Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважине.
Известен полимерный тампонажный состав для проведения ремонтно-изоляционных работ в скважинах на основе карбамидоформальдегидной смолы и алюмохлорида в качестве отвердителя [А.с. N 1763638, E 21 B 33/138, от. 23.09.92].
Известный состав имеет следующие недостатки:
короткий срок отверждения при 25oC (до 90 мин), что не позволяет применять его в условиях высоких пластовых температур (40-100oC);
значительная усадка твердого камня, обусловленная применением высоких концентраций отвердителя - раствора алюмохлорида (до 50 мас.%), содержащего ~70% воды, не участвующей в отверждении смолы и выделяющейся из нее при отверждении.
Наиболее близким по технической сущности является полимерный тампонажный состав для изоляции зон поглощения, содержащий карбамидоформальдегидную смолу (КФЖ), кислотный отвердитель и растворитель. В качестве кислотного отвердителя используют аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди, состав дополнительно содержит сульфат бария [А.с. 1620610, E 21 B 33/138 от 15.01.91] .
Недостатками известного полимерного состава являются:
- дефицит кислотного отвердителя - аддукта полиэтиленимина, который не является товарным продуктом, а синтезируется в лабораторных условиях; для его синтеза требуется дорогостоящее сырье - полиэтиленимин, растворители - диметилформамид, ацетон; синтез отвердителя в лаборатории не гарантирует постоянства его состава, времени отверждения смолы КФЖ и качества образующегося твердого полимера;
- добавка в смолу КФЖ не растворимого в воде твердого вещества сульфата бария до 50 мас.%, увеличивающая вязкость полимерного состава и затрудняющая его закачку в пласт или трещины в старом цементном кольце;
- узкий температурный диапазон применимости тампонажного состава (80-120oC) и невозможность его использования в зимнее время года;
- отсутствие данных по адгезии образующегося тампонажного камня к поверхности породы, металла и цемента позволяет предположить, что эти показатели незначительны, поскольку смола КФЖ имеет слабое сродство к перечисленным поверхностям и в тампонажном составе отсутствуют вещества, повышающие его.
Таким образом, известный полимерный тампонажный состав не обладает свойствами, позволяющими использовать его для ремонтно-изоляционных работ в широком диапазоне температур.
Исходя из вышеизложенного, возникает проблема создания полимерного тампонажного состава из доступного сырья, обладающего свойствами, позволяющими широко использовать его для ремонтно-изоляционных работ при любых погодных условиях, как в летнее, так и в зимнее время.
Технический результат - изменение качественных показателей состава, в частности, уменьшение вязкости, повышение адгезии к различным поверхностям, увеличение температурного диапазона применения состава.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном полимерном тампонажном составе, включающем карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель и растворитель, согласно изобретению, в качестве кислотного отвердителя используют кремнефтористую кислоту или ее натриевую соль, а в качестве растворителя воду или спирты группы C-C4, или смесь воды и спирта из гр. C-C4 при следующем соотношении компонентов, маc.ч.: карбамидоформальдегидная смола - 100; кремнефтористая кислота или ее натриевая соль - 0,2-5,0; спирт из гр. C-C4 или смесь спирта из гр. C-C4 с водой, или вода - 10-20.
Использование в качестве отвердителя кремнефтористой кислоты позволяет применять тампонажный состав для пластовых температур 20-50oC; аналогичное использование ее натриевой соли позволяет применять тампонажный состав при 60-100oC. Кроме того, кремнефтористая кислота и ее натриевая соль повышают сродство тампонажного состава к породе и другим поверхностям, т.е. способствуют повышению адгезии полимерного состава.
Растворители - вода и спирт повышают текучесть тампонажного состава, при этом в летнее время преимущественно используют пресную воду, в зимнее - алифатические спирты C-C4, добавление которых в количестве 10-20 мас.ч. снижает температуру замерзания смолы до -30oC.
Применяемая карбамидоформальдегидная смола представляет собой однородную белого цвета суспензию по ГОСТ 14231-88, марка КФЖ.
Кремнефтористая кислота - жидкость, выпускаемая по ТУ 6-09-27-74-79.
Кремнефтористый натрий представляет собой мелкий кристаллический порошок белого цвета, производится в соответствии с ТУ 113-08-587-86.
Низшие алифатические спирты гр. C-C4 выпускаются по следующим ГОСТам:
метиловый спирт - (CH3OH) ГОСТ - 6995-77;
этиловый спирт - (C2H5OH) ГОСТ - 17299-78;
изопропиловый - (изо-C3H7OH) ГОСТ - 9805-84;
бутиловый спирт (C4H9OH) ГОСТ - 5208-81.
Сравнение предлагаемого тампонажного полимерного состава с прототипом показало наличие нового качественного и количественного состава (использование в качестве кислотного отвердителя кремнефтористой кислоты или ее натриевой соли, а в качестве растворителя - спирта или спирта с водой), поэтому можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". Поиск по отличительным признакам не выявил аналогичных решений, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
Ниже приведены примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Пример 1. Приготовили полимерный тампонажный состав при соотношении карбамидоформальдегидной смолы, кремнефтористоводородной кислоты, воды и этилового спирта, мас. ч.: 100:0,2:5,0-10,0, температура опыта 50oC. Время отверждения состава 2 ч 30 мин определяли визуально. В результате образуется эластичный полимер, который подвергается деформации на изгиб без разрушения. Адгезионные характеристики через 2-е суток хранения отвержденных образцов в пластовой воде, МПа: с поверхностью породы - 0,22; с поверхностью металла - 0,07; с поверхностью цемента - 0,10.
Адгезионные свойства образующегося полимерного материала с поверхностью металла, породы и цемента определялись на приборе с цилиндрическими формой (обоймой) и пуансоном по известной схеме и методике (Данюшевский B.С., Алиев P. M. , Толстых М.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1987. - с. 352-353.
Примеры 2-16 аналогичны первому, отличаются количеством отвердителя, природой и количеством растворителя, температурой отверждения. Результаты приведены в прилагаемой таблице.
Как видно из таблицы, температурный диапазон применения предлагаемого состава увеличился по сравнению с прототипом и составил 20-100%, время отверждения составило ~2-4 ч, что является приемлемым для РИР, прочность соответствует требованиям к аналогичным изоляционным материалам, адгезия к поверхности породы составила 0,22-0,74 МПа, к поверхности металла 0,07-0,32 МПа, к поверхности цемента - 0,1-0,39 МПа.
Ниже приведен промышленный пример использования предлагаемого тампонажного состава в скважине, в которой в интервале 2100-2110 м была обнаружена негерметичность 146-мм эксплуатационной колонны. Температура в этом интервале составила 80oC. Приемистость дефекта составила 150 м3/сут при давлении 10 МПа, что исключало применение цементного раствора. Поэтому на поверхности в мернике цементировочного агрегата ЦА-320 М было приготовлено 1 м3 тампонажного состава в следующей последовательности операций: из бочек перекачали 0,9 м3 смолы КФЖ, в нее добавляем 110 л пресной воды в качестве растворителя и смесь тщательно перемешиваем насосом; далее при круговой циркуляции смеси смолы КФЖ и растворителя в нее добавили 11,0 кг кремнефтористого натрия. Приготовленный тампонажный состав закачали в 73-мм насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные на глубину 2090 м, при открытом затрубном пространстве, далее в НКТ закачали 6,3 м3 продавочной жидкости при давлении 12 МПа из расчета оставления стакана в колонне на глубине 2090 м. Ожидали спада давления до нуля, произвели обратную промывку скважины, приподняли НКТ до глубины 2000 м и скважину закрыли на 24 ч. После этого путем доспуска НКТ определили "голову" стакана из затвердевшего тампонажного состава на глубине 2095 м, разбурили стакан в интервале 2095-2110 м, спрессовали 146-мм эксплуатационную колонну давлением 12 МПа и установили ее герметичность. Произвели освоение и пуск скважины в работу.
Таким образом, предлагаемый тампонажный полимерный состав соответствует качественным показателям, позволяющим применять его для проведения РИР при эксплуатации и бурении скважин, в том числе по отключению проницаемых пластов методами глубокого блокирования, основанными на закачивании больших объемов изоляционных материалов.
Использование предлагаемого состава обеспечит повышение эффективности РИР за счет регулирования времени его отверждения в широком диапазоне изменения пластовых температур и увеличения адгезии образующегося полимера к породе, металлу, цементному камню.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПОЛИМЕРНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ | 2002 |
|
RU2212520C1 |
ПОЛИМЕРНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ | 2008 |
|
RU2386659C1 |
ПОЛИМЕРНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ | 2010 |
|
RU2426866C1 |
СОСТАВ ДЛЯ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ | 2003 |
|
RU2248441C1 |
ГИДРОФОБНЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2376336C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ И ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЫ | 2014 |
|
RU2564323C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА | 2011 |
|
RU2467157C1 |
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА | 2000 |
|
RU2175049C1 |
ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ (ВАРИАНТЫ) | 2008 |
|
RU2386661C1 |
ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ | 2006 |
|
RU2333347C1 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ. Технический результат -уменьшение вязкости, повышение адгезии к различным поверхностям, увеличение температурного диапазона применения состава. Полимерный тампонажный состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель и растворитель, в качестве кислотного отвердителя содержит кремнефтористую кислоту или ее натриевую соль, а в качестве растворителя - спирт из группы C-C4, или смесь спирта из группы C-C4 с водой, или воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: карбамидоформальдегидная смола - 100; кремнефтористая кислота или ее натриевая соль - 0,2-5,0; спирт из гр. С-C4 или смесь спирта из гр. С-C4 с водой, или вода - 10-20. 1 табл.
Полимерный тампонажный состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу, кислотный отвердитель и растворитель, отличающийся тем, что в качестве кислотного отвердителя используют кремнефтористую кислоту или ее натриевую соль, а в качестве растворителя - спирт из группы С-С4 или смесь спирта из группы С-С4 с водой, или воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
Карбамидоформальдегидная смола - 100
Кремнефтористая кислота или ее натриевая соль - 0,2 - 5,0
Спирт из группы С-С4 или смесь спирта из группы С-С4 с водой, или вода - 10 - 20
Полимерный тампонажный состав для изоляции зон поглощения | 1988 |
|
SU1620610A1 |
Полимерный состав для проведения изоляционных работ в скважине | 1989 |
|
SU1730434A1 |
Состав для изоляции водопритоков в скважине | 1985 |
|
SU1317099A1 |
Способ беструбного крепления посково-разведочных скважин | 1977 |
|
SU635222A1 |
Полимерный состав для изоляции пластов в скважине | 1979 |
|
SU1043291A1 |
РЕАГЕНТ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛИРУЮЩЕГО СОСТАВА И ИЗОЛИРУЮЩИЙ СОСТАВ (ВАРИАНТЫ) | 1997 |
|
RU2137904C1 |
US 5258072 A, 02.11.1993 | |||
EP 0875658 A, 09.03.1998 | |||
US 4896724 A, 30.01.1990. |
Авторы
Даты
2001-05-20—Публикация
2000-08-08—Подача