Тампонирующий состав

 

СОЮЭ ССЕЕТСКИХ

СО11ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) (5!) 4 E 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ1 Й (21) 3704265/22-03 (22) 29.12.83 (46) 23.05.86. Бюл, 0 19 (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) Л.В. Николаева, К.А. Йишин, Н.П. 11аиков, E.È. Улыбушева, П.Я. Зельцер и А.Н. Карасева (53) 622.245 ° 42(088.8) (56) Данюшевский В.С. и др. Справочное руководство по тампонажным материалам.-М.: Недра, 1973, с. 104. (54)(57) ТАМПОНИРУЮЩИЙ СОСТАВ длЯ изоляции поглощающих пластов, содержащий вяжущую основу, добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения проникающей способности в каналы различных размеров и сокращения времени на изоляционные работы, в качестве вяжущей основы взят омыленный талловый пек, включающий, мас. Х: окисленные углеводороды

С„ Н „,ОН 17,30 — 19,42, неомыленные углеводороды С„ Н„, 35,55 — 37,65, жирные кислоты С„ Н „„СООН 26,04

26, 10, смоляные кислоты С Н COOH

14,00 — 15,20, вода - остальное, а в качестве добавки он содержит водный раствор хлорида натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Омыленный талловый пек 1,32-7,20

Хлорид натрия 0 53-2,90

Вода Остальное или водный раствор хлорида кальция при следующем соотношении компонентов, мас. 7:

Омыленный талловый пек 0,47-1,12

Хлорид кальция 0,03-0,08

Вода Остальное или водный раствор хлорида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Омыленный талловый пек 0,30-1, 10

Хлорид алюминия 0,30-1,10

Вода Остальное

1 I 2 32 783 2 тов .

Цель изобретения — повышение про- 5 никающей способности в каналы различных размеров и сокращение времени на изоляционные работы.

Последовательность приготовления тампонирующего состава. 10

Для лабораторных работ, результаты которых приведены в табл. 1, вначале готовят исходные растворы: водный раствор омыленного талового пека (ОТП) 307-ной концентрации и водные растворы солей — хлористого алюминия и хлористого кальция 407-ной концентрации, хлористого натрия 207-ной концентрации.

Количество соли, необходимое для 2<» полного взаимодействия с определенным количеством ОТП, берут из условия полного взаимодействия компонентов, о чем можно судить по обесцвечиванию раствора ОТП после введения в него раствора соли металла.

Вначале берут расчетное количество исходных растворов и расчетное ко(СЧН (С„»-»,„„СООН) (C,÷Í ч СООН) 17,30 — 19, 42

35.,55 — 37,65

26„04 — 26, 10

14,00 — 15, 20

Остальное

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано для изоляции поглощающих пласОкисленные углеводороды

Неомыляемые углеводороды

Жирные кислоты

Смоляные кислоты

Вода

ОТП является побочным продуктом производства таллового масла после его зтерификации, имеет плотность

950 — 1000 кг/м, температуру плавления Т = 318 — 320 К.

При смешивании водных растворов ОТП и солей металлов происходит высаливание полимеров и быстрое образование смолистой массы в виде отдельных волокон и агрегатов, нерастворимых в воде.

До смешивания водных растворов

ОТНе солей металлов каждый иэ этих растворов имеет вязкость, близкую к вязкости воды, что способствует их быстрому проникновению в мельчайшие проводящие каналы.

После поступления смеси растворов

ОТП и солей металлов в пласт образуются волокна, которые быстро закупо° ривают поглощающие каналы. Кроме того, при движении таких составов по каналам поглощающего пласта имеет

441

5 личество воды, необходимое для того, чтобы общий объем жидкости после смешивания составил 1000 г. Затем это количество воды делят на две равные части, каждую из которых смешивают с исходными растворами соли и

ОТП в отдельности, после чего эти растворь» перемешивают.

Например, для опыта 1 (табл. 1) берут 43 r раствора ОТП 307-ной концентрации, содержащего 13 г сухого вещества, 26 r раствора NaC1 207-ной концентрации, содержащего 5,2 г сухого вещества и 93 1 r воды, которую деля-.. на дне порции 465 и 466 r. Раствор ОТП вливают в первую порцию воды, а раствор соли — во вторую. После тщательного перемешивания каждого из растворов они смешиваются между собой. Время реакции и физическое состояние полученного продукта приведены в табл„ 1

ОТП представляет собой аморфное вещество,хорошо растворимое в воде, и состоит из смеси эфиров смоляных жирных кислот с оксикислотами, полимеризованными кислотами. Его химический состав (количественный), мас. 7: место уплотнение волокон, которое происходит в результате отфильтровывания жидкой фазы, распределенной ,между волокнами, под действием перегара давления в системе скважина пласт. Отдельные волокна способны слипаться (срастаться) между собой в сплошную плотную массу, обладающую высокими адгезионными свойствами к поверхностям тел, в том числе и к горным породам. Размеры образуемых волокон и время реакции зависят от концентрации растворов ОТП и солей металлов, причем для одной и той же соли металла размеры волокон и хлопьев зависят от концентрации раствора 0TII„ а на скорость течения реакции высаливания полимера большее влияние оказывает концентрация раствора соли.

Приведенная: в табл. 1 пластическая прочность измеряется в зависимости от ее абсолютных значений на нри5оре СНС-2 (группы опытов 1-7) и ме1232 783 тГ))1Г)Е! РобинДе!)а (1 руппы Опы 1 ОВ 8 Z 1 ) °

0IIhlTb) lIOKаЗЫВЛ!))Т ЧТО ПЛЯСТИЧЕCKG)I пр!)чность !Iосле слипания Отдег1ьны* волокон в сплошную массу с течением времени практически не изменяется. 5

Адгезионная прочность тампонирующего материала к твердым телам определяется путем выдавливания массы из металлического кольца стержнем с известной площадью сечения.Во всех слу- 10 чаях силы адгезии превышают силы когезии тампонирующего материала. Предельные нагрузки, при которых наблюдается сдвиг материала, приведены в табл. 1.

Проникающая и изолирующая способ- 15 ности предлагаемого и известного тампонирующих составовпроверяются в лабораторных условиях на модели гранулярного пласта с прозрачными стенками. Проверяют проницаемость модели 2п пласта по воде, рассчитывают диаметр поровых каналов, после чего на модель пласта подают тампонирующий состав.

После прекращения движения жидкости через модель пласта замеряют толщину д5 кольматирующего слоя в зависимости от диаметра пор (табл. 2) .

Температурный интервал применения тампонирующего состава изменяется в зависимости от вида используемой соли. Например, предлагаемые составы рекомендуется использовать для изоляции пласта, температура которых составляет 273-3 10 К для состава ОТП +

СаС1, 273-310 К для состава ОТП +

+ А1С1, 273-285 К для состава ОТП + ь А1С1

Затраты времени на проведение од,еой операции по изоляции поглощающего пласта при использовании предлага: 4О емого состава и известного приведены в табл. 3.

В условиях буровой технология ,применения тампонирующего состава состоит в следующем.

Водный раствор ОТП готовят в лопастной глиномешалке или смешивающем агрегате и перекачивают в отдельную.е!!косте . Воднь)A рлствОр ОДНОЙ из со лей (NaC1, СПС1,, А1С1, ) готовят с помощью насоса цементировочного агрегата посредством прокачивания воды через небольшую емкость с солью ипи в мешалке и откачивают в другую емкость.

В мернике цементировочнаго агрегата готовят вязкоупругий разделитель (ВУР), например, на основе полиакрпламида и сернокислого алюминия.

Через бурильные трубы, открытый конец которых спущен до подошвы поглощающего пласта, закачивают после,цовательно 0,.5 м ВУРа, затем расчетный объем водного раствора ОТП, 0,5 м

ВУРа и запланированное количество раствора соли. Количество ОТП берут в зависимости от мощности поглощающего пласта, глубины его залегания и поглощающей способности.

После заполнения раствором ОТП затрубного пространства скважины против поглощающего пласта через открытый конец бурильных труб выдавливают раствор соли при одновременном их подъеме, что обеспечивает церемешивание обоих компонентов тампонирующего состава. Поскольку время взаимодействия компонентов не превышает нескольких минут и это время плани— руется заранее, то образование закупоривающего материала в виде волокон и агрегатов происходит уже после проникновения тамнонирующего состава в каналы поглощения и изолирующий экран в пласте создается на минимальном расстоянии от стенки скважины.

По окончании закачки раствора соли бурильные трубы поднимают на 25 — 30 м вьппе изолируемого интервала, производят промывку скважины и одновременно проверку качества изоляции посредством наблюдения за уровнем жидкости или опрессования ствола скважины.

После этого трубы вновь опускаются под нижнюю границу изолируемого интервала и остатки тампонируемого сосгава вымываются из скважины.

1232783

Табакова 1

Время рвах« днв>

Состав

СаС!

ОТП отытов е.Х мас.Х

98, 18 981,8

Волокна ае обраатвт ся

98,15 981,5

До 1

90!

89 50 895,0

Kcwsosaтая масса

8 045 45 99>52 995,2

Волокна ке образуютеа

0,03 0,3

99,50 995,0 До I

99,36 993,6 До 3 9Эх10а

99,15 991,5 До 3

300

12»10 60

О,ОЭ 0,3

0>04 0>4

0 05 0 5

98,93 989,3

98,80 988,0

Да 3

До 3

98, 78 987,8. Вомковатая мас10

Волокаа, ке обраау>>т» ся

0,25 2,5 99,50 995,0

15 .0,25 2,5

0,30 3,0 99,40 994,0 До

0,50 0 5 99 00 990,0 До 3

0,70 0,7 98,60 986,0 До 3 .2бх10> 31х10

0,90 9,0 98,20 982,0 До 3

16 030 30

17 0 50 5 0

1200!

8 0>70 0,7

60!

9 0,90 0,9

20 1,10 11,0

21 I 15 1! 5

1,10 1t>0 97,80 978,0

1,15 11,5 97,30 973,0

Комковатая масса

1 130 ° SO 0>82 52

2 1>32 !3 2 0,53 5,3

3 3 00 30>О ° 20 !2 ° О

4 4 50 45>0 1,80 !8 0

5 6,00 бО,О 2,40 24,0 б 7,20 72,0 2>90 29,0

7 7,50 75,0 3,00 30,0

9 0,47 4,7

10- О 60 60

I I 0>80 0 8!

2 1>00 I ° О

13 1,12 11,2 !

4 I, !5 11,5

0,07 0,7

0,08 0,8

0,08 0,8

Яалвчпе волокон в темвоккрфмдем составе, мм

95,80 958 0 До .!

93,70 937,0 До 3

9! 60 9Iá 0 До Э

89,90 899,0 До 3

Среди»я клас тв" твена» кров»

ROCtb, Врв

Т-293 В, Иа

Адгеаконкквя прочность нрк

Т 293 Ю

1232783

Продолжение табл. 3

Таблица 2

Толщина кольматирующего слоя при использовании тампонирующей смеси на основе, мм аботы

ОТП цемента

0,34

10

0,22

Подготовительные работы к изоляции

0,16

Не проникает

0,08

Спуск и подъем труб

Т а б л и ц а 3

Работы

ОЗЦ известного нредламентного моста

Затарка цемента

Приготовление растворов ОТП, соли, ВУР

Составитель Е. Тангалычев

Техред N.Õîäàíè÷ Корректор А. Ференц

Редактор А. Шишкина

Заказ 2746/32

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диаметр порового канала, мм

Затраты времени на изоляционные работы с использованием тампонирующего состава, Закачка и продавка тампонирующего состава

Приготовление химических реагентов щ и обработка раствора 8