Тампонажный раствор

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

О П И С АНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ н>765499

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 10. 78 (21) 2671054/22-03 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий

Опубликовано 2309.80. Бюллетень М 35 (53) УДК 622. .245.44(088. 8) Дата опубликования описания 2309,80 (72) Авторы изобретения

Н. М. Макеев, E. П. Ильясов, A. С. Утробин, В. И. Капралов, В. A. Опалев и Н. Н. Касаткина

Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

Изобретение относится к производству тампонажных растворов, в частности для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в высокопористых, кавернозных,5 дещеристых и трещиноватых породах при полной интенсивности поглощения бурового раствора 100-180 м /ч, а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента, и может быть 10 использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле.

Известен цементно-полимерный там— понажный раствор для изоляции водо-. притоков. Он содержит цемент эпоксидно-алифатическую смолу ТЭГ-1, отвердитель смолы — полиэтиленполиамин (ПЭПА) и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:

Цемент 100 20

ТЭГ-1 4-6

ПЭПА 0,8-1,2

Вода 45,2-65,2 (11

Однако укаэанный тампонажный материал не обеспечивает качественной 25 изоляции зон поглощений водопритоков, поскольку у него отсутствуют адгезионные свойства в ранние сроки схватывания. Кроме того, он характеризует- ся низкими закупоривающими свойствамщ0

2 поэтому легко размывается пластовыми водами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является тампонажный раствор для изоляции зон поглощения в закарстованных породах. Он содержит цемент, полиакриламид (TIAA), хлорид кальция и воду при следующем соот: ношении компонентов, вес.ч:

Цемент 100

ПАА 0,1

Хлорид кальция 5

Вода 45 (2)

Однако у этого известного состава также отсутствуют адгезионные свойст-. ва в ранние сроки схватывания. Кроме того, этот состав характеризуется малой первоначальной густотой, низкой пластической прочностью и большими сроками охватывания, что не позволяет качественно производить тампонажные работы, особенно при полной интенсивности поглощения бурового раствора(до.

180 м /ч), а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. В такях условиях известный состав размывается.

Целью изобретения является получение тампонажного раствора, который

765499

Благодаря тому, что в раствор, вклю». чающий ПАА, вводят кальцинированную ,соду, происходит гидролиз полиакриламида. Наличие гидролизованного полиакрнламида приводит к появлению у pac- твора нысоких адгезионных свойств н ранние сроки схватывания с одновременным повышением его структурноМеханических свойств.

Пример. Для получения пред2S лагаемого тампонажного раствора берут портландцемент тампонажный, полиакриламид (ПАА) (Т1 6-01-1049-76)p представляющий собой желеобразное йещество, хпорид кальция /ГОСТ 446077/- белый аморфный порошок ; соду

Таблица 1

Компоненты, вес.ч

Свойства тампонажного состава

Пласти ческая прочность через

5 мин, r/ñì

Срок схватывания, ч-мин

Густо та по

Тет майер через

5 мин

Кальци- Вода нирован ная со. да

Расте каемость

АдгеПредлагаемый состав

1,8 нет 4 нет 28 нет 39 нет 38 нет 37 нет 22

120 0

100

3,5

100

5,5

100

5,2

100

2,8

7-00

9-00

5-40

7-30

100

100

Известный состав

0,1 5

3-25 4-55 нет 2 7

100 обладал бы адгезионными свойствами в ранние срски схватывания и однонременНо имел бы повышенную густоту, нысо кую пла .тическую прочность и малые сроки схватывания.

Это достигается тем, что тампонажйый раствор дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:

Цемент 100

Полиакриламид (ПАА) 0,1-0,3

Хлорид кальция 3,4-5

Кальцинированная сода 0,067-0,2

Вода 40-60

0,05 3,5 0,033 40,9

0,1 3,5 0,067 42,8

0,12 5,0 0,08 40

0,12 5,0 0,08 43,1

0,15 5,0 0,1 44,3

0,3 5,0 0,2 60

0,4 5 0 0,261 63,8 кальциниронанную /ГОСТ 5100-73/ белый порошок; водопроводную воду, общей жидкостью 5-6 мг-экв/л.

Вначале в отдельной емкости готонят 2,5%-ный раствор гидролизованного p T o o H K H MH (I1AA).Äëÿ этого н 3,83-11,5 мл воды при температуре 60 C Т о Т 0,067-0,2 r кальцинированной соды, а затем в этом растворе растворяют 0,1-0,3 г ПАА.

Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры. В другой емкости готовят раствор хлорида кальция, для чего 3,5-5 r последнего растворяют в оставшемся количестве воды. На получен-; ном растворе хлорида кальциИ затворяют 100 r цемента. Затем в цементный раствор вливают ранее приготовленный

2,5%-ный раствор гидролизонанного полиакриламида и перемешинают нсе в течение 1 мин со скоростью 100 об/мин, В каждом опыте определяют адгезионные и структурно-механические свойства образовавшегося тампонажного раствора.

Свойства тампонажного раствора сравнивают со свойствами известного раствора, содержащего цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду.

Данные о компонентном состане и свойствах предлагаемого и известного тампонажных растноров приведены в табл. 1.

12 2-20 3-10

34 2-10 2-40

95 1-00 2-20

80 1-20 2-40

70 2-00 3-40

765499 очень трудно, так как состав размывается и заливку обычно ведут несколько раэ.

Кроме того, при использовании тампонажного раствора ускоряется время бурения осложненных скважин, так как уже в ранние сроки схватывания у него проявляются высокие адгезионные свойства, т, е. практически уже через 6 ч можно проводить бурение образовавшегося в скважине"тампонажного стакана", У известного тампонажного раствора адгезионные свойства вообще отсутствуют в ранние сроки схватывания, что ведет к его размыванию пластовыми водами, к повторным заливкам, к дли15 тельному выдерживанию скважины до образования "тампонажного стакана" (более 10 ч),что увеличивает время бурения.

100

Цемент

100

Полиакриламид (ПАЛ)0,1-0,3

0,12

Хлорид кальция 3,5-5

Кальцинированная сода 0,067-0,2

0,08

Вода 40-60

Формула изобретения

Предлагаемый тампонажный раствор по сравнению с известным имеет ряд преимуществ.

Он обладает адгезионными свойствами у><е в ранние сроки схватывания (через 6 ч), в то время как известный состав в такой промежуток времени вообще не приобретает эти свойства. 30

Кроме того, первоначальная густота его выше в 11-19,5 раза, пластическая прочность выше в 4,3-13,5 раза, короче сроки схватывания: начало схватывания короче в 1,6-2 раза, а конец 35 схватывания — в 1,3-1,7 раза.

Благодаря тому, что тампонажный раствор одновременно обладает как адгезионными свойствами в ранние сроки схватывания, так и высокими структур- 4р но-механическими свойствами, создается возможность производить качественную изоляцию эон поглощений и водопритоков за одну обработку в высокопористых, кавернозных, пещеристых и трещиноватых породах даже при полной интенсив- 45 ности поглощения бурового раствора, достигающего до 180 м /ч, а также

1при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. При использо-. вании известного состава в таких ус- 5р ловиях качественной изоляции достичь

Составитель B. Бакшутов

Корректор Г. Решетник

Редактор Е. Полионова Техред Н.Граб

Заказ 7264/58 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"< r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предельные и оптимальные значения предлагаемого тампонажного состава, выявленные на основании испытаний, приведены в табл. 2.

Таблица2

Тампонажный раствор для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в закарстованных и трещиноватых породах, содержащий в качестве основы цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что, с целью придания составу адгезионных свойств в ранние сроки схватывания с одновременным повышением густоты, пластической прочности и сокращением сроков схватывания, он дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:

Цемент 100

Полиакриламид 0,1-0,3

Хлорид кальция 3,5-5

Кальцинированная сода 0,067-0,2

Вода 40-60

Источники информации, приняте во внимание при экспертизе

1. Женов В. Г.. Ермолаев 1О. Н.

РНТС "Нефтепромысловое дело". М., ВНИИОЭНГ, 9 6, 1977, с. 23-26.

2. Тематический научно-технический обзор "Эффективность применения тампонажных ласт для ликвидации зон поглощения". Сер. "Бурение", M.

ВНИИОЭНГ, 1974, с 43 (прототип).