Изоляционный материал-гидрозатвор

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к составу материала для крепления и изоляции обсадных труб в скважине, а также к трубопроводному транспорту, в частности к материалу и его составу для изоляции труб. Технический результат - улучшение структурных параметров гидрозатвора, его физико-химических, термостойких и антикоррозионных свойств. Изоляционный материал-гидрозатвор, включающий отработанный буровой раствор определенной плотности и полиакриламид, содержит полиакриламид ПАА-1020 и дополнительно феррохромлигносульфонат, коррозионные ингибиторы и нейтрализаторы химреагентов коррексит-7798, ЖС-7, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас. % от отработанного бурового раствора: полиакриламид ПАА-1020 0,001-0,1, феррохромлигносульфонат 0,004-0,1, указанные коррозионные ингибиторы 0,01-1,0, карбоксиметилцеллюлоза КМЦ 0,01-1,5, причем количество отработанного бурового раствора с остальными компонентами материала зависит от минералогического состава проходимых стволом скважины горных пород. Изоляционный материал-гидрозатвор может дополнительно содержать наполнитель - бентонит, или мел, или гипс, обеспечивающий противодавление на продуктивный пласт, в количестве потерянной плотности бурового раствора при вводе в него указанных в п.1 жидких компонентов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к материалу и его составу для крепления и изоляции обсадных труб в скважине, а также к трубопроводному транспорту, в частности к материалу и его составу для изоляции труб в конструкциях трубопроводов "труба в трубе", например, на подводных переходах под автодорогами и др.

Известный изоляционный материал - цемент - по физическому составу и химическим свойствам из жидкого состояния быстро превращается в цементный камень, при изоляции обсадных труб в скважине имеет ряд существенных недостатков [1,2,3], а именно: - репрессирует продуктивный пласт и другие горные породы в жидком состоянии, а в твердом - депрессирует пласты, вызывая этим аварийные нефте-, газо- и водопроявления, включая выбросы с катастрофическими последствиями; - не обеспечивает качественную изоляцию скважины из-за микро- и макротрещин, вызванных разрушением цементного камня за счет температурных колебаний, ударных воздействий, текучести горных пород, различных катаклизмов и т. д., особенно в скважинах с горизонтальным участком ствола, где цементное кольцо образуется в виде "полумесяца" из-за прилегания труб к стенкам скважины, что способствует его быстрому разрушению и потере изоляционных свойств; - не обеспечивает замену трубных конструкций и управляемость затрубных и межтрубных пространств из-за цементного камня; - большие энергоемкость и материалоемкость в изоляционных работах при строительстве скважин; - низкие показатели долговечности скважин из-за износа и разрушений обсадных труб, особенно в агрессивных средах, включая сероводородные месторождения; - не выполняются требования по экологической безопасности скважин из-за существующей некачественной изоляции цементом, что приводит к отравлению подземных питьевых вод, поскольку в затрубных и межтрубных пространствах через микро- и макротрещины в цементах происходит миграция углеводородов, ионов железа, радионуклидов, тяжелых металлов и т.д.

Для устранения этих недостатков предлагается новый изоляционный материал-гидрозатвор, достаточно стабильно структурированный, седиментационно устойчивый, термостойкий, вязкопластичный с антикоррозионными свойствами при контактах с металлами, на базе бурового раствора, который в совокупности с герметичным разделителем сред, например, пакером, обеспечивает эффективную изоляцию скважины, трубы в конструкции "труба в трубе", применяемой в магистральных трубопроводах (на подземных и подводных переходах и др.), сохраняет металл труб от коррозии и разгружает внутреннюю трубу от нагрузки, уменьшая вероятность ее разрыва, а в случаях порыва основной трубы, через манометры на входе и выходе ее из кожуха, дает возможность обнаружить аварийную ситуацию, предотвратить изливы перекачиваемого продукта.

Задача изобретения - улучшение структурных параметров гидрозатвора, его физико-химических, термостойких и антикоррозионных свойств.

Поставленная задача решается за счет того, что изоляционный материал-гидрозатвор, включающий отработанный буровой раствор определенной плотности и полиакриламид ПАА-1020 (ТУ 6-01-1049-92) и дополнительно феррохромлигносульфонат (ТУ 2454-002-04698227-2000). коррозионные ингибиторы и нейтрализаторы химреагентов - коррексит-7798 (РД-390147103-382-86), синтетический оксид железа - ЖС-7 (РД-39-2-758-82), карбоксиметилцеллюлозу - КМЦ (ТУ 6-55-39-90) при следующем соотношении компонентов, мас.% от отработанного бурового раствора: Полиакриламид ПАА-1020 - 0,001-0,1 Феррохромлигносульфонат - 0,004-0,1 Указанные коррозионные ингибиторы - 0,01-1,0
Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ - 0,01-1,5
причем количество отработанного бурового раствора с остальными компонентами материала зависит от минералогического состава проходимых стволом скважины горных пород. Материал-гидрозатвор дополнительно содержит наполнитель - бентонит, или мел, или гипс, обеспечивающий противодавление на продуктивный пласт, в количестве потерянной плотности бурового раствора при вводе в него указанных жидких компонентов.

Например, при строительстве скважин определяют потребное количество бурового раствора с учетом минералогического состава проходимых скважиной горных пород, производят приготовление гидрозатвора в емкостях, включая скважину, растворяя ингредиенты в процентном отношении к массе отработанного бурового раствора, и вводят в скважину через стандартные устройства и механизмы, доводя плотность гидрозатвора до заданной плотности бурового раствора. В случае недостаточной плотности в гидрозатвор дополняют наполнители, например, в виде порошкообразного меда, бентонита и гипса до плотности, равной плотности бурового раствора, при этом гидрозатвор, обладая достаточной текучестью, может прокачиваться как поршневыми, так и центробежными насосами.

Литература
1. Булатов А.И. Формирование и работа цементного камня в скважине. - М.: Недра, 1990.

2. Патент РФ 2012777, Е 21 В 13/14 Способ строительства скважин.

3. Патент РФ 2139413, Е 21 В 33/14 Способ строительства скважин.

Формула изобретения

1. Изоляционный материал-гидрозатвор, включающий отработанный буровой раствор определенной плотности и полиакриламид, отличающийся тем, что он содержит полиакриламид ПАА-1020 и дополнительно феррохромлигносульфонат, коррозионные ингибиторы и нейтрализаторы химреагентов - коррексит-7798, ЖС-7, карбоксиметилцеллюлозу - КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас.% от отработанного бурового раствора:
Полиакриламид ПАА-1020 - 0,001-0,1
Феррохромлигносульфонат - 0,004-0,1
Указанные коррозионные ингибиторы - 0,01-1,0
Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ - 0,01-1,5
причем количество отработанного бурового раствора с остальными компонентами материала зависит от минералогического состава проходимых стволом скважины горных пород.

2. Изоляционный материал-гидрозатвор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наполнитель - бентонит, или мел, или гипс, обеспечивающий противодавление на продуктивный пласт, в количестве потерянной плотности бурового раствора при вводе в него указанных в п.1 жидких компонентов.