Патент ссср 825864

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик ()825864 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 10.08. 79 (21) 2809GOO/22-03 (S l ) M Кл.

Е 21 В 33/138 с присоединением заявки М—

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет— ио делам изобретений и аткрытий

Опубликовано 30.,04.81 ° Бюллетень Ле16

Дата опубликования описания 30.04.8 1 (53) УДК 622.245.. 3(088.8) (72) Авторы

P ахма тулли н

1,54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СКВАЖИНЫ К ЦЕМЕНТИРОВАНИЮ

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к способам подготовки скважин к цементированию, предназначенных для добычи нефти и газа.

Известен способ подготовки скважин к цементированию путем закачки, разделяющей гидропласт и вымывающей триэтаноламин фаз И .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ подготовки скважины к цементированию путем закачки вязко-упругоro разделителя и абраэивно-моющей жидкости (2J .

Основным недостатком известных способов подготовки скважины к цемен.тированию является низкое качество ее из-за недостаточного вытеснения промывочной жидкос=и и корки из цементируемого интервала, Це3ть изобретения — повышение качества подготовки скважины к цементированию эа счет улучшения очистки скважины., Поставленная цель достигается тем, что перед закачкой абразивно-моющей жидкости производят закачку разрыхлителя глинистой корки, а после закачки абразивно-моющей жидкости осуществляют кольматирование пор стенок скважины. . B качестве вязко-упругого раздели10 теля закачивают 0,5Е-ный водный раствор полиакриламида с 2Х-ным водным раствором гексарезорциновой смолы с

37-403-ным формалином.

В качестве разрыхлителя закачивают

3S

l-5%-ный водный раствор сульфата алюминия, В качестве абраэивно-моющей жидкости закачивают 100 вес.ч. саморасХ сыпающегося шлака производства феррохрома с 96-104 вес ° ч. песка и с

126-132 вес.ч. воды.

Кольматирование осуществляют

100 вес.ч. цемента с !5-20 вес.ч.

825864 резиновой крошки и с 67-73 вес.ч. воды.

Кроме того, 100 вес,ч. цемента с

10-15 вес.ч. резиновой крошки и с

67-73 вес,ч, воды и абразивно-моющую жидкость перед закачкой подвергают обработке в дезинтеграторе при 6-10 тыс. об/мин.

Предлагаемый способ обработки скважины исключает смещение тампонажного 10 раствора с промывочными жидкостями, предотвращает коагуляционные явления в зоне их контакта и значительно

Вязко-упругий разделитель может быть приготовлен заблаговременно, так как при длительном хранении в закрытых металлических емкостях он не теряет своих свойств.

Для обеспечения вытеснения промывочной жидкости из сужений и расширений ствола скважины вязко-упругий разделитель закачивают таким образом, чтобы скорость восходящего потока в кольцевом пространстве не превышала

0,5-0,7 м/с. При наличии в разрезе ствола скважины зон со значительным

35 улучшает условия вытеснения промывочной жидкости. I 5

Способ обработки скважины перед цементированием осуществляют следующим образом.

В затрубное пространство, заполненное промывочной жидкостью, вводят вяз- 2О ко-упругий разделитель,который, являясь одним из компонентов комбинированной буферной жидкости, обеспечивает .максимально возможную полноту вытеснения промывочной жидкости .

Вязко-упругий разделитель имеет способность принимать форму канала, по которому он движется, обеспечивая хорошее вытеснение промывочной жидкости в сужениях и расширениях ствола скважины.

Вязко-упругий разделитель представляет собой трехкомпонентную гелеобразную смесь плотностью 1 г/см, что

Ь на 0,1-0,08 г/см8 больше плотности .промывочной жидкости, что исключает всплывание вязко-упругого разделителя. Для его получения применяют водные растворы полиакриламида, гексарезорциновой смолы и формалина, являющегося отвердителем смолы при . рН=8-9 .

Гель, полученный из смеси указанных компонентов устойчив к воздейстО вию температур до 70-80 С, высокоми45 нерализованных вод, стабилен и ° не подвергается гидрофобной коагуляции, легко перекачивается насосом и не приводит к увеличению давления в циркуляционной системе, Вязко-упругий разделитель готовят

50 в следующей последовательности: водный раствор полиакриламида 0,5%-ной концентрации по сухому продукту; водный раствор гексарезорциновой смолы

2%-ной концентрации по твердому продукту (сухой 100%); технический формалин 3 -40X-ной концентрации по формап ьдегиду. поглощением скорость прокачивания может быть снижена до необходимой.

За вязко-упругим разделителем закачивают компонент, разрыхляющий глинистую корку, образовавшуюся на стенках скважины . В качестве такого компонента берут, например,1-5Х-ный водный раствор сернокислого алюминия

fA P>(S04)>).Разрыхление глинистой кор— ки и обнажение каналов фильтрации происходит вследствие молекулярной диффузии и фильтрационных процессов через корку.

Разрушенную глинистую корку удаляют с помощью абразивно-моющей жидкости шлако-песчаной смеси. Вымыв глинистой корки происходит за счет .преобладающего воздействия касательных напряжений со стороны движущегося компонента буферной жидкости и за счет интенсивного поперечного массопереноса, обусловленного значительным градиентом концентрациий в поперечном сечении.

Состав шлако-песчаной смеси, вес.ч:

Саморассыпающий=я шлак 100 производства феррохрома

Песок 96-104

Вода 126-132

Шлако-песчаную смесь подвергают обработке в дезинтеграторе при скорости вращения 6-10 тыс. об/мин,что значительно увеличивает удельную поверхность смеси до 5000-7000 см /r.

Я

За счет дезинтеграторной обработки шлако-песчаной смеси повышается ее абразивность, а добавление в воду песка турбулизирует поток при низких скоростях закачив ания °

Все это улучшает смыв оставшейся глинистой корки и других компонентов со стенок скважины и трубы.

Шлако-песчаная смесь после удаления глинистой корки формирует другую корку, однородную по природе с цементным камнем. В условиях высоких тем825864 ператур призабойных зон шлако-песчаная корка сама способна к гидратационному твердению.

Цементно-резиновую смесь закачивают вслед за шлако-песчаной смесью состава содержащего, вес,ч.:

Портландцемент 100

Резиновая крошка 15-20

Вода 67-73

Цементно-резиновую смесь обрабаты- 10 вают в дезинтеграторе при скорости вращения 6-10 тыс. об/мин. В результате такой обработки удельная поверхность смеси становится 5000-7000 см /r

У что значительно повышает ее актив- 15 ность ° При закачивании ее в затрубное пространство против поглощающих горизонтов частицы резиновой крошки создают решетку в поглощающих каналах, особенно в местах изгибов этих 20 каналов, изменяя их сечение.

Цементо-резиновая смесь обладает тампонирующими свойствами: создает дополнительную фйльтрационную корку, препятствующую проникновению фильтрата цементного раствора в поглощающие и высокопроницаемые пласты, а также пласты с аномально низкими давлениями.

Пример . В затрубное пространство, заполненное промывочной жидкостью, закачивают вязко-.упругий разделитель в количестве 1,5 м 3, который вытесняет промывочную жидкость полным потоком (вытеснение поршнем).

Скорость восходящего потока в кольце35 вом пространстве 0,5 м/с, Состав вязко-упругого разделителя приведен выше.

Вслед за вязко-упругим разделите- 40 лем закачивают 5 м 5Х-ного водного

pic TB op& cepHoKHGlIoH соли . алюминия, который разрыхляет глинистую корку на стенках скважины, Затем в затрубное пространство вводят компо45 нент, смывакщий глинистую корку. Для этого сначала приготовлена в бункере цементировочного агрегата порошкообразная смесь 50 вес,ч. саморассыпающего шлака производства феррохрома и 50 вес.ч. песка, которая подвергается обработке. в дезинтеграторе при скорости вращения 8000 об/мин. В результате такой обработки удельная поверхность составляет 6000 см /r, В цементировочном агрегате из полученной порошкообразной смеси и

65 вес,ч. воды приготавливают водную суспензию в количестве 5 м, которая при необходимости может быть обработана понизителем водоотдачи, например дубителем.

Плотность полученной смеси равна

1,55 г/см3, что обеспечивает поддержание противодавления на пласты. Это особенно ценно при цементировании пластов с аномально высокими пластовыми давлениями. На процесс смыва глинистой корки благоприятно влияет разность плотностей (0,35-0,4 г/см ) разрыхляющего компонента и шлако-песчаной смеси.

Затем в затрубное пространство закачивают цементо-резиновую смесь.

Для этого 85 вес.ч. портландцемента и 15 вес.ч. резиновой крошки измельчают в дезинтеграторе до удельной поверхности 6000 см /г при скорости вращения 8000 об/мин. После этого активированную таким образом смесь подают в цементировочные агрегаты, где приготавливают 6 м водного раствора

3 смеси.

Водный раствор при необходимости (в трещинноватых породах) обрабатывают понизителем водоотдачи, например дубителем или сульфитно-спиртовой бардой.

Плотность закачиваемой смеси составляет 1,6 г/см . Смесь кольматирует поры стенок скважины, снижает проницаемость, предотвращая засорение продуктивных горизонтов и поглощение цементного раствора, который закачивают вслед за буферной жидкостью.

На моделирукщей лабораторной установке проведены испытания, которые позволяют оценить эффективность способа обработки скважины применительно к конкретной буферной жидкости °

За критерий эффективности приняты показатели, характеризукщие силу сцепления цементного камня с различными породами и обсадной трубой в зависимости от того, каков способ обработки скважины использовано перед цементированием.

Данные испытаний сведены в таблицу825864

Сроки

TD ерд ения цементного

Способ обработки сквр;-;и п1 перед ц ем ел тир Ов апи ем камня, сут

1,02

1,52

4,52

Известный

317

6,12

4,63

8,15

5,7

8,11

8,62

9,3

12,3

12,4

15,3

9,7

Предлагаемый

19,2

17,5

15,2

5,67

16,5

31.1

27,6

21,1

Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Заказ 2326/22

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты, полученные при исследовании, подтверждают высокую эффективность предлагаемого способа подготовки скважины к цементированию.

Предлагаемый способ обработки скважины перед цементированием поз воляет исключить загустевание промывочной жидкости, что предотвращает увеличение гидросопротивлений в затрубном пространстве и связанные с ним осложнения, Предлагаемый способ подготовки скважины способствует повышению устойчивости стенок скважины и сохраняет коллекторские свойства продуктивных пластов. В случае оставления жидкостей в затрубном пространстве не происходит коррозии обсадной трубы, Благодаря способностям шлако-песчаной и цементо-резиновой смесей при твердении расширяться, создаются до-полнительные условия для уплотнения между цементным камнем и породой.

Формула изобретения

1. Способ подготовки скважины к цементированию, путем последовательной закачки вязко-упругого разделителя и абразивно-моющей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения качества подготовг ки эа счет улучшения очистки скважины, перед закачкой абразивно-моющей жидкости производят закачку разрыхлителя глинистой корки, а после закачки абразивно-моющей жидкости осуществляют кольматирование пор стенок скважины .

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве вязкоупругого разделителя закачивают 0,5%.— ный водный раствор полиакриламида с

2%-ным водным раствором гексарезорциновой смолы с 37-40%-ным формалином.

3. Способпопп.1 и 2, о т л и чающий с я тем, что в качестве разрыхлителя закачивают 1-5%-ный водный раствор сульфата алюминия .

4. Способ по пп, 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве абраэивно-моющей жидкости закачивают

100 вес.ч. саморассыпающего шлака производства феррохрома с 96-104 вес .ч. песка и с 126-132 вес.ч. воды.

5. Способ.по пп. 1-4, о т л и ч а ю35 шийся тем, что кольматирование осуществляют 100 вес.ч. цемента с

15-20 вес.ч. резиновой крошки и с

67-73 вес.ч. воды.

6. Способ попп. 1, 4 и 5, о т ли ч а ющи и с я тем, что 100вес.ч цемента с 10-15 вес.ч, резиновой крошки и с 67-73 вес,ч. воды и абразивно-моющую жидкость перед закачкой подвергают обработке в дезинтеграторе при 6-)0 тыс, об/мин.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 630402, кл. Е 21 В 33/138, 1976.

2, Гнибидин В.Н, и др. Технология цементирования скважин с использованием многокомпонентных буферных систем. Труды института "Гипровостокнефть", 1978, ¹ 3322, с. 50-54.