Незамерзающий тампон для низкотемпературных скважин

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к веществам, используемым для крепления нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин в разрезе многолетнемерзлых пород. Техническим результатом является повышение сжимаемости и снижение эффективности теплопроводности тампона. Незамерзающий тампон для низкотемпературных скважин, включающий бентонитовый глинопорошок, углеводородную жидкость и поверхностно-активное вещество (ПАВ) содержит углеводородную жидкость, модифицированную ПАВ, и дополнительно - вспученный вермикулитовый песок при следующем соотношении компонентов мас.%: бентонитовый глинопорошок 45-55, вспученный вермикулитовый песок 3-5, углеводородная жидкость, модифицированная ПАВ остальное. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к материалам, используемым для крепления нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин в разрезе многолетнемерзлых пород.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является незамерзающий тампон, включающий бентонитовый глинопорошок, углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество ПАВ, смазывающую добавку, хлорид натрия или кальция и воду /1/.

К недостаткам указанного незамерзающего тампона относится низкая сжимаемость и высокая эффективная теплопроводность тампона, что не обеспечивает, с одной стороны, возможность компенсации сминающих давлений, возникающих при обратном промерзании водосодержащих масс, с другой - эффективную пассивную защиту многолетнемерзлых пород от протаивания в процессе эксплуатации скважин.

При создании изобретения решалась задача повышения сжимаемости и снижения теплопроводности тампона.

Решение указанной задачи достигается тем, что незамерзающий тампон для низкотемпературных скважин, включающий бентонитовый глинопорошок, углеводородную жидкость и поверхностно-активное вещество ПАВ, содержит углеводородную жидкость, модифицированную ПАВ, и дополнительно - вспученный вермикулитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бентонитовый глинопорошок - 45-55 Вспученный вермикулитовый песок - 3 -5 Углеводородная жидкость, модифицированная ПАВ - Остальное Вспученный вермикулитовый песок выпускается по ГОСТ 12865-67 различных марок и фракций. Является продуктом термической обработки сложного алюмосиликата, образовавшегося в результате гидротермальных изменений флогопита (K₂O·6MgO·AI₂O₃· 6SiO₂·2H₂O) и биотита (K₂O·6MgFeO·6SiO₂·2H₂O). Средний химсостав (мас.%): Al₂O₃ 8 - 11; Fe₂O₃ 8 - 13; CaO 0,5- 1,4; MgO 21 - 24; R₂O 7-13.

Приготовление незамерзающего тампона для низкотемпературных скважин в условиях буровой сводится к следующему. В приемный бункер шнекового транспортера цементосмесительной машины СМН-20 поочередно подаются, например, 500 кг бентонитового глинопорошка и 40 кг вспученного вермикулитового песка. Затем осуществляется 2-3-х разовая "перетарка" из одной смесительной машины в другую до получения однородной смеси. Приготовление дисперсионной среды осуществляется с помощью цементировочных агрегатов ЦА-420 путем заполнения мерных емкостей углеводородной жидкостью (нефть или дизтопливо) с последующим растворением в ней ПАВ (креозол или НЧК до 5 мас.%) по круговой циркуляции. Затворение смеси производится традиционным способом с использованием различных смесительных устройств и технологических емкостей.

Были приготовлены 4 состава известного незамерзающего тампона для низкотемпературных скважин, включающего бентонитовый глинопорошок, углеводородную жидкость (нефть и дизтопливо), поверхностно-активное вещество ПАВ (креозол и НЧК), смазывающую добавку (САБ) и хлорид натрия, а также 12 составов незамерзающего тампона для низкотемпературных скважин согласно изобретению с граничным и средним содержанием компонентов.

Приготовление образцов незамерзающего тампона осуществлялось в лабораторной мешалке со скоростью 1500 об/мин. Сжимаемость образцов оценивали коэффициентом ΔV/V в % при нагружении штока поршня давлением в 0,5 МПа (ΔV - уменьшение объема при нагружении, в см³; V - первоначальный объем, в см³). Эффективный коэффициент теплопроводности определяли как расчетным методом (по ф-ле А.Ф. Чудновского), так и методом двух температурно-временных интервалов.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый незамерзающий тампон для низкотемпературных скважин с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный, а именно: в среднем коэффициент сжимаемости повысился на 15%, а эффективный коэффициент теплопроводности снизился в 2,6 раза.

Источники информации 1. Патент РФ N 2067156, E 21 B 33/138, 1996, -13 с.

Формула изобретения

Незамерзающий тампон для низкотемпературных скважин, включающий бентонитовый глинопорошок, углеводородную жидкость и поверхностно-активное вещество (ПАВ), отличающийся тем, что он содержит углеводородную жидкость, модифицированную ПАВ, и дополнительно - вспученный вермикулитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бентонитовый глинопорошок - 45 - 55 Вспученный вермикулитовый песок - 3 - 5 Углеводородная жидкость, модифицированная ПАВ - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1