Способ приготовления тампонажного раствора

 

Союз Советскик

Социалистическик

Респубпик

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.01.79 (21) 2719623/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Е 21 В 33/13

Гооударотоенный комитет

СССР

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.81 (53) УДК 622.245..3 (088.8) по делом изооретеиий и открытий

Т. P. Хасанов, С. А. Алехин, Л. А. Абрамович, Л. А. Борисенко и Г. Г. Карев 1

1

Среднеазиатский научно-исследовательски (институт природного газа (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО

РАСТВОРА

Изобретение относится к способам приготовления тампонажного раствора и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности и геологоразведке при креплении скважин в процессе их бурения.

Известен способ приготовления тампонажного раствора, заключающийся в том, что с целью повышения упругости тампонажного камня в сухую тампонажную смесь вводят каркасный материал, например волокно орлона, дакрона или стекловолокно

Приготовленная таким образом волокнистая цементная смесь позволяет повысить упругие ударостойкие свойства цементного камня (1).

НедостатКом известного способа является то, что приготовленная таким образом сухая смесь и последующий тампонажный раствор неоднородны по своему составу.

Известен способ приготовления тампонажного раствора путем обработки цементной пульпы в электромагнитном поле постоянного тока (2).

Недостатком этого способа является низкая ударостойкость цементного камня.

Цель настоящего изобретения — повышение ударостойкости цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что перед обработкой цементной пульпы в нее вводят смесь упругого каркасного материала с ферромагнитным порошком, предварительно нагретую до температуры пластической деформации и затем охлажденную.

Смесь каркасного материала с ферромагнитным порошком составляет 1 — 2% от веса расчетного количества цементного раствора.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.

В емкость 1, образованную электронагревателем 2 и мешалкой 3 с электродвигателем

4, засыпают волокнистый упругий материал, например копроновые нити в виде коротких отрезков 5 — 70 мм длины, из бункера 5. Включают электронагреватель 2 и волокнистые нити нагревают до температуры пластической деформации (для капроновых нитей—

170 С). В качестве упругих волокнистых нитей может применяться также свиная щетина, стекловолокно и др. Одновременно из бункера 6 в емкость 1 вводят мелкодисперсную фракцию ферромагнитного материала, например порошка гематита, который доволь859604

5 !

20

Формула изобретения

Зо

40

45 но широко используется в практике бурения скважин в качестве утяжелителя. В качестве ферромагнитного материала может быть использован ферритовый порошок.

Данные испытания показали, что наиболее оптимальным является применение каркасного материала и ферромагнитного порошка в смеси 1 — 2 /о от веса расчетного количества тампонажного раствора.

При перемещении смеси в емкости 1 мешалкой 3 порошок ферромагнитного материала включается в поверхность волокнистого материала, механически прочно соединяясь с ним. Температура нагрева не должна достигать температуры плавления волокнистого материала (для капроновых нитей—

255 С)";,в.этом случае могут слипнуться сами нити, Почле того, как ферромагнитный материал рарнОмйрно включится в поверхФ ность волок1!истого материала температуру в емкости 1 снижают до температуры окружающей среды за счет контакта смеси с воздухом при ее перемешивании и полученную смесь загружают в емкость 7, в которую одновременно из бункера 8 поступает водоцементная смесь, и полученный раствор перемешивают мешалкой 9 до получения однородности состава тампонажного раствора.

Однако, при любой интенсивности пере мешивания достигнуть полной однородности раствора обычным методом невозможно, так как волокнистый материал комкуется в крупные агрегаты и неравномерно распределяется по всему объему тампонажного раствора. Для предотвращения этого явления на выкиде из осреднительной емкости

7 или на входном трубопроводе 10, соединяющем насос 11 с колонной труб 12 сква жины 13, монтируется электромагнит 14 с источником питания 15.

При закачке тампонажного раствора в колонну труб 12 раствор проходит через электромагнитное поле, созданное электромагнитом 14, и волокнистый материал, покрытый ферромагнитными частицами, равномерно распределяется под деиствием электромагнитного поля в потоке жидкости и ориентируется соосно или перпендикулярно потоку жидкости в зависимости от направления электромагнитных силовых линий. После закачки и продавки тампонажного раствора в отрубное пространство скважины 13 тампонажный раствор, затвердевая, образует цементный камень, в котором равномерно распределен каркасный волокнистый упругий материал с нитями, ориентированными вертикально или горизонтально (в зависимости от необходимости) цементному кольцу.

Полученное таким образом цементное кольцо имеет высокие упругие и ударостойкие свойства как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. При перфорационном простреле в цементном кольце не образуется трещин и изломов, а при расширении и сужении колонны труб ценментное кольцо также расширяется и сжимается, прилегая к верхней поверхности колонны труб, не образуя зазоров за счет остаточной деформации.

Применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность тампонажного раствора за счет улучшения структурномеханических свойств полученного цементного камня, повысить продуктивность эксплуатационного пласта за счет улучшения перфорационной зоны прострела, предотвратить межпластовые перетоки флюидов.

1. Способ приготовления тампонажного раствора путем обработки цементной пульпы в электромагнитном поле постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения ударостойкости цементного камня, перед обработкой цементной пульпы, в нее вводят смесь упругого каркасного материала с ферромагнитным порошком, предварительно нагретую до температуры пластической деформации и затем охлажденную.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь упругого каркасного материала с ферромагнитным порошком составляет

1 — 2/о от веса тампонажного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3363689, кл. 166 — 29, опублик. 1968.

2. Бережной А. И. и др. Электрические и механические методы воздействия при цементировании скважин. М., «Недра», 1976, с. 169 — 174 (прототип) .

859604

Составитель Г. Сапронова

Редактор М. Янович Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 7500/51 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4