Состав для изоляции кавернозной части ствола скважины

 

Изобретение относится к бурению скважин . Состав, содержащий карбамидоформальдегидную смолу, полимерную добавку, отвердитель и воду, дополнительно содержит флотореагент Т-80, а в качестве полимерной добавки - оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: карбамидоформальдегидная смола 24,62-53,09; оксиэтилцеллюлоза 0,008- 0,088; флотореагент Т-80 16,69-42,93; отвердитель 0,063-6,46; /вода остальное. В качестве отвердителя используют соляную или сульфаминовую кислоты или хлорид железа . Состав готовят смешением расчетных количеств флотореагента Т-80 и 0,5%-ного раствора оксиэтилцеллюлозы, затем добавляется расчетное количество 10%-ного раствора отвердителя и после перемешивания вводится расчетное количество карбамидоформальдегидной смолы. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. (Л С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827127/03 (22) 21.05.90 (46) 30.03.92. Бюл. O 12 (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Н.И.Крысин, А.М.Ишмухаметова, Ф.Н.Гребнева и В.А. Караваев (53) 622.245.42 (088.8) (56) Ивачев Л.М, Промывка и тампонирование геолого-разведочных скважин. M.: Недра, 1989, с.164-171.

Авторское свидетельство СССР

М 675168, кл. Е 21 В 33/138, 1978. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ КАВЕРН03НОЙ ЧАСТИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к бурению скважин. Состав, содержащий карбамидофорИзобретение относится к бурению скважин, в частности к тампонажным составам для изоляции неустойчивой кавернозной части ствола скважины, и может быть использоваКо при бурении скважин на нефть, газ и воду.

Изобретение также может быть использовано для изоляции поглощений или притока пластовых вод при добыче нефти, а также в качестве изоляционного покрытия для создания противофильтрационного экрана открытых горных выработок, в частности шламо- и рассолохранилищ, Известны тампонажные составы для изоляции неустойчивой каверзной части ствола скважины на основе портландцемента, содержащие дополнительно вещества, регулирующие водоотдачу и сроки схватывания. Ж,, 1723307 А1 мальдегидную смолу, полимерную добавку, отвердитель и воду, дополнительно содержит флотореагент Т-80, а в качестве полимерной добавки — оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении ингредиентов, мас.%; карбамидоформальдегидная смола

24,62-53,09; оксиэтилцеллюлоэа 0,0080,088; флотореа гент Т-80 16 69-42,93; отвердитель 0,063-0,46;, вода остальное. В качестве отвердителя используют соляную или сульфаминовую кислоты или хлорид железа, Состав готовят смешением расчетных количеств флотореагента Т-80 и 0,5 -ного раствора оксиэтилцеллюлозы, затем добавляется расчетное количество 10%-ного раствора отвердителя и после перемешивания вводится расчетное количество карбамидоформальдегидной смолы. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Указанные известные тампонажные составы помещают в кавернозную часть ствола скважины в виде цементного моста.

Однако укаэанные известные тампонажные составы характеризуются низкими изолирующими свойствами в отношении кавернозной части ствола скважины, так как цемент, содержащийся в этих составах, оказывает коагулирующее воздействие на фильтрационную KîðKó и при этом проницаемость этой корки повышается, что приводит к сниженир устойчивости ствола скважины, Кроме того, указанные известные тампонажные составы обладают высокой плотнбстью, значительно выше плотности глинистого бурового раствора, вследствие . чего происходит проседание цементного моста с образованием канала у стенки сква1723307

24,62-53,09

0,008-0.088

16,69-42,93 жины, что делает изоляцию некачественной.

Вместе с этим известные составы оказывают кдагулирующее воздействие на глинистый буровой. раствор, что приводит к резкому загустеванию бурового раствора и затруднению удаления его из кавернозной части.

Кроме того, при попадании цементного раствора в буровой раствор происходит значительное изменение свойств бурового раствора (повышение показателя фильтрации, реологических и структурно-механических показателей), что вызывает необходимость полной или частичной замены бурового раствора и повышает затраты времени и средств на проведение изоляционных работ.

Наиболее близким к предлагаемому является вязкоупругий состав для изоляции кавернозной части ствола скважины, содержащий, мас. : карбамидоформальдегидная смола 60-80; полиакриламид 0,1-0,5; хлорное железо 0,5-0,7; вода остальное.

Укаэанный известный состав обладает недостаточно высокими изолирующими свойствами в отношении кавернозной части ствола скважины из-за высокого коэффициента водоотделения, высокой усадки состава при твердении в присутствии минерализованной среды иэ-эа высокой водопроницаемости образующегося камня.

Кроме того, известный состав имеет низкую прокачиваемость, так как после приготовления происходит резкое повышение вязкости состава, что затрудняет его закачку в изолируемую часть ствола скважины и не обеспечивает полное вытеснение из каверноэной части ствола скважины бурового раствора.

Цель изобретения — повышение изолирующих свойств состава за счет снижения его водопроницаемости, усадки в минералиэованной воде и уменьшения коэффициента водоотделения при одновременном улучшении его прокачиваемости.

Поставленная цель достигается тем, что известный состав для изоляции кавернозной части ствола скважины, содержащий карбамидоформальдегидную смолу, полимерную.добавку, отвердитель и воду, дополнительно содержит флотореагент Т-80, а в качестве полимерной добавки — оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении ингредиентов, мас, :

Карбамидоформальдегидная смола

Оксиэтил целлюлоза

Флотореагент Т-80

Отвердитель 0,063-0, 16

Вода Остальное причем в качестве отвердителя он содержит соляную кислоту или сульфаминовую кислоту, или хлорид железа.

Пример 1. В лабораторный стакан помещают 30 мл флотореагента Т-80 и 5 мл

0,5 -ного раствора оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ), перемешивают 2 мин, добавляют

0,75 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, перемешивают 2 мин и вводят 65 мл карбамидоформальдегидной смолы. Смесь перемешивают в течение 3 мин на лабораторной мешалке и получают состав со следующим содержанием ингредиентов, мас.

%: карбамидоформальдегидная смола

44,96; Т-80 27,05; ОЭЦ 0,021; HCI 0,066 и вода остальное (соответствует опыту 7 в таблице).

Пример 2. В лабораторный стакан помещают 45 мл флотореагента Т-80 и 20 мл

0,5 -ного ОЭЦ, перемешивают 2 мин, добавляют 5,0 мл 10/-ного раствора FeCIa u перемешивают в течение 2 мин, а затем добавляют 35 мл карбамидоформальдегидной смолы. Смесь перемешивают в течение

3 мин и получа|от состав со следующим соотношением ингредиентов, мас. : карбамидоформальдегидная смола 24,62; Т-80

41,24; ОЭ Ц 0,085; FeClg 0,46; вода остальное (соответствует опыту 25 в таблице).

Пример 3. В лабораторный стакан помещают 20 мл флотореагента Т-80 и 2,0 мл

0,5 -ного раствора ОЗЦ, перемешивают в течение 2 мин и добавляют 3 мл 10%-ного раствора сульфаминовой кислоты, перемешивают2 мин и вводят 80 мл карбамидоформальдегидной смолы. После перемешивания в течение 3 мин получают состав со следующим соотношением ингредиентов, мас.%: карбамидоформальдегидная смола 52,13; Т-80 17,00; ОЭЦ 0,008; сульфаминовая кислота 0,25; вода остальное (соответствует опыту 15 в таблице).

Аналогичным образом готовят предлагаемый состав и с другим содержанием ингредиентов.

В ходе лабораторных испытаний определяли следующие показатели свойств предлагаемого состава: время потери текучести(ч/мин); прокачиваемость образующегося состава после приготовления (см /с при h. Р = 0,02 МПа); водопроницаемость (см за 0,5 ч при перепаде давления 0,1

МПа); коэффициент водоотделения) в процентах через 3 ч после приготовления),"усадка (в процентах через 3 сут после выдержки в минерализованной воде).

Водопроницаемость состава определяли по следующей методике, На воронке

1723307

Бюхнера формировали фильтрационную корку путем фильтрования глинистого бурового раствора при перепаде давленйя 0,1

МПа, затем раствор выливали и на фильтрационную корку в воронку наливали предлагаемый состав, оставляли на 1 сут, залив сверху буровым раствором. Через 1 сут определяли количество отфил ьтровавшегося фильтрата бурового раствора за 0,5 ч при

hP = 0,1 МПа. Затем буровой раствор выливали, остатки смывали водопроводной водой и далее в воронку на состав заливали минерализованную воду и фильтровали в течение 0,5 ч при h P - 0,1 МПа. По количеству отфильтровавшейся жидкости судили о водопроницаемости предлагаемого соста. ва, т.е. о его изолирующих свойствах.

Прокачиваемость состава определяли по следующей методике. Состав заливали в делительную воронку обьемом 250 см с диаметром отверстия в кране 3 мм. Воронку вставляли в колбу Бунзена, соединенную с вакуумной установкой. В колбе создавалось разряжение 0,02 МПа, затем открывали .кран делительной воронки, включали секундомер и определяли время истечения состава. По скорости истечения состава (в смз/с) через 30 мин после приготовления в сравнении с его скоростью сразу же после приготовления судили о прокачиваемости раствора.

Остальные показатели определяли по известным стандартным методикам.

Данные о составе и свойствах известного и предлагаемого составов приведены в

5 таблице.

Формул а изобретения

1. Состав для изоляции кавернозной части ствола скважины, содержащий карбамидоформальдегидную смолу, полимерную

10 добавку, отвердитель и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения изолирующих свойств состава за счет снижения ее водопроницаемости, усадки в минерализованной воде и уменьшения .15 коэффициента водоотделения при одновременном улучшении его прокачиваемости, он дополнительно содержит флотореагент

Т-80, а в качестве полимерной добавки— оксиэтилцеллюлозу при следующем содер20 жании ингредиентов, мас. :

Карбамидоформальдегидная смола 24,62-53,09

Оксиэтил целлюлоза 0,008-0,088

Флотореагент Т-80 16,69-42,93

25 Отвердитель 0,063-0,46

Вода Остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве отвердителя он содержит соляную или сульфаминовую кислоту или

30 хлорид железа.

1723307

Ф и

Ф

lS ф В

1 с с

И м

Ю O

41

Cl

Се В с

Cl

Cl г«ъ

Се

If\

Ъ с,о л в

l 4 Ъ

an се

ВЧ

I ч

Я ио

В-!

С ч

v ln

Я O

Й

М

И о

an в

СЧ В 4 с» о а о о о еч

Ю х

С! о о

o o о

О

l!! co о тт о я т о

Cl мо о о

ОЪ ЪО е

s -т

an o а

1 1 ет О

ln

ФЧ

Cl е Ъ

I. о

1 1 1 В 1 1

В I 1 1 1 1

Ф I

1 I

Ю и

D,С

1v о и аа

M «т оо а

Ю

lC О е и

1 1 1 1 1 1

s 4, ао о сч

О О

Cl е

I 1

Ю и

Ю

Ю с в

Cl

СВ

1 1 Ф 1 В I

В 1 т о м о

o о

Ф\ Сс

ОЪ О!

Се О оео т ю оо оо оо

ФО ФО

ОО оо

« оо л s ва ч сч

Вг Ъе Ъ о еч в л

О Ъ 4«Ъ ° Ъ еч лео

ФЧ ОЪ се а аг т I

ОЪ

ФЧ фа

ВЧ ВЧ

1..- бч

44 т т

ФЧ ОЪ Ое вво

Фъ Ф ъ -т сч ва

ЪОВМ

О Ъ ФЧ «О осът оов ам» вв т

ФЧ аа е ъ

f4 в

ОЪ а гл

О

4Ч lA

lA

1 Ъ

ФЧ.Сг ° an тсъсч

ФЧ

la! n!

Mтво

N 4 4 ЕЧ 4Ч

1 l

В 1

I 1 1

1 б I

1 1 I

4 1 1 1

1 I В ° 1

1 1 Е 1

: 1 ;:.

Сбl ЮЮ °

co z. и 1- и о о

I 4 . 1 С б. 1

1 — — ! 1

1 Е 1 I 1

eюоВт

Е 1 ттЕЗСО 1

I l чz.z9CÂ етс*чесб

v eeo s

ВЛЮСЮЮ

1 — — — l

Ф с

c о т е-z Ю

Зт 3 ю б I СВВ Ю Ч СО 1

1 10 1 1 1 1

el 1 l za«ъеч с

v1 1-! сююи! е оеи!со!с

И Оl ZЮС б ВV ° Z l 1

Фт б *е I-Oe юиа сб! се I-!!R s к

OS СОЛ I C

cts ccav e ! c! I g k!! е с

1 1 1 е «34 !!s-Oui s д о с В. О т Ст

1 I Z ! Ю

1 Ч 1 IA ! Л

s o

1 1 1 ! I

1 В

I 1 I

1 1 1 ! !, ПО

I 1 1 CI 1 о с ю сю l e ес т I I

1 1 I ЪВ

1 I I о и т

Юб т s>

ЮЕ ЮСЛ ВХ .! !8K

1 Ю I 1

1 1- 1 т О ЕВ Ос

l — —— ! е ю

1.

1 1 I Z 1 о ю 1 со I

1 I Я lOcO

1 ОВKI1

1 1 — — —

1 В I ! 1 I

z Ьс

1 1

1 1 ! 6Ю

1 е о

I б

1! с

cz

И

opoDoOoo e ф а.т а м о чэ а е е. †.т е т -т.т «ъсе r u

ООООООООО

o o o o o o an o lA г ъ в а an а в т в .т с ъ ао о

ЕЧ О О О О О С4 СЧ ЕЧ в оо

О О Î Î Î ВЧ вЂ” О а во о о

»оо- оф

z с

IC са

Й

lA D .оооо мм О оаоаоооов .с .т D в о м м сч ! 1 1 1 I 1 1 о»»»»ечм а

I I 1 I 1 1 I 1

1 1 1 1 I В 1 1 б

I I 1 I I 1 1 1 1

1 l 1 I б 1 1 l в t lъ о M an ОъсО О ъ

О ЪО О ЪО О .О Г ЪО О оооаооооо

ОООООРООО.т ф а colo о офсчосо оооооо

О ООФОО м wа олфво сч

l0 С

ОСЗООС» ЕВ И

° 1M.чаво Ю ю

-т .т D ò се ес ооооао ооооаа авва тм

Фе\ л о а о о о сч ов ваа

oоаîъО

lA ооооась оооааа

ВЧ Ф Ъ -С» »Ф Ъ

I 1 I 1 I

ФЧ ЕЪ с м в со о еч сч еч сч — е ъ оааоао сом фла офсч оф в оооооо ооаооо

О ф Ю В СЧ .О оо ое ав

Л СО ФО В сЧ an

СЧ !«Ъ-т -С мф влмв — СЧ ЕЧ ВЧ М В

laS — т Г Ва в-т.т ъ сч еч а олово — ФЧ

1.1

I

1!

Се О О О О

1- а Се D В э т с О о !

1

1

1! (1 оооо

I о аво а.с .т an

В!

I

1 а! о о ом

О

О Î Î ФЧ

I

1 а оо

1 о в

В б

lfa

I ооо»

I

I сч — м

I

1 1 1 I 1

1 1 1 б I

1 тю Й оооо

1

11!! I

I

1

1 1 1 1 I

1 сс ам !

О бч CO ОЪ I оооо

1 оооо!

1 ва-т.т

ООЕЧСЧ 1

1 оо иъ

Вч-т-э I б

l! ечое!л ссмоо

ФЪСО! а.т сч еч

I

1!