Тампонажный состав

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к тампонажным составам для изоляции зон поглощения при бурении и проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах. Цель изобретения - увеличение времени отверждения тампонажного состава и повышение твердости образующегося полимера. Тампонажный состав содержит следующие компоненты, мас.%: технические лигносульфонаты (в пересчете на сухое вещество) 22 - 30

бихромат натрия 4 - 8

алюмохлорид - продукт, получаемый при отмычке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом, 5 - 10

бентонит 3 - 10

хлоргидрат аминопарафина 0,1 - 1,0

вода остальное. Введение в состав на основе лигносульфоната одновременно бентонита и хлоргидрата аминопарафина усиливает эффект каждого из них по замедлению отверждения состава и по повышению твердости образующегося полимера. Состав готовится смешением водного раствора лигносульфоната и смеси глинистого раствора с хлоргидратом аминопарафина и раствором бихромата натрия в алюмохлориде в заданном соотношении. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАР СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ц(гР л iP jl! 1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 — 10

3 — 10 (21)4731633/03 (22) 28.08.89 (46) 07.08.91. Бюл. М 29 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Д.А.Хисаева, В.А. Блажевич и В.Г,Уметбаев (53) 622.245(088,8) (56) Серенко И.А. и др. Повторное цементирование при строительстве и эксплуатации скважин. — M. Недра, 1988, с. 67-69.

Авторское свидетельство СССР

М 1588860, кл. Е 21 В ЗЗ/138, 1988, (54) ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к тампонажным составам для изоляции зон поглощения при бурении и проведении ремонтно-изоляционных работ. в скважинах.

Цель изобретения — увеличение времени отверждения тампонажного состава и повыИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к тампонажным составам для изоляции зон поглощения при бурении и проведении ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважинах.

Целью изобретения является увеличение времени отверждения тампонажного состава и повышение твердости образующегося полимера, Сущность изобретения заключается в том, что в известный тампонажный состав, содержащий техн ические ли гносул ьфонаты (ЛСТ), бихромат натрия, алюмохлорид продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной!

Ж, 1668634 А1 шение твердости образующегося полимера, Тампонажный состав содержит следующие компоненты, мас, 7ь: технические лигносульфонаты (в пересчете на сухое вещество) 2230; бихромат натрия 4 — 8; алюмохлорид— продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом, 5-10; бентонит 3 — 10; хлоргидрат аминопарафина 0,1 — 1,0; вода остальное. Введение в состав на основе лигносульфоната одновременно бентонита и хлоргидрата аминопарафина усиливает эффект каждого из них пь замедлению отверждения состава и по повышению твердости образующегося полимера. Состав готовится смешением водного раствора лигносульфоната и смеси глинистого раствора с хлоргидратом аминопарафина и раствором бихромата натрия s алюмохлориде в заданном соотношении, 1 табл. массы в процессе алкилирования бенэола пропиленом, и воду, дополнительно вводят бентонит и хлоргидрат аминопарафина при следующем соотношении компонентов, мас. :

ЛСТ (в пересчете на сухое вещество) 22-30

Бихромат натрия 4 — 8

Алюмохлорид — продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бенэола пропиленом

Бентонит

1668634

Хлоргидрат аминопа% ° рафина формулы

С1ьНз1ИНр HCI 0,1 — 1,0

Вода Остальное

ЛСТ являются побочным продуктом целлюлозно-бумажного производства, представляющим собой кальциевые, натриевые, аммониевые или кальциево-натриевые соли лигносульфоновых кислот, ЛСТ выпускают в виде жидкого или твердо- 1 го продукта;

Наиболее подходящими для использования при приготовлении тампонажного состава являются жидкие ЛСТ марок А и В и твердые ЛСТ марки T. ЛСТ жидкие марки А характеризуются улучшенными связующими свойствами, ЛСТ жидкие марки В являются продуктом общего назначения, Жидкие ЛСТ представляют собой жидкость темно-коричневого цвета с 47,0 мас,,4 марки А, и 50,0 мас. $,марки В, Плотность

ЛСТ указанных марок при 20 С соответственно равна 1,23 и 1,24 г/см . Твердые ЛСТ з марки Т представляют собой тонкодисперсный порошок светло-коричневого цвета с не менее 76,0 мас.ф, сухих веществ, рН

20; .-ного раствора ЛСТ марки А равно не менее 4,4; марки В и Т вЂ” не менее 4,5.

Технический бихромат натрия МарСгр07 выпускают в виде неслеживающихся кристаллов и гранул от светло-желтого до темно-красного цвета.

Алюмохлорид — продукт. получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом является отходом производства изопропилбензола.

Алюмохлорид представляет собой жидкость светло-желтого или серого цвета с зеленовытым оттенком плотностью 1,181—

1,247 г/см с содержанием основного вещества в пересчете на А!С!з в пределах 200300 г/л. Алюмохлорид обладает кислотными свойствами: рН товарного раствора алюмохло рида 0,8-2,0.

Хлоргидрат аминопарафина (коллектор

АНП-2M) — продукт, получаемый из парафина нефтяного происхождения, улучшенного качества и применяемый в нефтедобывающей промышленности. Эмпирическая формула С1ьНз ИН НО, Коллектор АНП-2М представляет собой жидкость темно-коз ричневого цвета плотностью 0,9 — 1,0 г/см .

Аминное число не менее 11,5, в 100 г воды

1 r коллектора АНП-2М растворяется без заметной мути.

Для приготовления тампонажного состава используют пресный неутяжеленный

3 глинистый раствор плотностью 1,35 r/ñì с содержанием бентонита 42,13 мас.$.

Проведенными лабораторными исследованиями установлено, что введение в тампонажный раствор бентонита и коллектора АНП-2М приводит к увеличению вре5 мени его отверждения и повышению прочностных свойств образующегося полимера.

В таблице приведены результаты экспериментальной проверки состава при темпе0 ратуре 26 С.

Исследования проводили по следующей методике, Пробы состава готовили в стеклянных или фарфоровых стаканчиках и помещали в

15 термостат с заданной температурой.

Вначале готовили растворы АНП-2М в глинистом растворе и бихромата натрия в алюмохлориде, которые смешивали между собой и полученную смесь вводили в вод20 ный раствор ЛСТ. Время отверждения состава оценивали визуально. Твердость образовавшегося полимера оценивали с помощью прибора, предназначенного для измерения твердости резины по Шору, по25 сле суточного хранения полученного полимера в термостате.

Изменение времени отверждения тампонажного состава на основе ЛСТ и твердости образующегося полимера в зави30 симости от массовой доли бентонита и коллектора АПН-2М представлено в таблице.

Результаты экспериментов показывают, что введение в тампонажный состав на основе ЛСТ 3 — 10 мас,7; бентонита и

35 0,1 — 1,0 мас. / коллектора АНП-2М обеспечивает увеличение времени отверждения состава по сравнению с известным в 2,5 — 3,5 раза (не менее 30 мин) и повышение твердости образующегося полимера в 1,5 — 1,8

40 раза. При этом введение каждого изуказанных реагентов, порознь не обеспечивает достижение поставленной цели во всем диапазоне рецептур состава.

Так, при введении одного бентонита в

45 неразбавленные составы на основе ЛСТ (верхний предел содержания основного вещества — ЛСТ) приводит к увеличению времени отверждения состава и к повышению твердости получаемого полимера даже при

50 минимальной величине добавки бентонита.

Однако, по мере разбавления состава (снижение содержания ЛСТ), введение одного бентонита приводит к увеличению времени отверждения состава, в то время, как твер55 дость образующегося полимера не изменяется даже при введении максимального количества бентонита.

В свою очередь, введение в состав одного коллектора АНП-2М приводит к незначительному изменению величины времени

1668634 его отверждения, Во всех случаях введение в состав на основе ЛСТ одновременно бентонита и коллектора АНП-2М фиксирует усиление эффекта каждого из них и по замедлению отверждения и по повышению твердости.

Пределы возможного изменения содержания компонентов в данном тампонажном составе определены по результатам выполненных исследований, исходя из условий применения состава в скважинах;

Верхний предел ЛСТ обусловлен возможностью прокачивания водного раствора ЛСТ и готового состава насосами цементировочных агрегатов, нижний — качеством образующегося из состава полимера (образующийся полимер из состава с меньшим содержанием ЛСТ характеризуется низкой твердостью — в два и более раэ меньшей, чем у полимера данного состава), Нижний предел бихромата натрия обусловлен пороговым значением содержания бихромата натрия, при котором образуется твердый полимер (из состава с более низким содержанием бихромата натрия образуется густая неотверждающаяся масса), верхний — приемлемой величиной минимального времени отверждения состава (состав с более высоким содержанием бихромата натрия характеризуется величиной времени отверждения, исключающей его практическое испол ьзование — невозможность закачки состава в необходимых объемах).

Нижний предел алюмохлорида обусловлен пороговым значением содержания алюмохлорида, ниже которого образующийся полимер характеризуется низкой твердостью (в 2,5 и более раза меньшей, чем у примера из данного состава), верхний — качеством образующегося полимера (увеличение содержания в составе алюмохлорида приводит к дополнительномиу раэбавлению состава со снижением содержания в нем ЛСТ).

Нижний предел бентонита обусловлен пороговым значением содержания в составе бентонита, при котором достигается необходимое время отверждения полимера (30 мин); верхний — качеством образующегося полимера (при большем содержании в составе бентонита образующийся полимер характеризуется хрупкостью), Нижний предел коллектора АНП-2М обусловлен пороговым значением содержания в составе коллектора АНП-2М, при котором начинает повышаться твердость образующегося полимера, верхний — значением содержания коллектора АНП-2М, за пределами которого состав не отверждается, Тампонажный состав на основе ЛСТ применяют при проведении РИР в скважи5 нах, осложненных наличием поглощений и связанных с закачкой больших объемов тампонажного состава для изоляции зон поглощений, вторичного цементирования кондукторов, восстановления герметично10 сти и вторичного цементирования обсадных колонн, закупоривания в продуктивных пластах трещин особо больших размеров и т.д.

Тампонажный состав готовят с помощью двух агрегатов ЦА-320М путем раэ15 дельного одновременного закачивания в

НКТ через тройник(штуцер) водного раствора ЛСТ и смеси глинистого раствора с коллектором АНП-2М и раствором бихромата натрия в алюмохлориде в заданном соотно20 шении.

Смесь глинистого раствора с раствором бихромата натрия и коллектором АНП-2М готовят в мерной емкости одного из агрегатов ЦА-320 путем равномерного введения

25 раствора бихромата натрия и коллектора

АНП-2М в циркулирующий глинистый раствор и перемешивания их в течение 2 циклов циркуляции.

Раствор бихромата натрия в алюмохло30 риде готовят порциями в чанке (при необходимости в двух чанках) одног, иэ агрегатов

ЦА-320М. Расчетное количество алюмохлорида (в объеме чанка) заливают в чанок и в процессе перемешивания лопатой

35 (вручную) в него вводят заданное количество бихромата натрия. Перемешивание продолжают до полного растворения бихромата, после чего готовую порцию раствора перекачивают в мерную емкость агрегата, 40 Водный раствор ЛСТ заданной плотности доставляют к скважине в автоцистерне.

Формула изобретения

Тампонажный состав, содержащий технические лигносульфонаты, бихромат на45 трия, алюмохлорид — продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом, и воду, отличающийся тем, что, с целью

50 увеличения времени отверждения тампонажного состава и повышения твердости образующегося полимера, он дополнительно содержит бентонит и хлоргидрат аминопарафина при следующем соотношении

55 компонентов, мас. :

Технические лигносульфонаты (в пересчете на сухое вещество) 22-30

Бихромат натрия 4-8

Алюмохлорид — продукт, 1668634

5 — 10

3 — 10 получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе . алкилирования бензола пропиленом

Бентонит

Хлоргидрат аминопарафина

5 Вода

0,1 — 1,0

Остальное

Извеетный

46

42 ьо 11

60,5 13

61 11! о о

7,5 О

5 0

22

26 зо

Составитель Л.Бестужева

Техред M,Моргентал .КорректорО.Кравцова

Редактор О,Хрипта

Заказ 2638 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101! гг г 22

3 22

4 22

5 22 ь 22

7 26

8 26

9 26 !

î зо зо

12 30 з эо

14 30 !

5 30 !

Ь 30 гг

18 22

19 26

20 26 г! 30 гг зо

8

8

4

6

4

4

8

4

S е

6

4! о ! о ! о

1О

5 !

î

7,5

7,5

7,5

5

5 ! о

5

5 ! о

1О

7,5

7,5

11

10 з

l0

1О

6,5

1О з

10 э з

11

1О о

6,5 о з о

1,1

0,08

1,0

0,1

1,О

1,О о,ь

1,О

0,1 о,!

1,О о,! О, l п,!

l,i

О,О8 о

1,О о

0,6 о

О,l

47,9

57,92

49

56,9

54,0

53

53,4

56,5

50,4

57,9

57,О

50,9

52,9

53,9

48,9

58,92

59

54,0

59,9

58,0

60,9

56

13 зь

38

37 зз зз

38

36

38

34

34

59

4О

21

38

23 гз зг

43

7О

74

69

69

72

7О

74

72

76

75 го

45 ьз

68

52