Состав для глушения скважин

 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, в частности, к составам для глушения скважин. Сущность: состав для глушения скважин содержит, мас. %: полиакриламид 0.75-0,80; бихромат калия или натрия 0,08-0,10; хлористый натрий 15,10-16,00, древесная мука еловых пород 4,00-8,00 и вода - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, в частности, к составам для глушения скважин, преимущественно для глушения аварийных скважин.

Известен состав для глушения скважин, содержащий полиакриламид, гексорезорциновую смолу, формальдегид и воду (см.источник).

Недостатком известных составов является неспособность их растворять в больших объемах свободный газ, равномерно распределять его по стволу скважины и надежно удерживать в своем объеме, например, при вынужденных колебаниях давления в стволе скважины при циркуляции, т.е, предотвращать выбросы газовых пробок. Кроме того, в известных составах процесс полимеризации практически заканчивается сразу при смешении составляющих компонентов, т.е. до поступления состава в ствол скважины, в результате свободный газ в составе будет находиться в виде пробок или стержней, что нарушает контроль за проведением технологии по глушению аварийных скважин. Также образованию пробок или стержней газа в стволе скважины способствует отсутствие адгезии известных составов с поверхностью обсадных труб и насоснокомпрессорных труб.

И, кроме того, приготовить такой состав при низких температурах практически невозможно.

Целью изобретения является создание состава, удовлетворяющего следующим требованиям: время полимеризации должно быть не менее 8 ч, чтобы свободный газ успел равномерно распределиться во всем объеме состава, находящегося в скважине; температура не должна приводить к резкому увеличению скорости структурообразования; после полной полимеризации состава его предельное напряжение сдвига должно быть не менее 2000 дин/см², чтобы надежно удерживать в своем составе пузырьки газа, и не более 3500 дин/см², чтобы состав не потерял подвижность; состав должен обладать регулируемой плотностью, т.к. чем ниже плотность, тем равномернее в составе распределяются пузырьки газа, чем больше плотность, тем меньший объем состава необходимо заменять на раствор, уравновешивающий пластовой давление; состав должен обладать адгезией, препятствующей проскальзыванию пузырьков газа между стенками обсадной колонны и составом; состав не должен терять подвижность (не замерзает) при низких температурах при приготовлении.

Это достигается тем, что состав для глушения скважин, включающий структурообразователь, содержащий полиакриламид, бихромат натрия или калия, хлористый натрий и древесную муку еловых пород, и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. полиакриламид 0,75-0.80; бихромат калия или натрия 0.08-0,10; хлористый натрий 15,00-16,00; древесная мука 4,00-8,00; вода остальное.

Характеристика используемых компонентов.

Полиакриламид. Отечественные ПАА выпускаются в виде 6-8%-ного геля (ТУ 6-01-1049-76) и сухого порошка (ТУ 6- 16-157-78). Импортные марки: РДА-1020, РДА-1041, РДЗ-1030, ДК Drill А-1, DSK-ORP-F4-ONT, Accotrol S-622 и др.

Бихромат калия или натрия (К₂Сr₂O₇ или Na₂Cr₂O₇·2H₂O) ГОСТ 2651-78. Порошок оранжевого цвета, хорошо растворяется в воде, токсичен.

Древесная мука ГОСТ 16361-79.

Для эффективного глушения аварийных скважин прежде всего необходимо равномерно распределить свободный газ в объеме закаченного в ствол скважины состава и надежно удерживать его в составе при значительных колебаниях давлений на различных глубинах ствола скважины. Это достигается тем, что время полимеризации состава составляет не менее 8 ч. За это время пузырьки газа за счет архимедовой силы могут подняться с забоя до устья скважины, а структурно-механические свойства состава на конец процесса полимеризации (предельное напряжение сдвига) позволяют надежно удерживать газ в составе после снятия давления. Кроме того, в начальной стадии полимеризации наличие в составе древесной муки обеспечивает свободное прохождение пузырьков газа под действием архимедовой силы и лучшее распределение его во всем объеме состава. Когда же начнется процесс выделения из древесной муки смолистых соединений и произойдет резкое сшивание полимерных цепей, свободный газ уже равномерно разместится во всем объеме предлагаемого состава и создаст однородную систему. Благодаря наличию в предлагаемом составе древесной муки еловых пород удалось снизить расход полиакриламида и использовать бихромат натрия или калия в минимальных количествах. Кроме того, предложенный состав благодаря наличию структурообразователя хлористого натрия при низких температурах (-30^oС) не замерзает. Адгезионные свойства состава предотвращают поступление дополнительных порций флюида из пласта в ствол скважины.

Состав готовят следующим образом.

На скважину в автоцисцерне доставляют водный раствор NaCl плотностью 1100 кг/м³, в емкость автоцисцерны добавляют бихромат калия или натрия необходимого количества. Полученный раствор после полного растворения солей ЦА-320 подают на эжектор. Через эжектор в раствор вводят расчетное количество полиакриламида, и эту смесь подают в мерную емкость второго цементировочного агрегата ЦА-320. В мерную емкость второго ЦА вводят расчетное количество древесной муки, и после тщательного механического перемешивания полученную смесь вторым ЦА закачивают в ствол скважины.

Для приготовления 1 м³ состава расход материалов следующий: полиакриламида 8 кг, NaCl 150 кг, бихромата калия 0,8 кг, древесной муки 50 кг и воды 0.79 м³.

Для выявления преимуществ предлагаемого состава по сравнению с известным определим свойства при следующих соотношениях ингредиентов, мас.

Состав 1. Полиакриламид 0,75; бихромат натрия 0,08; поваренная соль 15,00; древесная мука 4,00; техническая вода 80,17.

Состав 2. Полиакриламид 0,80; бихромат натрия 0,10; поваренная соль 16,00; древесная мука 8,00; техническая вода 75,10.

Данные по результатам испытания приведены в таблице, где составы 1,2 соответствуют предлагаемому изобретению, а состав 3 состав по прототипу. Изменение структурно-механических свойств составов во времени определяли на реостате при температурах 20 и 60^oС.

Адгезионные свойства состава определяли следующим образом. Металлическая трубка высотой 0,5 м и диаметром 25 мм заполнялась составами и оставлялась на время полной полимеризации. Затем создавали давление на выдавливание состава из трубки. По давлению страгивания состава определяли адгезионные свойства.

Плотность состава определяли пикнометром.

Формула изобретения

Состав для глушения скважин, включающий структурообразователь, содержащий полиакриламид, и воду, отличающийся тем, что структурообразователь дополнительно содержит бихромат натрия или калия, хлористый натрий и древесную муку еловых пород при следующем соотношении исходных компонентов состава, мас.

Полиакриламид 0,75 0,80 Бихромат калия или натрия 0,08 0,10 Хлористый натрий 15,00 16,00 Древесная мука еловых пород 4,00 8,00 Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1