Способ получения смеси для тампонирования зон поглощений в буровых скважинах

 

Сущность изобретения: перемешивают до однородной массы глинистый раствор с гидролизованным полиакрилнитрилом при их соотношении 3:1. Обезвоживают полученную массу путем высушивания при температуре 100-105°С. Дробят в мельнице до размера частиц 0,3-0,6 мм. Вводят полученный наполнитель в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15-30% от массы глинистого бурового раствора. 4 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1756538 А1 (505 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6 Ищ@„ -„,;,,"

1» « р» - .Ь бг (Д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к области борьбы с осложнениями, в частности к способам получения тампонирующих смесей для изоляции зон поглощений при бурении скважин. (21) 4842896/03 (22) 21.06.90 (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Татарский госуда рствен н ы и научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Н.И.Рылов и Г.И.Захарова (56) Тематический научно-технический обзор "Эффективность применения тампо нажных паст для ликвидации зон поглощений", ВЙИИОЭН1Г, серия "Бурения". 1974, с. 16 — 18.

Авторское свидетельство СССР . ¹ 382806, кл. Е 21 В 33/138, 1973.

Известен способ получения тампонажной пасты для изоляции поглощающего пласта, заключающийся в смешении одного объема раствора полиакриламида. с тремя объемами минерализованного глинистого раствора. Недостатком данного способа является необходимость точной дозировки соотношений компонентов, что затруднено в условиях буровой. При уменьшении дозировки полиакриламида последний размывается буровым раствором, при увеличении соотношения полиэкриламида по отношению к глинистой суспензии происходит полная коагуляция полиакриламида и образуется вязкая непрокачиваемая паста, которую невозможно продавить в пласт, Кроме того, полученная паста имеет низкие показатели механических свойств (прочно, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ

ТАМПОНИРОВАНИЯ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ

В БУРОВЫХ СКВАЖИНАХ (57) Сущность изобретения: перемешивают до однородной массы глинистый раствор с гидролизованным полиакрилнитрилом при их соотношении 3:1. Обезвоживают полученную массу путем высушивания при температуре 100 — 105 С. Дробят в мельнице до размера частиц 0,3 — 0,6 мм, Вводят полученный наполнитель в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15-30% от массы глинистого бурового раствора. 4 табл. сть 1,5 сПа) и низкую способность к закреплению в поглощающих пластах, Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ получения смеси для тампонирования зон поглощений, заключающийся в roM, что глинистый раствор, приготовленный на 715% водном растворе поливалентного металла, смешивают с 10% водным раствором гидролизованного полиакрилнитрила в равных объемах, Недостатком данного способа является то, что при смешении указанных компонентов происходит мгновенное образование высоковязкой упругой массы в бурильных трубах, Продавливание этой массы в пласт вызывает ряд технологических трудностей, а именно необходимость создавать для закачки смеси высокое давление, Кроме того, полученные пасты обладают низкими прочностными свойствами (прочность 1,85 сПа) и низкой способностью к закреплению в поглощающих каналах.

1756538

Целью изобретения является повышение качества смеси за счет воэможности регулирования параметров набухания с одновременным улучшением экологии, Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим перемешивание глинистого раствора с гидролиэованнным полиакрилнитрилом.

Перемешивание до однородной массы осуществляют при соотношении глинистого раствора с гидролизованным полиакрилнитрилом 3:1, полученную однородную массу обращают в твердый наполнитель с размером частиц 0,3 — 6,0 мм, с последующим его вводом в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15 — 30% от массы глинистого бурового раствора.

В предлагаемом способе получения смеси для тампонирования зон поглощений обработанный полимером глинистый раствор обращают в твердый наполнитель, RQсле чего вводится в любой раствор, используемый для изоляции и обладающий регулируемой фильтроотдачей, Полученный наполнитель lj зависимости от размера частиц обладает регулируемым временем набуханин; что позволяет закачать его в зону поглощения без осложнений, Попадая в поры и трещины поглощаемого пласта, материал, разбухая и увеличиваясь в объеме, образует непроницаемую упругую массу.

Осуществление способа приготовления смеси проводилось в лабораторных условиях в следующей последовательности.

В глинистый буровой раствор плотностью 1230 кг/м; условной вязкостью 28 с; з, водоотдачей 8 см /30 мин; статическим напряжением сдвига через 1 мин — 16 дПа;

10 мин — 24 дПа был введен гидролизованный полиакрилнитрил (гипан) из расчета 1 весовая часть полимера, 3 весовых части твердой фазы, т.е. глины, в растворе, В данном случае в растворе с плотностью 1230.кг/м в 1000 мл раствора содержится 370 г глины, следовательно, на 1 л раствора ввели 123 г полимера. Соотношение глины и полимера обосновано тем, что увеличение количества полимера не влияет на прочностные свойства конечного продукта, а уменьшение расхода полимера снижает их (табл.1).

После перемешивания полученную массу обезвоживали путем высушивания при температуре 100 — 105 С и дробили на фрезерной мельнице, Зависимость прочностных свойств сухого наполнителя от соотношения глины в растворе и полимера приведена в табл.1.

В результате дробления получается мелкозернистая масса, которая в зависимости от размера частиц обладает различным временем набухания (табл.2), Зависимость времени набухания от размера частиц приведена в табл.2.

5 Полученную мелкозернистую массу ввели в отработанный буровой раствор в количестве 15 — 307; (табл.3) от массы самого раствора. Количество вводимого наполнителя 30 Д обусловлено тем, что при повыше10 нии содержания наполнителя получается труднопрокачиваемая масса с растекаемостью по конусу АзНИИ 14 см, что исключает использование цементировочного агрегата для закачки смеси в зону поглощейия, т.к.

15 минимальная растекаемость, при которой агрегат способен перекачивать раствор, равна 14 см. При снижении наполнителя менее 15% получается ниэковязкий раствор, что приведет к уходу раствора вглубь

20 пласта (табл,3).

Зависимость вязкости смеси от содержания наполнителя в растворе приведена в табл.3, Затем были замерены прочностные

25 свойства полученного наполнителя в зависимости от процесса увлажнения (табл.4).

Зависимость прочностных свойств от величины набухания приведена в табл.4.

Лабораторные исследования показали

30 возможности получения смеси с регулируемым временем подвижности и достаточными прочностными свойствами.

В промысловых условиях способ осуществляли в следующей последовательности, 35 Характеристика скважины;

Глубина залегания поглощающего пласта, м 1350

Мощность поглощающего пласта, м 4

40 Интенсивность поглощения, M /час 55

Интервал установления пакера, м 1300

Тип коллектора порово-трещиноватый

45 Для изоляции зоны поглощения был взят буровой глинистый раствор плотностью 1230 кг/м; слоеной вязкостью 28 с;

3, водоотдачей 8 см /30 мин; статическим напряжением сдвига через 1 мин — 16, 50 10 мин — 24 дПа.

В глинистый раствор был введен с помощью цементировочного агрегата полимер в количестве: 1 весовая часть

55 полимера и 3 весовых части твердой фазы в растворе. В данном случае при плотности t230 кг/м в 1 м раствора содержится з з

370 кг глинистой составляющей, следовательно, на 1 м раствора ввели 123 кг

3 полимера.

1756538

Таблица 1

Таблица 2

В качестве полимера был использован гидролизованный полиакрилнитрил марки

"Сайпан", После перемешивания полученную массу обезвоживали путем высушивания при

100-105 С и дробили на фрезерной мельнице, В результате дробления получили мелкозернистую массу, которую ввели в буровой раствор в количестве 30 . Полученная смесь имела плотность 1320 кг/м; условную вязкость 45 с; водоотдачу

8 см /30 мин, Для изоляции зоны поглощения было использовано 10 м бурового раствора и введено в него 30% мелкозернистой массы.

Полученную смесь через пакер задавили в поглощающий пласт при давлении 50 атм.

После выдержки 1 час произвели опрессовку пласта водой, при этом поглощение составило 2 — 3 м за ч, при давлении 60 атм. з

После чего произвели распакеровку и продолжили процесс бурения без осложнения.

Положительный эффект был достигнут за счет того, что частицы наполнителя, попадая в поры и трещины пласта и заполняя их, в зависимости от содержания водной фазы, увеличиваются в объеме, сохраняя при этом достаточную прочность и вязкость (табл,4), что исключает вымывание их вглубь пласта, чем и объясняется качественная изоляция поглощающего пласта, Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в следующем. Благодаря созданию непроницаемого прочного барьера в поглощающем

5. пласте снижается расход материальных затрат и время проведения изоляции. Кроме того, возможность. использования отработанного бурового глинистого раствора позволяет сохранить экологию окружающей

10 среды.

Формула изобретения

Способ получения смеси для тампонирования зон поглощений в буровых скважи15 нах, включающий перемешивание до однородной массы глинистого раствора с гидролизованным полиакрилнйтрилом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества смеси пфтей обеспечения воз20 можности регулирования параметров набухания с одновременным улучшением экологии, перемешивайие до однородной массы осуществляют при соотношенйи глинистого раствора с гидролизованным поли25 акрилнитрилом 3;1, . полученную однородную массу обращают в твердый наполнитель с размером частиц 0,3 — 6,0 мм с последующим его вводом в отработанный глинистый буровой раствор в количестве

30 15-30 от массы глинистого бурового рас твора, 175653

Таблица 3

Та бл и.ца 4

Составитель Л. Бестужева

Техред М,Моргентал Корректор О. ЮРковецкаЯ

Редактор О. Хрипта

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

Заказ 3071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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