Патент ссср 825862

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социал истическиз

Республик (1825862

j г (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 04. 79 (21) 2753&56/22-03 (51)М. Кл.

Е 21 В 33/138 . с присоединением заявки М—

1Ъеударотееиимй комитет

СССР. ao делам изобретений и отерытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.81. Бюллетень .% 16 (53) УДК 623. 245 ..

° 422 (088 8) Дата опубликования описания 30. 04. 81. (72) Автор изобретения

А,А. Клюсов (71) Заявитель

Тюменский государственный научно-и, .и проектный институт природных. (54} СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в бурении для цементирования нефтяных, газовых и паронагнетательных скважин с наличием проннцаемых пород, Известны различные способы приготовления цемента путем дополнительной механичЕской, химической и механохимической обработки, а также возtO действием токами ВЧ, магнитным полем и пр. Наибольшее распространение из них получил способ гидравлической активации цемента, основанный на использовании кинетической энергии

И турбулентных струй, выходящих с боль-шой скоростью из двух сопел,. направленных навстречу друг другу fl) .

Однако использование такого способа. для тампонажных составов с облегчающими добавками закупоривающего (кольматирующего) типа и наличием комочков слежавшегося цемента не представляется возможным, ввиду мало2 го диаметра сопла (11 мм), что может привести к забивке активатора и к преждевременному схватыванию раствора в "обвязке" цементировочного оборудования. При этом активатор требует дополнительных затрат давления (до 20-30 атм )на продавку раствора.

Известен также способ приготонления тампонажного цемента путем дополнительной обработки в дезинтеграторе, fg)

Однако раствору, приготовленному из обработанного цементА, свойственна повышенная плотность (1,821,85 г/см ) и водоотдача (200300 см /30 мин), высокая проникающая способность в пористый коллектор. Кроме того, цементный камень, сформированный из этого раствбра, обладает повышенной теплопрово; . костью (1,1 Вт/м.град) .

Указанные недостатки не позволяют о существенной мере повысить качест3 825 во цементирования скважин с наличием проницаемых.и слабосвязанных пород.

Высокая плотность раствора требует большего давления продавки цементного раствора, что может вызвать гидроразрыв пластов и недоподъем тампонажного раствора до проектной высоты. . Этот факт еще более усугубляется повышенной водоотдачей цементного раствора в пласт, что требует еще большего увеличения давления продавки, способствующего гидроразрыву слабосвязанных пород. Высокая теплопроводность раствора может вызвать интен сификацию процесса теплообмена между скважиной и окружающей породой, что ведет к сокращению периода обратного промерзания при сооружении скважин в ! мерзлоте и к потерям тепла при термических методах обработки призабойной эоны, Известен также. способ приготовления тампонажного раствора, путем сов" местной обработки цемента с целлюпозосодержащим материалом, например древесными опилками (3) .

Древесные опилки, введенные в цементный раствор повышают кольматирую щие (закупоривающие) свойства и снижают водоотдачу цементного раствора, одновременно приводя к его резкому загустеванию. Эти свойства опилок обусловлены тем, что волокнистая структура древесины, обладая повышенной удельной поверхностью, сорбирует (впитывает) большое количество

862 .4 воды, плотность кот ор ой становится значительно больше, чем у свободной воды. По этой причине влажная древесина, незначительно набухая, увеличивается в весе и не оказывает заметного влияния на снижение плотности и теплопроводности цементного раствора как в прочем и другие виды увлажненной целлюлозы: хлопок, древесная, 1О структура, тростник и др.

Цель изобретения — снижение плотности и теплопроводности раствора.

Указанная цель достигается тем, что обработку производят в дезинтег15 раторе, а в качестве целлюлозосодержащего материала используется бумажная упаковка цемента.

В процессе совместной дезинтеграторной обработки наряду с увеличением

20 удельной поверхности цемента до

10000-20000 см /r (определенной по методу БЭТ } происходит иэмельчение бумажной упаковки до отдельных волокон. Присутствие волокон в цементе

25 приводит к улучшению .свойств тампонажного раствора.

По известному и предлагаемому способам приготовлены и обработаны для

30 "холодных". скважин тампонажные растворы (ГОСТ 1581-79) .

Сравнительные свойства тампонажных растворов с добавкой древесных опилок и мешочной бумаги, подвергну35 тых дезинтеграторной обработке, представлены в таблице.

Д л 4 о х а Е

g 0 о о г

1 х CQ!

8 1

Ю ь

0О C) о A х о а л л

C)

Р1

° ъ

ы . ь

CV л

О

С 3

С 1

1 о о

Р о ь

° Л х х ф

tj Q

GO (» л

6 о х

Д о с3

Д о !

Э г»

Е» х

Ю х г

1 о х о

Е

A г» о о

Е

<У г

И о х

К х а

Ф

Х Е г»

>Б ф

Йь î

Э

Р II

E» Cw о

fd о

И л

И

0J х

825862 и

Ch х с 1 г» w (6

Е II

W SR

lQ QO !

Щ g х х со е о

Ц (0 Ю

825862 8 например, перфорации и изгибающих усилий, .

Наиболее целесообразно применение способа на месторождениях в трудно5 доступных районах Западной Сибири, так как сократятся транспортные расходы облегчающих добавок из отдаленных от районов месторождений.

Перечисленные преимущества в совоjQ купности предотвращают гидроразрывы пластов, обеспечивают надежную герметизацию затрубного пространства и лучшие термодинамические условия ! эксплуатации скважин. Применение предлагаемого способа повышает не только технико-экономическую, но и экологическую эффективность за счет. использования ранее выбрасываемой бумажной упакбвки .

Формула изобретения

Мешочная бумага соответствует (па ГОСТ 2228-75) 1007-ной сульфатно ". небеленой хвойной целлюлозе. Клееные бумажные влагопрочные мешки (тип ВМ) для цемента изготавливаются (по

ГОСТ 2226- 75) из пяти слоев высокопрочной мешочной бумаги из которых три слоя, кроме того, из влагопрочной мешочной бумаги (тип В-78), остальные - из непропитанной (тип

М78Б), Из таблицы видно, что введение в цемент мешочной бумаги (при одинаковом количестве целлюлаэосодержащих компонентов) приводит к существенному снижению плотности и теплопроводности цементного раствора — камня а также к значительному увеличению подвижности цементного раствора, Однако такие качества цементного раствара как водоотдача и.кольматирую л в щая способность, срдкй схватывания и прочность остаются=-уайгически на там же уровне..

Достижение положительного эффекта 2S

1путем дезинтеграторной обработки цемента и бумажной упаковки объясняет-. ся свойствами мешочной бумаги; .и в первую очередь, ее, вл йонепроницаемость, Благодаря этому бумага в мень- Ю шей мере подвержена смачиванию и волокнистая структура целлюлозы (с защемленным в ней возпухом) является как бы изолированной от среды (жидкой фазы цементного раствора) и сохраня- 3s ет свой первоначальный вес„ придавая цементному раствору-камню меньшую плотность и теплопровадность. Меньшее количество воды, поглощенной бумагой . создает избыток свободной воды, улуч- 40 шающей реологические свойства цементного раствора.

Тампонажный камень, сформированный из цемента, приготовленного предлагаемым способом, является стойким к рас- 45 трескиванию при воздействии ударных

Способ приготовления тампонажного раствора путем совместной обработки цемента с целлюлаэасодержащим материалом, отличающийся тем, что, с целью снижения плотности и теплопроводности раствора, обработку производят в дезинтегратдре, а в качестве целлюлозасодержащ@го материала используется бумажная упаковка .цемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Детков В.П. Техналфгия использования непригодных цементов при цементировании скважин. Сб, Обмен опытом по совершенствованию технологии бурения и.испытания скважин в Восточной Сибири и Якутии. Иркутск, 1976, с. 91-92.

2. Каримов Н.Х. и др. Тампонажные смеси дпя скважин с аномальными давлениями. "Недра", N., 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

i9 415353, кл . Е 21 В 33/138, 1972.

Составитель В. Никулин

Редактор В. Матюхина Техред А;Савка Корректор О.Билак

Заказ 2326/22 Тираж 627 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4