeHKO CB. (73) Российский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности по термичео(им методам добычи нефти (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА (57) Сущность изобретения: тампонажный состав содержит, мас96: 30 — 40 цемента, 20 — 30 песка

10 — 15 хлористого натрия, 3 — 5 фосфомела-отхода преципитатного производства на основе карбоната кальция и водный раствор хлористого натрия — остальное. Готовят сухую смесь, содержащую цемент, пеощ хлористый натрий и фосфомел.

Компоненты подают последовательно и тщательно перемешивают, Полученную сухую смесь затворяют водным раствором хлористого натрия концентрацией 5 — 10%. Предложенный состав позволяет повысить проницаемость отвержденного материала при стабилизации его прочности. 1 табл

2005165

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для крепления слабосцементированных пород приэабойной зоны скважины в процессе эксглуатации, Известен TBMflOHB)KHblA COCTBO ДЛЯ крепления призабойной зоны слабосцементированного пласта, включающий цемент, песок, хлористый натрий и воду.

Недостатками известного состава являются низкая проницаемость и прочность отвержденного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному составу является состав для крепления призабойной эоны слабосцементированных пластов, содержащий, мас, : цемент 20-30; песок 25 — 40; полиакриламид

0,5-3.25; хлористый натрий 5 — 20; вода — ос аль) ое, Недостатком известного состава является низкая прочность отвержденного материала. так как использование щелочной воды снижает прочность цементного камня.

Целью изобретения является повышение проницаемости отвержденного материала при стабилизации его прочности.

Сущность изобретения заключается в том, что тампонажный состав для крепления приэабойной зоны пласта, содержащий цемент, песок, хлористый натрий и жидкость эатворения, дополнительно содержит фосфомел — отход преципитатного производства, а в качестве жидкости затворения— водный раствор хлористого натрия при следующем соотношении компонентов, мас.,:

Цемент 30-40

Песок 20-30

Хлористый натрий 10-15

Фосфомел-отход преципитатного производства на основе карбоната кальция 3-5

Водный раствор хлористого натрия Остальное.

Причем водный раствор хлористого натрия имеет концентрацию 5-10 .

Состав готовят следующим образом .

Необходимое количество песка, цемента, хлористого натрия и фосфомела перемешивают в сухом состоянии и затворяют на заданном количестве 5-10 -ного водного раствора хлористого натрия. Г1ри этом компоненты берут при следующем соотношении, мас.%:

Цемент 30-40

Песок 20-30

Хлористый

50 натрий 10-15

Фосфомел-отход преципитатного производства на основе карбоната кальция 3 — 5

5-10%-ный водный раствор хлористого натрия Остальное

Приготовленный состав перемешивают и заливают в стандартные формы, отверждают в водяной ванне при температуре 2025 С в течение 24 ч. После этого образцы вынимают иэ форм и проводят фильтрацию пресной воды через образцы для растворения кристаллов хлористого натрия: Определяют начальную проницаемость образцов, Затем образцы опять помещают в водяную ванну еще на 24 ч до полного отвер>кдения и методом фильтрации проводят кислотную обработку образцов, промывают пресной водой и определяют рабочую проницаемость образцов и прочность их на сжатие, Процесс крепления призабойной зоны пласта предлагаемым тампонажным составом проводят в следующей последовательности, Скважину промывают до забоя, оценивают ее приемистость, затем приподнимают промывочные трубы, а конец оставляют на уровне верхних отверстий фильтра, Устье скважины оборудуют заливочной головкой и соединяют с цементосмесительными агрегатами. В мерниках агрегатов предварительно готовят 5 — 10 -ный водный раствор хлористого натрия. Одновременно в цементосмесителе готовят сухую смесь, содержащую: цемент, песок, хлористый натрий и фосфомел - отход преципитатного производства, Смесь готовят методом поочередной подачи компонентов в воронку цементосмесителя. Для получения равномерного распределения компонентов в смеси последнюю тщательно перемешивают путем 2-3-кратного перебункерования из одного цементосмесителя в другой, За; тем сухую смесь смешивают с жидкостью затворения и полученный тампонажный состав закачивают в призабойную зону пласта. Резкое повышение давления свидетельствует о заполнении призабойной эоны пласта тампонажным составом. Наращивают эаливочные трубы и вымывают излишки тампонажного состава из скважины водой, Трубы приподнимают на 20-30м выше фильтра и скважину оставляют для затвердевания тампона>кного материала

По истечении 24 ч после начала схватывания тампонажного состава медленным повышением давления до 10 МПа и родавливают пресную воду иэ скважины в пласт.

2005165

50

При этом кристаллы хлористого натрия растворяются, освобождая поры пород приэабойной эоны пласта и обеспечивая необходимую равномерную начальную проницаемость пород призабойной зоны пласта для дальнейшей кислотной обработки, Когда давление продавки снижается и стабилизируется, закачку. воды прекращают и скважину оставляют еще на 24 ч для набора прочности тампонажного состава.

Затем проводят кислотную обработку приэабойной эоны пласта, при этом в результате созданной на предыдущем этапе необходимой начальной проницаемости пород призабойной зоны пласта происходит равномерное контактирование водного раствора кислоты с частицами фосфомела и растворение их по всему объему приэабойной эоны пласта. После кислотной обработки скважину промывают и пускают в эксплуатацию, В предлагаемом тампонажном составе используют фосфомел - отход преципитатного производства, представляющий собой смесь; содержащую, мас.%: карбонат кальция 80 — 87, гипс CaS04 1/2 Н20 5 — 15, соединения фосфора до 2 и соли тяжелых металлов до 2, Также используют хлористый натрий по ТУ 6-12-26-69.

Пример 1, В тщательно перемешанную сухую смесь состава, мас,%: цемент 30, песок фракции 0,2 — 2 мм 30, кристаллический хлористый натрий с размерами частиц

0,3 — 2 мм 10, фосфомел - отход преципитатного производства 2,5 вводят 27,5 мас.%.

10%-ного раствора хлористого натрия.

Смесь тщательно перемешивают в течение

3 мин, заливают в стандартные формы и отверждают в водяной ванне при температуре 22 С в течение 24 ч. Затем образцы вынимают из форм и проводят фильтрацию пресной воды через образец для растворения кристаллов хлористого натрия и снова образец помещают в водяную ванну еще нэ

24 ч для полного отверждения. Затем путем фильтрации проводят кислотную обработку образца, промывают пресной водой и определяют его проницаемость и прочность на сжатие.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Аналогично получают тампонажные составы, перечисленные в таблице.

Использование в качестве жидкости эатворения 5 — 10%-ного водного раствора хлористого натрия резко замедляет растворение кристаллов хлористого натрия, находящегося в смеси, следовательно, практически сохраняет гранулометрическии состав вго при аатворвиии сухой смв5

35 си, закачке в призабойную зону пласта и затвердевании тампонажного состава при пластовой температуре 20-80 С и создает условия для набора структуры цементного камня.

Использование в качестве жидкости затворения водного раствора хлористого натрия концентрацией менее 5% приводит к интенсивному растворению кристаллов хлористого натрия, содержащихся в сухой смеси, и не позволяет обеспечить необходимую начальную проницаемость пород призабойной зоны, необходимую для кислотной обрабо тки.

Использование в качестве жидкости затворения водного раствора хлористого натрия концентрацией более 10% приводит k резкому замедлению сроков схватывания тампонажного состава и снижению его и роч ности.

При использовании в тэмпонэжном составе фосфомела менее 3 мас.% не обеспечивается необходимая проницаемость затвердевшего состава.

При увеличении содержания в тампонэжном составе фосфомела более 5 мас,% резко снижается прочность отвержденного тампонэжного состава.

Существенное влияние выбора соотношения в смеси основных компонентов (цемент, песок, хлористый натрий) отражается как на технологичности процесса, так и на качестве отвержденного материала, Выбор соотношения компонентов цемент-песокхлористый натрий, противоречиво влияет на основные показатели отвержденного материала, а именно на прочность и проницаемость. Для увеличения проницаемости желательно в смеси увеличить содержание песка и хлористого натрия. Но с увеличением названных компонентов резко снижается прочностная характеристика цементного камня. Для снижения падения прочности камня, т.е. для стабилизации прочности, желательно иметь оптимальное соотношение названных компонентов. Поэтому количество песка в смеси принимается максимально допустимым и не превышает количества цемента. Увеличение количества песка свыше рекомендованной величины приводит к нестабильности раствора и ухудшению его прокачиваемости. Минимальное соотношение песка и цемента в нашем случае составляет 1;2. так как дальнейшее уменьшение резко снижает проницаемость цементного камня.

Предлагаемый тампонажный состав по сравнению с составом-прототипом позволяет увеличить проницаемость в 1,5 разя и

2005165 прочность отвержденного материала в 1,5- (56) Азербайджанское нефтяное хозяйство.

2 раза. М 11, 1963, с.32 — 34.

Авторское свидетельство СССР

М 1154435. кл. Е 21 8 33/138, 1985, Продолжение таблицы

2005165

30- 40

20- 30

10 - 15

Формула изобретения

1, ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ

КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, включающий цемент, песок, хлористы и натрий и жидкость затворения, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фосфомел - отход преципитатного производства на основе карбоната кальция, а в качестве жидкости затворенияводный раствор хлористого натрия при следующем соотношении компонентов, мас.,4:, Продолжение таблицы

Продолжение таблиц

Цемент

Песок

Хлористый натрий

Фосфомел - отход преципитатного производства на основе карбоната кальция 3-5

Водный раствор хлористого натрия Остальное

2. Состав по п.l, отличающийся тем, ито концентрация водного раствора хлористого натрия составляет 5 - 10 .