Ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ (варианты)

Авторы патента:

C09K8/467 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2751523:

Общество с ограниченной ответственностью «Миррико» (RU)

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - повышение прочностных характеристик тампонажного состава, облегчение тампонажного состава. Ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ для изоляции зон водогазопроявления при проведении бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин по первому варианту содержит, мас.%: оксид магния 16,40-32,22; хлорид магния 12,91-32,22; гипсовое вяжущее 2,07-25,12; семиводный сульфат магния 0,92-1,27; гексаметафосфат натрия 0,10-2,62; хлорид железа 0,09-0,30 и/или сульфат марганца 0,70-3,36; фибру 1,73-5,44; воду - остальное. Ремонтно-изоляционный тампонажный состав по второму варианту содержит, мас.%: оксид магния 16,40-33,27; хлорид магния 12,91-32,22; гипсовое вяжущее 0,6-2,07; гексаметафосфат натрия 0,10-2,62; упрочняющую добавку 5,21-10,32; семиводный сульфат магния 0,48-1,27; воду - остальное; микросферы 13,44-22,76 сверх 100%. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 16 пр.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к ремонтно-изоляционным тампонажным составам на основе магнезиальных вяжущих веществ и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности при бурении и ремонте нефтяных, газовых и водных скважин с целью ликвидации поглощений промывочной жидкости, ремонтно-изоляционных работах (далее – РИР) с целью ликвидации водопротоков, а также при цементировании межколонного пространства обсадных колонн.

Уровень техники

Известен ремонтно-изоляционный тампонажный состав, содержащий, мас.%: оксид магния - 36,76-34,91, семиводный сульфат магния - 0,37-0,33, гексаметафосфат натрия - 3,7-0,1, нитрилотриметилфосфоновая кислота - 1,7-0,1, хлорид магния - 33,09-31,42, карбонат цинка и/или сульфат марганца - 3,68-3,49, вода – остальное (патент РФ №2630824, опубликован 13.09.2017, далее по тексту – «прототип 1»).

Недостатком указанного состава являются длительные сроки загустевания системы при низких пластовых температурах, а также низкие прочностные характеристики при высоких пластовых температурах, что делает невозможным их применение на верхних интервалах, из-за коротких сроков доставки материала до зоны поглощения.

Наиболее близким аналогом патентуемого решения является ремонтно-изоляционный, тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ "QUICK-STONE" (патент РФ №2563466,опубликован 20.09.2015, далее по тексту – «прототип 2»).

Известное решение обеспечивает контролируемость и прогнозируемость времени схватывания тампонажного камня, с точностью до минуты, в различных баротермальных условиях от минусовых (минус 5°C) температур до 180°C; предотвращение потерь прочностных характеристик во время пребывания материала в условиях обводненности, обеспечение седиментационной устойчивости раствора невозможно регулировать реологические свойства состава, то есть, не представляется возможным загустить состав для его удержания в зоне поглощения без потери прочностных свойств. Другими недостатками указанного состава являются низкие прочностные характеристики при низких пластовых температурах, невозможность регулирования прочностных характеристик состава, а также седиментационная неустойчивость при использовании кольматантов, утяжелителей или облегчающих добавок. Также недостатком данного состава является невозможность приравнять плотность состава к плотностям применяемых при бурении буровых растворов.

Раскрытие изобретения

В одном аспекте изобретения раскрыт ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ для изоляции зон водогазопроявления при проведении бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин содержащий оксид магния, хлорид магния, гипсовое вяжущее, гексаметафосфат натрия, хлорид железа и/или сульфат марганца, фибру, а также воду при следующем содержании компонентов, мас.%:

Оксид магния 16,40-32,22;

Хлорид магния 12,91-32,22;

Гипсовое вяжущее 2,07-25,12;

Гексаметафосфат натрия 0,10-2,62;

Хлорид железа 0,09-0,30 и/или сульфат марганца 0,70-3,36;

Фибра 1,73-5,44;

Семиводный сульфат магния от 0,92 до 1,27 мас. %;

Вода остальное.

В дополнительных аспектах раскрыто, что фибра представляет собой смесь или один из следующих компонентов: базальтовая фибра, люрексная фибра, стальная фибра, флексабитая фибра, кордная фибра, шелковая фибра, стекловолоконная фибра, полипропиленая фибра, нейлоновая фибра, дедероновая фибра, дакроновая фибра, вискозная фибра, капроновая фибра, парарамидная фибра или комбинированная нить на их основе с длиной волокна от 1 до 50 мм; дополнительно содержится нитрилотриметилфосфоновая кислота от 0,01 до 1,57 мас.% сверх 100%; дополнительно содержится карбонат цинка от 2,31 до 3,09 мас.% сверх 100%; дополнительно содержатся стеклянные или алюмосиликатные микросферы от 0,01 до 7,44 мас.% сверх 100%; дополнительно содержится барит и/или тетраоксид марганца от 0,01 до 19,16 мас.% сверх 100%.

В другом аспекте раскрыт ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ для изоляции зон водогазопроявления при проведении бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин, содержащий оксид магния, хлорид магния, гипсовое вяжущее. гексаметафосфат натрия, упрочняющую добавку, семиводный сульфат магния, микросферы, а также воду при следующем содержании компонентов, мас.%:

Оксид магния 16,40-33,27;

Хлорид магния 12,91-32,22; Гипсовое вяжущее 0,6-2,07;

Гексаметафосфат натрия 0,10-2,62;

Упрочняющая добавка 5,21-10,32;

Семиводный сульфат магний 0,48-1,27;

Микросферы 13,44-22,76, сверх 100%

Вода остальное.

В дополнительных аспектах раскрыто, что упрочняющая добавка представляет собой хлорид железа, или сульфат марганца, или фибру, или их комбинацию; дополнительно содержится гипс в количестве от 0,6 до 2,07 мас.%; микросферы представляют собой стеклянные или алюмосиликатные микросферы.

Основными задачами являются создание прочного тампонажного состава, который можно использовать в широком диапазоне внешних условий.

Техническим результатом патентуемого изобретения является получение тампонажного состава с повышенными прочностными характеристиками, а также облегченного тампонажного состава с повышенными прочностными характеристиками.

Сущность решения заключается в том, что заявленный состав, содержащий оксид магния, хлорид магния, гипсовое вяжущее, гексаметафосфат натрия, хлорид железа и/или сульфат марганца, фибру, а также воду при заданном содержании компонентов, обеспечивает повышенную прочность в широком диапазоне внешних условий.

Осуществление изобретения

В базовом варианте осуществления ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ содержит оксид магния - 16,40-32,22 мас.%, хлорид магния - 12,91-32,22 мас.%, гипсовое вяжущее - 2,07-25,12 мас.%, гексаметафосфат натрия - 0,10-2,62 мас.%, хлорид железа - 0,09-0,30 мас.% и/или сульфат марганца - 0,70-3,36 мас.%, фибру - 1,73-5,44 мас.%, семиводный сульфат магния от 0,92 до 1,27 мас.%; воду - остальное. Такой состав обеспечивает повышенные прочностные характеристики заявленного тампонажного состава.

Так же возможно использование дополнительных упрочняющих добавок. Упрочняющая добавка представляет собой смесь или один из следующих компонентов: стальная фибра, флексабитая фибра, кордная фибра, шелковая фибра, стекловолоконная фибра, полипропиленая фибра, нейлоновая фибра, дедероновая фибр, дакроновая фибра, вискозная фибра, капроновая фибра, парарамидная фибра или комбинированная нить на их основе с длиной волокна от 1 до 50 мм.

Использование реагента Гипсового вяжущего позволяет применять состав в условиях низких положительных пластовых температур, за счёт двойного пика схватывания системы при этих температурах. Хлорид железа повышает гидрофобизирующие и фильтрационные свойства состава и является упрочняющей добавкой при высоких пластовых температурах. Алюмосиликатные и стеклянные микросферы c повышенной прочностью на сжатие и истинной плотностью 0,40 – 0,45 г/см³являются облегчающими добавками и позволяют дополнительно снизить плотность состава при сохранении высокой проникающей способности. Барит, или тетраоксид марганца является утяжеляющей добавкой и служит для регулирования плотности состава. Использование различных типов фибры повышает прочность состава, а комплексное использование вышеописанных добавок позволяет увеличить прочностные свойства состава до 20%.

Для приготовления тампонажного состава для изоляции зон поглощений используют следующие ингредиенты:

1. Оксид магния (MgO) по ГОСТ 4526-75 «Реактивы. Магний оксид. Технические условия» (с процентным содержанием оксида магния не менее 97%), представляющий собой белый порошок, почти нерастворимый в воде, хорошо растворимый в кислотах. Является твердой фазой структуры заявленного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ и обеспечивает увеличение его прочностных характеристик после затвердевания.

2. Семиводный сульфат магния (MgSO₄*7H₂O) по ГОСТ 4523-77 «Реактивы. Магний сернокислый 7-водный. Технические условия» (с процентным содержанием основного вещества не менее 99%), который представляет собой белый кристаллический порошок, растворимый в воде. Является структурообразователем заявленного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ и обеспечивает его водостойкость после затвердевания.

3. Гексаметафосфат натрия (Na₆P₆O₁₈) по ГОСТ 20291-80 «Натрия полифосфат технический. Технические условия» (с процентным содержанием основного вещества в пересчете на Р2О5 не менее 61,5%). Является ингибитором и применяется с целью регулирования сроков схватывания, заявленного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ. Увеличение содержания гексаметафосфата натрия оказывает линейное влияние на сроки схватывания, то есть при увеличении процентного содержания сроки схватывания увеличиваются пропорционально и имеют линейную зависимость.

4. Нитрилотриметилфосфоновая кислота (C₃H₁₂NO₉P₃), например, производства ОАО «Химпром» (Чувашская Республика), по ТУ 2439-347-05763441-2001 (с процентным содержанием основного вещества не менее 90%). Является ингибитором и применяется с целью регулирования сроков схватывания, заявленного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ при высоких температурах внутри скважины. Увеличение в зависимости от температуры внутри скважины содержания нитрилотриметилфосфоновой кислоты оказывает линейное влияние на сроки схватывания, то есть при увеличении процентного содержания сроки схватывания увеличиваются пропорционально и имеют линейную зависимость.

5. Хлорид магния (MgCl_{2 *}6H₂О) по ГОСТ 4209-77 «Реактивы. Магний хлористый 6-водный. Технические условия» (с процентным содержанием основного вещества не менее 97%). Является структурообразователем заявленного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ и улучшает прочностные характеристики тампонажного состава.

6. Карбонат цинка (ZnCO₃), например, производства ООО «Химпромторг» по ТУ 6-09-3676-77 (с процентным содержанием основного вещества не менее 57%). Является добавкой для регулирования реологических свойств состава, применяется для получения седиментационно-устойчивых рецептур.

7. Сульфат марганца (MnSO_4*5H₂О) по ГОСТ 435-77 «Марганец (II) сернокислый 5-водный» (с процентным содержанием основного вещества не менее 99%). Является упрочняющей добавкой при низких пластовых температурах, а также препятствует падению прочности состава в водной среде с течением времени.

8. Хлорид железа (FeCl₃*6H₂О) ГОСТ 4147-74 «Реактивы. Железо (III) хлорид 6-водный. Технические условия» (с процентным содержанием основного вещества не менее 99%). Является упрочняющей добавкой при высоких пластовых температурах, а также препятствует падению прочности состава в водной среде с течением времени.

9. Гипсовое вяжущее (CaSO₄*2H₂О) по ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия» При низких пластовых температурах применения является катализатором (ускорителем) реакции загустевания состава, а также упрочняющей добавкой при этих условиях.

10. Стеклянные микросферы, например, микросферы производства 3M™c повышенной прочностью на сжатие и истинной плотностью 0,20 – 0,29 г/см³. Является облегчающей добавкой.

11. Алюмосиликатные микросферы – например, микросферы производства «АСПМ Групп» c повышенной прочностью на сжатие и истинной плотностью 0,24 – 0,445 г/см³. Является облегчающей добавкой.

12. Базальтовая фибра – например производства ОАО «ПОЛОЦК-СТЕКЛОВОЛОКНО» (ТУ ВУ 300059047.013-2016 изм.1). Является упрочняющей добавкой.

13. Люрексная фибра – например производства ООО «Эм Си Трейдинг» Металлизированная огнестойкая нить способна выдерживать высокие температуры. Данная нить состоит из нескольких переплетенных прутков стальной проволоки, покрытых кевларовой нитью и огнестойкой хлопковой оплеткой. Является упрочняющей добавкой.

14. Барит (BaSO₄) по ГОСТ 4682-84 «Концентрат баритовый. Технические условия» (с процентным содержанием основного вещества не менее 90%). Является утяжеляющей добавкой.

15. Тетраоксид марганца (Mn₃O₄), например, производства компании Kimpe (Франция), представляет собой синтетический гаусманнит, содержащий не менее 67% Mn или 95% Mn₃O₄. Является утяжеляющей добавкой. Кислоторастворимый.

В качестве дополнительных упрочняющих добавок:

16. Стальная фибра – например производства "ТД АрмМикс». Стальная фибра, введённая в состав раствора, один из лучших способов получить очень прочный бетон, это, по сути, металлическое волокно: тонкие отрезки проволоки (анкерная фибра) или металлические пластинки (фрезерованная фибра) специальной конструкции с анкерными отгибами, а точнее – сталефибробетон. Является упрочняющей добавкой.

17. Стекловолоконная фибра - например производства «НЗК». Стекловолоконная фибра состоит из тончайших стеклонитей длиной до 12 мм. Стекловолокно - экологичный материал, не содержащий вредных добавок, не подверженный гниению и коррозии. Растворы с добавкой стеклофибры имеют высокую степень сцепления с любым покрытием. Является упрочняющей добавкой.

В одном из вариантов осуществления, приготовление тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ осуществляется простым перемешиванием при атмосферном давлении и температуре, соответствующей температуре окружающей среды. Сначала в воду добавляется ингибитор, удлиняющий сроки схватывания: гексаметафосфат натрия, и перемешивается в течение 5-20 мин. Далее - хлорид магния и перемешивается в течение 15-60 мин. Далее - сульфат марганца и/или хлорид железа и перемешивается в течение 15-20 мин. Далее – гипсовое вяжущее и перемешивается в течение 5-15 мин. Далее - оксид магния и перемешивается в течение 15-60 мин.

В другом варианте осуществления приготовление тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ осуществляется простым перемешиванием при атмосферном давлении и температуре, соответствующей температуре окружающей среды. Сначала добавляются в воду ингибиторы, удлиняющие сроки схватывания: гексаметафосфат натрия и нитрилотриметилфосфоновую кислоту, и перемешивается в течение 5-20 мин. Далее - хлорид магния и перемешивается в течение 15-60 мин. Далее - сульфат марганца и/или карбонат цинка и/или хлорид железа и перемешивается в течение 15-20 мин. Далее – стеклянные, алюмосиликатные микросферы или барит/тетраоксид марганца и перемешивается в течение 15-30 мин. Далее – гипсовое вяжущее и перемешивается в течение 5-15 мин. Далее вводится фибра и перемешивается в течение 5-15 мин. Далее - оксид магния и перемешивается в течение 15-60 мин. И в завершение - сульфат магния семиводный, перемешивается в течение 15-20 мин.

В другом варианте осуществления приготовление тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ осуществляется простым перемешиванием при атмосферном давлении и температуре, соответствующей температуре окружающей среды. Сначала добавляется в воду ингибитор, удлиняющий сроки схватывания: гексаметафосфат натрия и перемешивается в течение 5-20 мин. Далее - хлорид магния и перемешивается в течение 15-60 мин. Далее - сульфат марганца и/или карбонат цинка и/или хлорид железа и перемешивается в течение 15-20 мин. Далее – стеклянные, алюмосиликатные микросферы и/или барит/тетраоксид марганца и перемешивается в течение 15-30 мин. Далее – гипсовое вяжущее и перемешивается в течение 5-15 мин. Далее вводится фибра и перемешивается в течение 5-15 мин. Далее - оксид магния и перемешивается в течение 15-60 мин. И в завершение - сульфат магния семиводный, перемешивается в течение 15-20 мин.

При смешивании указанных компонентов указанным способом образуется тампонажный состав, который в течение технологически необходимого времени может быть доставлен по трубам в зоны поглощений. В процессе доставки материала происходит рост температуры тампонажного состава, срабатывает катализатор, запускающий основную реакцию загустевания. После срабатывания катализатора тампонажный состав загустевает через 3-12 минут.

Таблица 1. Данные по содержанию компонентов составов из примеров 1-8, а также по параметрам полученных составов.

	Концентрация, массовая доля
Пример №	1	2	3	4	5	6	7	8
Вода	28,49	41,41	32,95	27,75	36,22	37,81	26,14	40,25
Оксид магния	21,5	16,55	18,47	25,7	22,94	22,03	32,22	24,64
Хлорид магния	16,7	13,03	14,11	24,37	22,62	21,73	32,22	24,64
Гипсовое вяжущее	24,5	22,1	24,2	11,17	10,37	9,74	2,8	2,11
Гексаметафосфат натрия	2,25	0,9	0,1	2,62	0,1	1,2	1,3	1,1
Сульфат марганца	3,36	2,8	3,23	1,58	1,01	0,94	1,1	0,71
Хлорид железа(III)	0,29	0,21	0,23	0,27	0,21	0,19	0,3	0,19
Фибра	1,73	2	5,44	5,44	5,44	5,44	3	5,44
Семиводный сульфат магния	1,18	1	1,27	1,1	1,09	0,92	0,92	0,92
Стеклянная микросфера, сверх 100%	-	7,44	-	-	-	-	-	-
Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%	-	-	-	-	7,44	-	-	-
Барит, сверх 100%	-	-	-	-	-	0,01	10	19,16
Тетраоксид марганца, сверх 100%	0,01	-	19,16	-	-	-	-	-
Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%	-	-	-	1,3	0,08	-	1,57	0,01
Карбонат цинка, сверх 100%	3,07	-	-	-	-	-	2,31	3,09
Плотность, г/см³	1,63	1,4	2	1,6	1,4	1,6	1,8	2
Прочность на сжатие, МПа	40	30	45	47	40	45	35	30
Время схватывания состава, мин.	360	120	45	360	55	105	240	40
Температура, °С	15	30	45	55	70	85	100	130

Таблица 2. Данные по содержанию компонентов составов из примеров 9-13 и прототипов, а также по параметрам полученных составов.

	Концентрация, массовая доля
Пример №	9	10	11	12	13	14	15	16
Вода	65,08	35,76	18,04	32,49	63,81	32,18	33,54	32,1
Оксид магния	16,4	32,22	25	16,4	16,4	33,27	32,99	32,99
Хлорид магния	12,91	12,91	32,22	20	12,91	28,06	23,39	23,39
Гипсовое вяжущее	2,07	10	15	25,12	2,07	0,63	0,6	0,6
Семиводный сульфат магния	0,92	1,1	1,1	1,2	0,92	0,5	0,48	0,48
Гексаметафосфат натрия	0,1	2,62	1	2	0,1	0,15	0,1	0,12
Сульфат марганца	0,7	3,36	2	0,7	0,7	2,8	3,23	3,36
Хлорид железа(III)	0,09	0,3	0,2	0,09	0,09	0,21	0,23	0,36
Фибра	1,73	1,73	5,44	2	3	2,2	5,44	6,6
Стеклянная микросфера, сверх 100%	0,01	-	-	7,44	3	-	-	18,32
Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%	-	0,01	7,44	-	4	13,44	22,76	-
Барит, сверх 100%	-	-			-	-	-	-
Тетраоксид марганца, сверх 100%	10	-	-	-	-	-	-	-
Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%	-	-	-	-	-	-	-	-
Карбонат цинка, сверх 100%	2,5	-	-	-	-	-	-	-
Плотность, г/см³	1,7	1,6	1,4	1,4	1,4	1,3	1,2	1,1
Прочность на сжатие, МПа	32	35	35	35	34	25	22	20
Время схватывания состава, мин.	50	360	180	240	50	42	32	37
Температура, °С	90	75	60	20	90	30	20	15

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами, данные по которым приведены в Таблицах 1 и 2.

Пример 1.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая рецептура максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 6 часов при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, работ РИР, ликвидации поглощений, а также для цементирования обсадных колонн.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 28,49%;

Оксид магния: 21,5%;

Хлорид магния: 16,7%;

Гипсовое вяжущее: 24,5%;

Гексаметафосфат натрия: 2,25%;

Сульфат марганца: 3,36%;

Хлорид железа(III): 0,29%;

Фибра: 1,73%;

Семиводный сульфат магния: 1,18%;

Тетраоксид марганца, сверх 100%: 0,01%;

Карбонат цинка, сверх 100%: 3,07%.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 40 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 15°С.

Пример 2.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, седиментационно устойчивая рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 2 часа при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для РИР на скважинах с максимальной приемистостью и ликвидации катастрофических поглощений, а также для цементирования верхних интервалов скважин в зонах вечной мерзлоты.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 41,41%;

Оксид магния: 16,55%;

Хлорид магния: 13,03%;

Гипсовое вяжущее: 22,1%;

Гексаметафосфат натрия: 0,9%;

Сульфат марганца: 2,8%;

Хлорид железа(III): 0,21%;

Фибра: 2%;

Семиводный сульфат магния: 1%;

Стеклянная микросфера, сверх 100%: 7,44%;

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 30 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 30°С. Состав имеет плотность от 1,4 г/см³. Используя тонкостенные стеклянные микросферы c повышенной прочностью на сжатие (8000 psi) и истинной плотностью 0,40 – 0,45 г/см3 достигли показателя удельного веса 1,40 г/см3. Диапазон размеров частиц микросфер 20-29 мкм позволяет составу сохранить высокую проникающую способность при проведении РИР.

Пример 3.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая, утяжеленная рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 45 минут при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, ликвидации поглощений любой интенсивности, также для цементирования скважин с небольшими объемами закачек.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 45 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 45°С. Данная рецептура сохраняет высокие прочностные характеристики, благодаря комплексному применению упрочняющих добавок люрексной фибры, гипсового вяжущего и сульфата марганца семиводного. Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 32,95%;

Оксид магния: 18,47%;

Хлорид магния: 14,11%;

Гипсовое вяжущее: 24,2%;

Гексаметафосфат натрия: 0,1%;

Сульфат марганца: 3,23%;

Хлорид железа(III): 0,23%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 1,27%;

Тетраоксид марганца, сверх 100%: 19,16%;

Пример 4.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 6 часов при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, ликвидации поглощений любой интенсивности, также для цементирования обсадных колонн.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 27,75%;

Оксид магния: 25,7%;

Хлорид магния: 24,37%;

Гипсовое вяжущее: 11,17%;

Гексаметафосфат натрия: 2,62%;

Сульфат марганца: 1,58%;

Хлорид железа(III): 0,27%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 1,1%;

Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%: 1,3%;

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 47 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 55°С. Данная рецептура сохраняет высокие прочностные характеристики, благодаря комплексному применению упрочняющих добавок люрексной фибры, гипсового вяжущего и сульфата марганца семиводного.

Пример 5.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, армированная, седиментационно устойчивая рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 55 минут при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для некоторых работ РИР с максимальной приемистостью и ликвидации катастрофических поглощений.

Рецептура с минимальным содержанием гексаметафосфата натрия (короткое время схватывания при температурах от 50 до 90°С).

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 36,22%;

Оксид магния: 22,94%;

Хлорид магния: 22,62%;

Гипсовое вяжущее: 10,37%;

Гексаметафосфат натрия : 0,1%;

Сульфат марганца: 1,01%;

Хлорид железа(III): 0,21%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 1,09%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 7,44%;

Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%: 0,08%.

Несмотря на наличие в составе облегчающих добавок, данная рецептура сохраняет высокие прочностные характеристики, благодаря комплексному применению упрочняющих добавок базальтовой фибры, гипсового вяжущего и сульфата марганца.

Пример 6.

Цель применения (решаемая проблема) – армированная, седиментационно устойчивая рецептура, с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 105 минут при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, ликвидации поглощений любой интенсивности, а также для цементирования низа обсадной колонны.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 37,81%;

Оксид магния: 22,03%;

Хлорид магния: 21,73%;

Гипсовое вяжущее: 9,74%;

Гексаметафосфат натрия: 1,2%;

Сульфат марганца: 0,94%;

Хлорид железа(III): 0,19%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 0,92%;

Барит, сверх 100%: 0,01%.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует. Не смотря на внесение в состав утяжеляющих добавок, состав обладает высокой прочностью 45 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 85°С, благодаря комплексному влиянию упрочняющих добавок.

Пример 7.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая, утяжеленная рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 4 часа при температуре от 90 до 130°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, работ РИР и ликвидации поглощений с небольшой приемистостью, также для цементирования высокотемпературных скважин.

Рецептура с высоким содержанием нитрилотриметилфосфоновой кислоты (долгое схватывание при температурах от 90 до 130°С).

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 26,14%;

Оксид магния: 32,22%;

Хлорид магния: 32,22%;

Гипсовое вяжущее: 2,8%;

Гексаметафосфат натрия: 1,3%;

Сульфат марганца: 1,1%;

Хлорид железа(III): 0,3%;

Фибра: 3%;

Семиводный сульфат магния: 0,92%;

Барит, сверх 100%: 10%;

Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%: 1,57%;

Карбонат цинка, сверх 100%: 2,31%.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 35 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 100°С.

Пример 8.

Цель применения (решаемая проблема) – утяжеленная, седиментационно устойчивая рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 40 минут при температуре от 90 до 130°С. Данная рецептура применима для некоторых работ РИР с максимальной приемистостью и ликвидации катастрофических поглощений в скважинах с аномально высокими пластовыми давлениями, а также для цементирования низа обсадных колонн газовых скважин.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 40,25%;

Оксид магния: 24,64%;

Хлорид магния: 24,64%;

Гипсовое вяжущее: 2,11%;

Гексаметафосфат натрия: 1,1%;

Сульфат марганца: 0,71%;

Хлорид железа(III): 0,19%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 0,92%;

Барит, сверх 100%: 19,16%;

Нитрилотриметил фосфоновая кислота, сверх 100%: 0,01%;

Карбонат цинка, сверх 100%: 3,09%.

Пример 9.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая рецептура, утяжеленная рецептура, с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 50 минут при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, ликвидации поглощений любой интенсивности, а также для цементирования низа обсадной колонны.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 65,08%;

Оксид магния: 16,4%;

Хлорид магния: 12,91%;

Гипсовое вяжущее: 2,07%;

Гексаметафосфат натрия: 0,1%;

Сульфат марганца: 0,7%;

Хлорид железа(III): 0,09%;

Фибра: 1,73%;

Семиводный сульфат магния: 0,92%;

Стеклянная микросфера, сверх 100%: 0,01%;

Тетраоксид марганца, сверх 100%: 10%;

Карбонат цинка, сверх 100%: 2,5%.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 32 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 90°С.

Пример 10.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая рецептура максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 6 часов при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, работ РИР, ликвидации поглощений, а также для цементирования обсадных колонн.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 35,76%;

Оксид магния: 32,22%;

Хлорид магния: 12,91%;

Гипсовое вяжущее: 10%;

Гексаметафосфат натрия: 2,62%;

Сульфат марганца: 3,36%;

Хлорид железа(III): 0,3%;

Фибра: 1,73%;

Семиводный сульфат магния: 1,1%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 0,01%.

Пример 11.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, седиментационно устойчивая рецептура с максимальными прочностными характеристиками и временем схватывания 3 часа при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для РИР на скважинах с максимальной приемистостью и ликвидации катастрофических поглощений.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 18,04%;

Оксид магния: 25%;

Хлорид магния: 32,22%;

Гипсовое вяжущее: 15%;

Гексаметафосфат натрия: 1%;

Сульфат марганца: 2%;

Хлорид железа(III): 0,2%;

Фибра: 5,44%;

Семиводный сульфат магния: 1,1%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 7,44%.

Пример 12.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая, облегчённая рецептура с высокими прочностными характеристиками и временем схватывания 4 часа при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, работ РИР, ликвидации поглощений, а также для цементирования обсадных колонн.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 32,49%;

Оксид магния: 16,4%;

Хлорид магния: 20%;

Гипсовое вяжущее: 25,12%;

Гексаметафосфат натрия: 2%;

Сульфат марганца: 0,7%;

Хлорид железа(III): 0,09%;

Фибра: 2%;

Семиводный сульфат магния: 1,2%;

Стеклянная микросфера, сверх 100%: 7,44%.

Пример 13.

Цель применения (решаемая проблема) – седиментационно устойчивая, облегчённая рецептура с высокими прочностными характеристиками и временем схватывания 50 минут при температуре от 50 до 90°С. Данная рецептура применима для установки опорных мостов, работ РИР, ликвидации поглощений, а также для цементирования обсадных колонн.

Состав заявленного ремонтно-изоляционного тампонажного состава на основе магнезиальных вяжущих веществ:

Вода: 63,81%;

Оксид магния: 16,4%;

Хлорид магния: 12,91%;

Гипсовое вяжущее: 2,07%;

Гексаметафосфат натрия: 0,1%;

Сульфат марганца: 0,7%;

Хлорид железа(III): 0,09%;

Фибра: 3%;

Семиводный сульфат магния: 0,92%;

Стеклянная микросфера, сверх 100%: 4%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 3%.

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 34 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 90°С.

Пример 14.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, седиментационно устойчивая рецептура с высокими прочностными характеристиками и временем схватывания 42 минуты при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для РИР и ликвидации катастрофических поглощений в верхних интервалах бурения, при плотностях промывочной жидкости 1,10 - 1,30 г/см3

Оксид магния: 33,27%;

Хлорид магния: 28,06%;

Гипсовое вяжущее: 0,63%;

Семиводный сульфат магния: 0,5%;

Гексаметафосфат натрия: 0,15%;

Сульфат марганца: 2,8%;

Хлорид железа(III): 0,21%;

Фибра: 2,2%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 13,44%;

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 25 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 30°С. Состав имеет плотность от 1,30 г/см³. Используя алюмосиликатные микросферы c повышенной прочностью на сжатие и истинной плотностью 0,24 – 0,445 г/см3 достигли показателя удельного веса 1,30 г/см3.

Пример 15.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, седиментационноустойчивая рецептура с высокими прочностными характеристиками и временем схватывания 32 минуты при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для РИР и ликвидации катастрофических поглощений в верхних интервалах бурения, при плотностях промывочных жидкостей 1,10 - 1,30 г/см3

Оксид магния: 32,99%;

Хлорид магния: 23,39%;

Гипсовое вяжущее: 0,6%;

Семиводный сульфат магния: 0,48%;

Гексаметафосфат натрия : 0,1%;

Сульфат марганца: 3,23%;

Хлорид железа(III): 0,23%;

Фибра: 5,44%;

Алюмосиликатная микросфера, сверх 100%: 22,76%;

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 22 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 20°С. Состав имеет плотность от 1,20 г/см³. Используя алюмосиликатные микросферы c повышенной прочностью на сжатие и истинной плотностью 0,24 – 0,445 г/см3 достигли показателя удельного веса 1,20 г/см3.

Пример 16.

Цель применения (решаемая проблема) – облегченная, седиментационноустойчивая рецептура с высокими прочностными характеристиками и временем схватывания 37 минут при температуре от 15 до 50°С. Данная рецептура применима для РИР и ликвидации катастрофических поглощений в верхних интервалах бурения, при плотностях промывочных жидкостей 1,10 - 1,30 г/см3

Оксид магния: 32,99%;

Хлорид магния: 23,39%;

Гипсовое вяжущее: 0,6%;

Семиводный сульфат магния: 0,48%;

Гексаметафосфат натрия : 0,12%;

Сульфат марганца: 3,36%;

Хлорид железа(III): 0,36%;

Фибра: 6,6%;

Стеклянная микросфера, сверх 100%: 18,32%;

Данная рецептура седиментационно устойчива – водоотделение 0 мл, нет расслоения до момента схватывания, осадкообразование отсутствует, обладает высокой прочностью 20 МПа на сжатие после 24 часов выдержки при температуре 15 0С. Состав имеет плотность от 1,10 г/см³. Используя тонкостенные стеклянные микросферы c повышенной прочностью на сжатие (8000 psi) и истинной плотностью 0,20 – 0,29 г/см3 достигли показателя удельного веса 1,10 г/см3. Диапазон размеров частиц микросфер 20-29 мкм позволяет составу сохранить высокую проникающую способность при проведении РИР.

1. Ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ для изоляции зон водогазопроявления при проведении бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин, содержащий оксид магния, хлорид магния, гипсовое вяжущее, семиводный сульфат магния, гексаметафосфат натрия, хлорид железа и/или сульфат марганца, фибру, а также воду при следующем содержании компонентов, мас.%:

Оксид магния	16,40-32,22
Хлорид магния	12,91-32,22
Гипсовое вяжущее	2,07-25,12
Гексаметафосфат натрия	0,10-2,62
Хлорид железа	0,09-0,30
и/или сульфат марганца	0,70-3,36
Семиводный сульфат магния	0,92-1,27
Фибра	1,73-5,44
Вода	остальное.

2. Состав по п.1, характеризующийся тем, что фибра представляет собой смесь или один из следующих компонентов: базальтовая фибра, люрексная фибра, стальная фибра, флексабитая фибра, кордная фибра, шелковая фибра, стекловолоконная фибра, полипропиленовая фибра, нейлоновая фибра, дедероновая фибра, дакроновая фибра, вискозная фибра, капроновая фибра, парарамидная фибра или комбинированная нить на их основе с длиной волокна от 1 до 50 мм.

3. Состав по п.1, в котором дополнительно содержится нитрилотриметилфосфоновая кислота от 0,01 до 1,57 мас.% сверх 100%.

4. Состав по п.1, в котором дополнительно содержится карбонат цинка от 2,31 до 3,09 мас.% сверх 100%.

5. Ремонтно-изоляционный тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ для изоляции зон водогазопроявления при проведении бурения и ремонта нефтяных, газовых и водяных скважин, содержащий оксид магния, хлорид магния, гипсовое вяжущее, гексаметафосфат натрия, упрочняющую добавку, семиводный сульфат магния, микросферы, а также воду при следующем содержании компонентов, мас.%:

Оксид магния	16,40-33,27
Хлорид магния	12,91-32,22
Гипсовое вяжущее	0,6-2,07
Гексаметафосфат натрия	0,10-2,62
Упрочняющая добавка	5,21-10,32
Семиводный сульфат магния	0,48-1,27
Вода	остальное
Микросферы	13,44-22,76 сверх 100%.

6. Состав по п.5, в котором упрочняющая добавка представляет собой хлорид железа, или сульфат марганца, или фибру, или их комбинацию.

7. Состав по п.5, в котором микросферы представляют собой стеклянные или алюмосиликатные микросферы.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и горном деле, в частности при цементировании обсадных колонн на этапе строительства и ремонтно-изоляционных работах на этапе эксплуатации скважин, при необходимости обеспечивая достаточно низкие значения проницаемости тампонажного камня за эксплуатационной колонной.

Спечённые сферы, способ их получения и их использование // 2750952

Изобретение относится к спеченным сферам, полученным из красного шлама, которые могут быть использованы в качестве расклинивающего наполнителя в процессах гидроразрывов или в качестве агрегатов или легких мелких агрегатов для строительных целей или для процессов геологических затвердеваний. Спеченные сферы включают красный шлам в количестве более 70% по весу и характеризуются химическим составом, содержащим, по меньшей мере, окись алюминия, окиси железа, окись кремния и окись титана.

Состав для изоляции водопритока в скважине // 2750804

Изобретение относится к области строительства и обслуживания скважин, в частности к жидкостям изолирования межколонных перетоков нефтяных и газовых скважин, осложненных наличием пластов с аномально низким давлением гидроразрыва. Технический результат заключается в создании состава для блокирования межколонных перетоков нефтяных и газовых скважин, осложненных наличием пластов с аномально низким давлением гидроразрыва.

Способ большеобъемной селективной кислотной обработки призабойной зоны пласта в карбонатных коллекторах // 2750776

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам воздействия на призабойную зону пласта, сложенного карбонатными породами или терригенными породами с содержанием карбонатов более 15%. Технический результат - повышение эффективности большеобъемной селективной кислотной обработки (БСКО) скважин в карбонатных коллекторах обработки, создание разветвленной сети флюидопроводящих каналов в виде червоточины по всей перфорированной толщине пласта, предотвращение формирования и разрушение сладж-комплексов.

Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты) // 2750414

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ограничению водопритоков в добывающих скважинах. Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине включает приготовление тампонажного раствора, содержащего портландцемент, минеральную добавку «ПенетронАдмикс», понизитель водоотдачи, пластификатор, воду, и закачку его в скважину.

Способ большеобъемной селективной кислотной обработки призабойной зоны пласта в карбонатных коллекторах // 2750171

Изобретение относится к способам интенсификации добычи нефти из продуктивных пластов с применением селективных кислотных методов воздействия на призабойную зону пласта, сложенного карбонатными породами или терригенными породами с содержанием карбонатов более 15%. Технический результат - повышение эффективности большеобъемной селективной кислотной обработки БСКО призабойной зоны пласта, создание разветвленной сети флюидопроводящих каналов в виде червоточины по всей перфорированной толщине пласта, совместимость кислотного состава с пластовыми флюидами, предотвращение формирования и разрушения сладж-комплексов.

Утяжелитель для обработки буровых растворов // 2748794

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей буровых растворов, в том числе сверхтяжелых, предназначенных для бурения в условиях аномально высоких пластовых давлений, а также при проявлении сероводорода. Технический результат - снижение абразивности и пониженная магнитная восприимчивость получаемого утяжелителя.

Способ изготовления загустителей и использование таким образом произведенных загустителей в высоковязких рецептурах эпоксидных смол // 2748439

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении загущающих средств. Сначала получают суспензию гормитовой глины диспергированием в водной среде фракции одной или нескольких гормитовых глин, выбранных из сепиолитов и палигорскитов, содержащую менее 3,0 масс.

Способ разработки неоднородного по проницаемости нефтяного пласта // 2748198

Изобретение относится к разработке нефтяного месторождения и может найти применение при разработке нефтяной залежи с неоднородными по проницаемости пластами для регулирования профиля приемистости нагнетательной скважины, увеличения коэффициента вытеснения нефти путем вовлечения в разработку низкопроницаемых нефтенасыщенных пластов, ранее не охваченных воздействием.

Способ гидроразрыва с использованием текучей среды с низкой вязкостью с низкой скоростью осаждения проппанта // 2747957

Группа изобретений относится к способам и составам для гидравлического разрыва подземных пластов. Технический результат - способность переноса проппанта системой гидроразрыва, оптимизация образования трещин, предупреждение нежелательного роста высоты трещин.

Способ комплексного воздействия на околоскважинную зону продуктивного пласта // 2751694

Изобретение относится к нефтедобывающей области. Технический результат - комплексное воздействие на околоскважинную зону продуктивного пласта, улучшающее фильтрационные и гидродинамические характеристики околоскважинной зоны, существенное увеличение проницаемости пласта и дебита скважины. В способе комплексного воздействия на околоскважинную зону продуктивного пласта скважину с по меньшей мере одним участком перфорации, расположенным в зоне продуктивного пласта, заполняют водой или жидкостью глушения, затем через насосно-компрессорные трубы в забой скважины подают технологическую композицию №1 плотностью 1,3-1,4 г/см3, затем устанавливают насосно-компрессорные трубы на высоте 20-25 м над верхним участком перфорации, после чего через эти насосно-компрессорные трубы в скважину подают технологическую композицию №2 плотностью 1,6-1,8 г/см3, затем насосно-компрессорные трубы устанавливают в зоне перфорации скважины и в скважину подают технологическую композицию №3, которая представляет собой кислотный раствор, содержащий соляную кислоту с концентрацией 12-15%, в количестве 0,4-1,5 м3 на 1 м толщины продуктивного пласта. Технологическая композиция №1 содержит, мас.%: нитрат аммония NH4NO3 44,0-54,0; гидрид натрия NaH 2,8-3,2; пассивированный оксидной пленкой порошок наноалюминия Аl 5,6-15,6; нитрат гидразина N2H5NO3 3,0-5,0; нитрат оксамида C2O2(NH2)2HNO3 1,0-3,0; дигидрооксиметилкарборан С4Н16В10O2 (99,9%) 3,0-5,0; углеводородное горючее 8,0-13,0; хлорид натрия NaCl и/или хлорид калия KCl 4,5-5,5; азотную кислоту HNO3 7,0-9,0; эмульгатор 0,5-3,0; воду 10,0-15,0; при соотношении порошка гидрида натрия NaH к указанному порошку наноалюминия Al 1:(2-5) соответственно. Технологическая композиция №2 содержит, мас.%: нитрит натрия NaNO2 18,0-23,0; углеводородное горючее 8,0-13,0; мочевину CO(NH2)2 22,0-28,0; 9-ББН димер C16H30B2 1,0-3,0; о-карборан С2В10Н12 (99,9%) 3,0-6,0; хлорид натрия NaCl и/или хлорид калия KCl 4,5-5,5; эмульгатор 0,5-3,0; воду 24,0-27,0. 3 пр., 3 ил.