Пластичная композиция для изоляции и ограничения водопритока в скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции обводнившихся интервалов пласта или пластов в целом с применением синтетических смол. Пластичная композиция для изоляции водопритока в скважины содержит фенолоформальдегидную смолу резольного типа, ацетоноформальдегидную смолу, пластификатор, отвердитель, ингибитор коррозии и ингибитор полимеризации. Технический результат - повышение качества ремонтно-изоляционных работ в скважинах, расширение области применения полимерного состава на основе синтетических смол за счет увеличения сроков схватывания до приемлемых при температуре до +130°С и снижения водоотделения тампонажной смеси. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции и ограничения водопритока в скважины путем восстановления нарушений герметичности в конструкции скважин, ликвидации заколонных и межколонных перетоков и изоляции обводнившихся пластов.

Известны составы для восстановления герметичности эксплуатационных колонн тампонажными материалами на основе отверждаемых в пластовых условиях синтетических смол (Блажевич В.А., Уметбаев В.А. и др. Тампонажные материалы для ремонтно-изоляционных работ в скважинах, Уфа, 1992 г., с. 44-55).

Недостатком известных составов являются короткие сроки отверждения при высоких температурах, что ограничивает их область применения.

Известен состав, состоящей из ацетоноформальдегидной смолы, щелочных отвердителей и воды (Патент RU 2272905, 28.06.2004).

Недостатком состава является неконтролируемый экзотермический процесс отверждения ацетоноформальдегидной смолы в присутствии гидроксида натрия, что повышает риск аварийности работ в промысловых условиях.

Известен состав для изоляции водопритока в нефтяные и газовые скважины на основе фенолоформальдегидной смолы резольного типа и композиционного отвердителя, включающего формалин и гидроксид натрия (Патент RU 2215009, 10.06.2003).

Недостатком состава является применение токсичного отвердителя-формалина, обладающего резким запахом, что осложняет работу с ним в промысловых условиях.

Известен состав на основе фенолоформальдегидной смолы резольного типа, содержащий сшивающие агенты, активатор, пенообразующие добавки и наполнитель (Патент RU №2147332, 21.08.1998).

Недостатком состава является применение в качестве сшивающих агентов водных растворов кислот, что повышает риск коррозии металла, и высокий процент водоотделения при каталитическом твердении смолы в присутствии водных растворов кислот.

Наиболее близким к изобретению является тампонажный материал, содержащий фенолформальдегидную смолу (35,0-67,5 мас. %), пластификатор (20,0-30,0 мас. %), отвердитель (5,0-15,0 мас. %), модификатор отвердителя (5,0-15,0 мас. %) и ингибитор коррозии (1,0-5,0 мас. %). При этом в качестве смолы используют фенолформальдегидную смолу резольного типа. В качестве пластификатора используют моноэтиленгликоль (МЭГ), или диэтиленгликоль (ДЭГ), или триэтиленгликоль (ТЭГ). В качестве отвердителя используют 5-24%-ный раствор соляной кислоты. В качестве модификатора отвердителя используют резорцин или пирокатехин. В качестве ингибитора коррозии используют ингибитор коррозии марки ИКУ-128, который представляет собой раствор оксиэтилированных четвертичных пиридиниевых аммониевых солей (Патент RU 2732174, 13.11.2019).

Применение эффективного ингибитора коррозии в вышеуказанном составе позволяет минимизировать коррозионное воздействие состава на металл обсадной трубы и цементный камень.

Состав содержит пластификатор - гликоли, ингибирующие самопроизвольное загустевание фенолформальдегидной смолы, что стабилизирует состав при хранении, а также понижает температуру его замерзания, обеспечивая работу при отрицательных температурах. Кроме того, введение пластификатора понижает общую вязкость тампонажного раствора, повышая его фильтрационные свойства. Существенным недостатком вышеуказанного состава является узкий температурный диапазон применения: при температурах выше 70°С время потери текучести состава составляет менее 2 ч, что является недостаточным для проведения изоляционных работ. Кроме того, при каталитическом отверждении ФФсмол водным раствором соляной кислоты происходит расслоение раствора на водный и смоляной слои, водоотделение может составить до 40% от первоначального объема тампонажной смеси, что снижает эффективность изоляционных работ в целом. Техническая задача изобретения - повышение качества ремонтно-изоляционных работ в скважинах, расширение области применения полимерного состава на основе синтетических смол за счет увеличения сроков схватывания до приемлемых при температуре до +130°С и снижения водоотделения тампонажной смеси.

Технический результат достигается тем, что отверждаемая пластичная композиция для изоляции и ограничения водопритока в скважины содержит фенолоформальдегидную смолу резольного типа, пластификатор моноэтиленгликоль (МЭГ), или диэтиленгликоль (ДЭГ), или триэтиленгликоль (ТЭГ), отвердитель и ингибитор коррозии марки ИКУ-128, который представляет собой раствор оксиэтилированных четвертичных пиридиниевых аммониевых солей, отличающийся тем, что дополнительно содержит ацетоноформальдегидную смолу, ингибитор полимеризации-буру, а в качестве отвердителя применяется борная кислота, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- фенолформальдегидная смола	45,0
- ацетоноформальдегидная смола	30,0
- пластификатор	14,0
- отвердитель	0,1-10,0
- ингибитор полимеризации	0,1-9,0
- ингибитор коррозии	0,9-5,0

при этом:

- в качестве фенолформальдегидной смолы используют фенолформальдегидную смолу резольного типа СФЖ-3027Б или СФЖ- 1014, выпускающуюся по ТУ 2221-034-48-090685-2016 или аналог;

- в качестве ацетоноформальдегидной смолы используют ацетоноформальдегидную (АЦФ) смолу, выпускающуюся по ТУ 2228-006- 48090685-2002 или аналог;

- в качестве пластификатора используют моноэтиленгликоль (МЭГ) или диэтиленгликоль (ДЭГ), или триэтиленгликоль (ТЭГ);

- в качестве отвердителя используют борную кислоту по ГОСТ 18704-78;

- в качестве ингибитора полимеризации используют тетраборат натрия дегидрат-бура по ГОСТ 8429-77;

- в качестве ингибитора коррозии используют ингибитор коррозии ИКУ-128, который представляет собой раствор оксиэтилированных четвертичных пиридиниевых аммониевых солей, выпускаемый по ТУ 2415-190-54651030-2015.

Отличительным признаком заявляемого состава от состава по прототипу является наличие в нем ацетоноформальдегидной смолы и ингибитора полимеризации, а также иное количественное соотношение компонентов.

Способ применения полимерной композиции заключается в смешивании компонентов состава в поверхностных условиях, закачке в нужный интервал пласта и выдержке на отверждение.

Для подтверждения эффективности предлагаемого изобретения в лабораторных условиях были проведены эксперименты по оценке времени отверждения полимерной композиции при температурах выше 70°С и определению прочностных свойств отвержденного полимерного камня.

Время отверждения полимерной композиции определяли по времени потери текучести раствора при температурах 70, 100, 130°С. После формирования полимерного камня, определяли прочность отвержденных образцов на сжатие. Водоотделение определяли в % от первоначального объема тампонажного раствора после смешения всех компонентов через 20-30 мин при комнатной температуре.

В лабораторных экспериментах применяли реагенты:

- ФФсмола СФЖ-3027Б (ТУ 2221-034-48-090685-2016)

- АЦФсмола (ТУ 2228-006-48090685-2002);

- диэтиленгликоль (ДЭГ);

борная кислота (ГОСТ 18704-78);

тетраборат натрия дегидрат-бура (ГОСТ 8429-77);

ингибитор коррозии ИКУ-128 который представляет собой раствор оксиэтилированных четвертичных пиридиниевых аммониевых солей (ТУ 2415-190-54651030-2015).

Пример №1.

Для приготовления 1000,0 г полимерной композиции готовится два раствора. Первый раствор состоит из 45 Ог ФФсмолы и ЗООг АЦФ смолы Второй раствор представляет собой тонкую суспензию и состоит из 140 г диэтиленгликоля, 100 г борной кислоты (порошок), 1,0 г буры (порошок) и 9,0 г ингибитора коррозии. Первый раствор смешивается со вторым раствором до полной однородности.

Исследования проводят при температуре 70°С.

Пример №2.

Для приготовления 1000,0 г полимерной композиции готовится два раствора. Первый раствор состоит из 450 г ФФсмолы и 300 г АЦФ смолы Второй раствор представляет собой тонкую суспензию и состоит из 140 г диэтиленгликоля, 10 г борной кислоты (порошок), 50 г буры и 50 г ингибитора коррозии. Первый раствор смешивается со вторым раствором до полной однородности.

Исследования проводят при температуре 100°С.

Пример №3.

Для приготовления 1000,0 г полимерной композиции готовится два раствора. Первый раствор состоит из 450 г ФФсмолы и 300 г АЦФ смолы Второй раствор представляет собой тонкую суспензию и состоит из 140 г диэтиленгликоля, 1 г борной кислоты (порошок), 90 г буры и 19 г ингибитора коррозии. Первый раствор смешивается со вторым раствором до полной однородности.

Исследования проводят при температуре 130°С.

Пример по прототипу

Для приготовления 1000,0 г тампонажного материала готовится два раствора. Первый раствор состоит из 350 г фенолформальдегидной смолы резольного типа и 200 г моноэтиленгликоля. Второй раствор состоит из 100 г моноэтиленгликоля, 150 г 5%-го раствора соляной кислоты, 150 г резорцина и 50 г ингибитора коррозии марки ИКУ-128. После чего первый раствор смешивается со вторым раствором до полной однородности.

Исследования проводят при 70, 100, 130°С.

Результаты лабораторных исследований показали, что предлагаемая полимерная композиция при повышенных температурах обладает временем отвердевания, приемлемым для проведения изоляционных работ при температурах свыше 70°С, а прочностные характеристики предлагаемой композиции выше в сравнении с прототипом. Минимизация водоотделения обеспечивается применением кристаллической кислоты, растворимой в спиртах и воде.

Время потери текучести состава при разных температурах возможно варьировать, изменяя соотношение - отвердитель/ингибитор полимеризации/пластификатор.

Верхний и нижний пределы содержания компонентов определяются возможностью их совместного варьирования, при этом особенно важно соотношение бура/борная кислота, способных при совместном присутствии образовывать буфер с рН, необходимым для твердения смолы при заданной температуре.

Рецептура рабочей композиции отрабатывается непосредственно для конкретной температуры перед проведением работ. Соотношение смол остается постоянным, что позволяет изготавливать смесь в заводских условиях с доставкой на скважину уже готовой композиции.

Введение в полимерную композицию ацетоноформальдегидной смолы повышает прочностные характеристики тампонажного камня, обеспечивает понижение температуры застывания рабочего раствора и увеличивает сроки хранения смеси, что улучшает технологичность композиции в целом. Бура, обладая щелочными свойствами ингибирует процесс кислого отверждения ФФ смолы при повышенных температурах.

Рабочий раствор предлагаемого состава обладает оптимальными реологическими свойствами для закачки в пласт, низкой коррозионной активностью и минимальным водоотделением.

Пластичная композиция для изоляции водопритока в скважины, содержащая фенолоформальдегидную смолу резольного типа, пластификатор моноэтиленгликоль (МЭГ), или диэтиленгликоль (ДЭГ), или триэтиленгликоль (ТЭГ), отвердитель и ингибитор коррозии марки ИКУ-128, который представляет собой раствор оксиэтилированных четвертичных пиридиниевых аммониевых солей, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ацетоноформальдегидную смолу, ингибитор полимеризации - буру, а в качестве отвердителя применяется борная кислота, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

фенолоформальдегидная смола	45,0
ацетоноформальдегидная смола	30,0
пластификатор	14,0
отвердитель	0,1-10,0
ингибитор полимеризации	0,1-9,0
ингибитор коррозии	0,9-5,0