Вязкоупругий состав

 

Изобретение относится к нефтеи газодобывающей промышленности. Цель - повышение эффективности восстановления герметичности элементов крепи за счет увеличения адгезионных свойств и сокращения сроков начала гелеобразования. Состав включает, мас.%: карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимеризации 600 2,00 - 3,00

полиакриламид 1,00 - 1,25

хроматы 1,00 - 1,50

синтетическую винную кислоту 1,00 - 1,50

сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла 0,93 - 0,05

вод остальное. Приготовление состава заключается в смешении в заданной пропорции водных растворов всех составляющих его компонентов. Состав при отверждении образует высокопрочный, эластичный гель с хорошей адгезией с обсадной колонной и цементным камнем, обеспечивающий надежное восстановление герметичности крепи. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»ь г»

° » ъм (21) 4669695/03 (22) 12.01.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Б.И.навроцкий, И.Б.Медведь и B.È.Колесник (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 933948, кл, Е 21 В 33/138, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 1406343, кл. Е 21 В 43/32, 1984, (54) ВЯЗКОУПРУГИЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности. Цель — повышение эффективности восстановления герметичности элементов крепи за счет увеИзобретение относится к строительству и эксплуатации скважин, подземных хранилищ газа, а также любых других скважин, требующих ремонтно-изоляционных работ для восстановления герметичности резьбового соединения колонны, контактной поверхности цементный камень — колонна— горная порода или заполнения трещин в цементном камне.

Целью изобретения является повышение эффективности восстановления герметичности элементов крепи за счет увеличения адгезионных свойств и сокращения сроков начала гелеобразования.

Состав включает следующие компоненты, мас. $: карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 600 (КМЦ-600) 2 — 3; полиакриламид (ПАЛ) 1,00 — 1,25: хроматы

1,00 — 1,50; синтетическая винная кислота (СВК) 1,00-1,50; сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла (эмультал) 0,03 — 0,05; вода остальное.

» Ы2, 1661370 Al личения адгезионных свойств и сокращения сроков начала гелеобразования. Состав включает, мас, g, карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 600 2,00 — 3,00; полиакриламид 1,00 — 1,25; хроматы 1,00—

1,50; синтетическая винная кислота 1,00—

1,50; сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла 0,93 — 0,05; вода остальное. Приготовление состава заключается в смешении в заданной пропорции водных растворов всех составляющих его компонентов. Состав при отверждении образует высокопрочный, эластичный гель с хорошей адгезией с обсадной колонной и цементным камнем, обеспечивающий надекное восстановление герметичности крепи. 2 табл.

В табл. 1 представлены свойства вязкоупругого состава, в табл. 2 — результаты исследований герметизирующего состава на способность восстановления герметичности цементного камня. ©

Время начала гелеобразования опреде- Ос, ляют на консистометре КЦ-5. Величину ад- д гезии оценивают методом отрыва одна от другой двух металлических пластин через 24 ч после их скрепления исследуемым вязкоупругим составом. Исследование герметизирующей способности состава по контакту цементный камень / цементныи камень . проводят следующим образом, Исследова- ъ ние герметизирующей способности состава по контакту цементный камень / цементный камень проводят следующим образом.

Предварительно готовят цементные образцы цилиндрической формы диаметром

27 мм. Через заданное время твердения в нормальных условиях измеряют их воздухопроницаемость, Потом колят образцы по

1661370 длине и измеряют повторно пронициемость образцов, состоящих из двух половинок и образующих трещину.

Приготовленным герметизирующим составом смазывают обе части образца и скла- 5 дывают, что соответствует ситуации, когда трещина в цементном камне заполнена герметизирующим составом. Через заданное время (до 100 — 110 сут) измеряют воздухопроницаемость. Воздухопроницаемость це- 10 лых, расколотых и смазанных образцов измеряют по зависимости

4ь Чь рвь т КО2 рЬ

15 где h — высота образца, м; рь- вязкость воздуха кг/м с;

V> — объем воздуха, м;

d — диаметр образца, м; т- время фильтрации, с; р — давление на входе образца, Нlм .

Для сравнительной оценки проницаемости целых, расколотых и герметизированных образцов определяют коэффициент сравнения и потери герметичности тампонажного камня. с

К «К п—

Кц Кц

30 где К вЂ” коэффициент проницаемости смазанных герметизированным составом образцов; 35

Кц — коэффициент проницаемости целых образцов;

Кр — коэффициент проницаемости расколотых образцов.

Таким образом, вязкоупругий состав 4 для восстановления герметичности элементов крепи следует готовить иэ 1,0 — 1,25 ного раствора полиакриламида, так как использование раствора полиакриламида с меньшей концентрацией удлиняет процесс 45 полимеризации, не обеспечивая прочности геля, а большие его концентрации приводят к возрастанию начальной консистенции, что исключает проникновение такого состава в каналы.

Регулирование начальной консистенции при заданной скорости гелеобразования достигается изменением содержания эмультала в системе. Регулирование величины адгезии, времени синерезиса и эла- 55 стичности геля достигается изменением содержания КМЦ-600, хроматов и CBK.

Формула изобретения

Вязкоупругий состав, включающий полиакриламид, хроматы, добавку и воду, о тличающийся тем,что,сцельюповышения эффективности восстановления герметичности элементов крепи эа счет увеличения адгезионных свойств и сокращения сроков начала гелеобразования, он дополнительно содержит карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимеризации 600 и сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла, а в качестве добавки используют синтетическую винную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. ф:

Полиакриламид

Карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 600 2 — 3

Хроматы 1,0-1,5

Синтетическая винная кислота

Сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла

Вода

1,00 — 1,25

1,0-1,5

0,03-0,05

Остальное

Состав имеет высокие значения адгезии, малое время начала гелеобразования и обеспечивает надежную герметизацию трещин в бетоне. Исследования герметизирующей способности состава путем измерения воэдухопроницаемости на контактах цементный камень/металл и металл/металл также подтверждают высокие герметизирующие свойства состава. Причем величины коэффициентов сравнения позволяют сделать вывод о малом эффекте старения состава.

Приготовление герметизирующего состава не требует специального оборудования и заключается в смешивании в заданной пропорции водных растворов

КМЦ-600, полиакриламида, хроматов и эмультала с раствором СВК.

Таким образом, при закачке через перфорированные отверстия в обсадной колонне состава он, проникая через трещины и каналы, образует высокопрочный гель с хорошей адгезией с обсадной колонной и цементным камнем и восстанавливает герметичность крепи. Вяэкоупругий герметиэирующий состав может быть также использован для временного закрепления обсадных колонн специального назначения, когда возможно их извлечение на поверхность после окончания работ, 1661370 блина

Т а

Начало гелеобразования, мин

Начальная консистенАдгезия, МПа

Содержанйе компонентов в составе, мас.Х ция по

КЦ-З, П

ПАА

КМ1 -600

Эмультал

ВК

Хроматы

140

3,0

2, 0-3,0

0,05

1,5

0,5

3,0-4,0

100

3,0

1 5

1,0

0,04

3,0-4,0

3,0-4, О

2,0-3,0

1,5

0,03

0,03

3,0

14 5

1,5

2,0

3,0

3,0

0,5

1,5

0,05

0,04

0,04

1,0

1,5

2,0

120

3,0-4,0

3,0-4,0 .

3,0

3,0

1,5

1 5

3,0-4,0

1,5 д 5

1,0, 1,5

3,0

0,03

100

2, 0-3,0

3,0-4,0

2,0

0,05

0,04

0,03

0,03

0,05

0,04

3,0

3,0

3,0

3 0-4,0

115

125

3,0-4,0

0,5

1,5

2,0

0,5

1,0

3,0

2,0

1,5-2,0

150

1,5-2, О

115

2,0

1,5

1,5

1,5

2, 0-2,5

2,0

0,03

0,05

0,05

0,04

0,04

0,05

0,05

1,5-2, О

2,0

1,5

2,0

2,0

2,0

2,0

1,5-2, О

155

0,5

1,0

1,5

2,0

1,5

1,0

115

2, 0-2,5

1,5

1,5

1,5-2,0

1, 5-2,0

1,5

2,0

2,О-.3,0

2,0-3,0

3,0

3i0

100

1,0

0,05

0,03

0,03

0,05

0,05

0,04

0,04

0iО3

0 03

0,04

3,0-4,0

1,5

1,0

1,5

1,5

1,О

1,5

3,0

3 0-4,0 110

3,0

2,0 90

115

1,5-2,0

1,5-2, О

1,0

1,0

2,0

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

1i0-115

1,0-1,5

1,5-2,0

1,5-2,0

2, О -3Ä0

1,0

fi0

1,5

1,25

1,5

1,0

1,0

1,5

1,25

115

110

° 100

П р имеча

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

1,00

1,00

1,00

1i00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,25

1 ° 25

1,25

1,25

1,00

1,00

1,125

1, 125

1,125

1, t25

1,125 н и е. Содержание воды в составах до 100 мас.X.

0,019

0,021

О, 024

О, 025

О, 021

О, 022

О, 023

0,022

0,021

0,022

0,024

0,026

О, 014

0,016

О, 017

О, 016

О, 015

0,017

О, 018

0,016

О, 022

О, 020

О, 023

0,021

О, 017

О, 016

О, 018

О, 017

0,022

О, 023

О, 022

1661370 л ф О

«л « м со

CV е» л со л е л

0 СЧ Ch «

««СЧ е»

00 чо О ° ° м

«

С Ъ е

М О С1 д о о а

СЧ c i

-э я

СЧ м

0Ъ ° о э

1ГЪ е»

D е о о о о о е

« м сСЪ В О л М е о о

m D е о м сч л

° »

CV С Ъ D

Ю л ф м ф «м О сО л

° — C0l СЧ

СЧ е» а а СЧ е еф Ф

° л е с

10 ф ф ССЪ

СЧ л

СО о

О\ Л л е!

= (о

Ch

М е

Ю

° ° м

° С Ъ о

СЧ М °

СЧ ССЪ ф ССЪ еО С с

««а ««

С Ъ М CV . ф Ю

С4 е» ° М °

0О

«« о л е ф

СЧ

« л сЧ м о о

«« о о

ССЪ о о о

««« о о о

Ю о

И)

ССЪ

СЧ

sn

СЧ

СЪ ССЪ

«

° е»

« е е» е

С4 СЧ СЧ

CV

ССЪ

««

° е

«« е ° о

ы с4

Р

О йСЧ

v Х

О1

С0«»

ыо

О

Ц

О

v о о о

»ф е» ° е» М

СЧ е» е» е

le е» Ch СО

«««««

01 М «» C C0

М М СЧ CV C× е

D о о о о о

° » ч» о

ССЪ О