Способ понижения водоотдачи тампонажного раствора

 

II!I 578434

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респ!!блик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.75 (21) 2130909/22-03 с присоединенисм заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 10.11.77 (51) М. Кл."- E 21 В 33/138

Государственнык комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 622.245.422.4 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. А. Волошин, М. Э. Розенберг, Н. И. Тяжло, М. В. Бернштейн, П. А. Медведева, Л. Л. Еженкова, М. Л. Яковлева и Т. В. Князева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОНИЖЕНИЯ ВОДООТДАЧИ

ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА

0Н (СН,-СН-)„(-СН,— СН) „(-СН,-C ), !

ОН ОСОСНз (СН

-CHC00H

30

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, в частности к тампонажным материалам, применяемым для цементирования нефтяных и газовых скважин.

Известен способ понижения водотдачи тампонажных растворов, заключающийся в применении для обработки тампонажного раствора сополимера метакрилового соединения метакриловой кислоты (1).

Недостаток этого способа состоит в том, что вводимые добавки замедляют процесс схватывания тампонажного раствора и вызывают снижение прочности формирующегося камня.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ понижения водоотдачи тампонажного раствора путем введения в него полимерного реагента (21.

При этом способе применяют смесь полимера группы А и его сополимеров с различными монометрами.

Введение 0,8 — 1,2% сополимеров обеспечивает снижение водоотдачи до 6 — 7 см /30 мин при 100 PSI. В то же время добавка уже 0,2% сополимеров вызывает удлинение срока загустевания цементного раствора с 90 мин до

306 мин для цемента кл. А (APG). Это обстоятельство не позволяет рекомендовать применение этих добавок для обработки тампонажных растворов при цементировании скважин, особенно при температуре до 75 С.

Целью изобретения является уменьшение влияния реагента на сроки схватывания цементного раствора.

Для этого в качестве полимерного реагента

5 вводят сополимеры поливинилового спирта с винилацетатом, причем полимерный реагент вводят в количестве 0,125 — 4% от веса сухого цемента в соотношении, определяемом формулой для сополимера А

10 (-СН вЂ” СЧ )-(-СН.з — СН-) у ! " I

ОН 0СОСН где Х=95 — 100 мол., Y=O — 5 мол %; сополимера Б— (СНа СН )х СНз СН вЂ” )у (C+2 )х !

ОН ОСОСНз С001 тп

20 где Х=86 — 95 мол. %, Y=l — 6 мол. %, Z=4 — 8 мол %, сопо !иMcðà В—

578434 гд,- X = 80 — -95 мол. %, 7=0,5---15 гио,.1, %, Z — 4 -15 мол. %, 777 = 2 — 20 м о л. % .

Таблица 1

Прочность, МПА

Водоотдача смз/30 мин

АР=3,7

МПА

Время загустения, мин

Добавка сополимера, о, Тампонажный

Температура, С

Плотн0сть> кг/»з

Водоцементное отношение материал

Изгиб

Сжатие

4,5

1,5

230

0,25

1710

0,5

Портландцемент новороссийский

10,6

320

5,7

2,1

0,75

1680

0,6

S,8

3,6

150

2,8

1,5

1680

0,6

П р и мер 2. Сополимер Б применяют в количестве 0,5 — 3% от веса сухого цемента. Этот способ обработки позволяет снижать водоотдачу тампонажных растворов при температуре до 75 С, Полученные таким образом растворы имели характеристики, указанные в табл. 2.

Таблица 2

Прочность, МПА

В одоотдача, см /30 мин

АР=3,7

МПА

Время загустения, мин

Тампонажный материал

Температура, С

Добавка сополимера, y„

В одоцсментное отношение

Плотность, кг/мз

Изгиб Сжатие

230

Г>,5

7,4

3,25

3,4

23,8

21,0

0,75

1,00

0,65

0,65

1680

Портландцемент новороссийский

Пример 3. Сополимер 3 применяют в ко- 15 чи при температуре до 120 С. Характеристики личестве 1,5 — 4% от веса сухого цемента. Спо- раствора, полученные таким образом, указань соб обработки тампонажных растворов этим в табл. 3. сополимсром обеспечивает снижение водоотдаТаблица 3

Плот(Водоотдача, смл/30 мин

ЛР—.-3,7

ЫПА

Прочность, МПА

Добавка

СОПО 111мера, y„

Температурр;, С

Т ам ион аж11ы й

Время

:311густепия, мин

13одпцсмсптнос отношение ность, КГ/Л1З материал

Сжатие

Изгиб

8,5

120

0,4

1,5М +

0,4% ССБ

УШЦ- 120

3,0

150

19,1

2070

7,6

ШПЦС вЂ” 120

2,8

195

120

О,б

1670

6,7

Способ заключается в следующем.

Сополимсры вводят в воду затворсния в количестве 0,125 — 4% от веса сухого цемента.

Затем на полученном растворе готовят тампона>кный раствор. Количество сополимеров выбирается так, чтобы приготовленные тампоИспользование при цементировании нефтяHbIx и газовых скважин тампонажных растворов с водоотдачей, нс превыша1ощсй 35 см /

/30 мин, а также образу1ощегося тампона>кного камня, прочность которого соответствует трсбованиям ГОСТа и ТУ на облегченные и специальные цементы, позволяет повысить качество изоляции затрубного пространства.

Применение сополимеров А и Б позволяет, кроме того, получить тамона>кные растворы с нажныс растворы, имея пониженную водоотда 1у, г> то жс время 01TBC«d.aè требованиям

ГОСТа и ТУ на облегчснныс тзмпонажные матсриалы.

5 Пример 1. Сополимер А применяют в количестве 0,125 — 1,5% от веса сухого цемента.

Ввсденис этого сополимера обеспечивает снижение водоотдачи тампонажного раствора прп температуре 75 C. 11олученныс тампонажныс

10 растворы имели характеристики, указанные в табл. 1. пониженной водотдачей плотностью 1540—

20 1650 кг/см, что особенно важно при цементировании сква>кин, вскрывающих горизонты, c, Io>IicIIIIBIc в1.1сокопроницаемыми, слабоцемснтированными породами с низким градиентом

П1дроразрыва, например продуктивные гори25 зонты Самотлорского месторождения.

Седиментационная устойчивость тампонажных растворов связана с фильтрационными

C13O11C1 BaMII раСТВОрОВ. В CBHBI C 3THM приме578434

Формула изобретения

Составитель Н. Туленинов

Редактор Д. Павлова Тсхрс,) A. Камьнпникова Корректоры Л. Брахнина и О. Тюрина

Заказ 2999/19 Р!з. (¹ 849 Тираж 778

1-!ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытп)(113035, Москва, 7К-35, Раугискаи паб., д. 4,5

Подписное

Типография, l(1). (а (унона, 2 пенис тампонажных растворов с повии снной( водоотдачей способствует предупре)кденшо каналообразования и повышению качества цементирования наклонных скважин.

Еще одной областью применения тампонажных растворов, обработанных указанным способом, являются ремонтно-изоляционные работы в эксплуатационных нефтяных скважинах, цемснтирование под давлением и работы по ограничению притока пластовых вод в продуктивные горизонты. При проведении этих операций цементный раствор ввиду высокой водоотдачи и больших перепадов давления интенсивно отфильтровывает воду в проницаемые пласты. Снижение содержания воды в цементНоМ растворе приводит к быстрому загустению раствора, операция прекращается раньше, чем доставка тампониру)ощей смеси в нужное место заколонного пространства или продуктивного пласта.

Указанные явления в значительной мере устраняются при использовании цементных растворов с пониженной водоотдачей. Технология введения добавки в тампонажный раствор не усложняет процесса цементирования сква>1((() (, и р ((э т Г) . i(э к О н о м и с с к н Й э ф ф с к т о т 1l р 11менсния сополимеров для обработки тампонажных растворов составляет около 10 тыс. руб. на одну скважину. г

1. CI(oco() понижения водоотдачи тампонажного раствора путем введения в него полимср10 ного реагента, отл и ча ю щи и ся тем, что, с целью уменьшения влияния реагента на сроки схватывания цементного раствора, в качестве полимерного реагента вводят сополимеры поливинилового спирта с винилацетатом.

15 2. Способ по п. 1, отлич ающийс я тем, что полимерный реагент вводят в количестве

0,125 — 4()(() от веса сухого цемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №268959, кл. С 04В 1/56, 1969.

2. Патент США ¹ 3181610, кл. 166 — 31.

25 опублпк. 1965.