Тампонажный состав для ликвидации зон поглощения Российский патент 2025 года по МПК C09K8/467 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к тампонажным составам, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности при отключении пластов, изоляции водопритоков и ликвидации поглощений.

Уровень техники

Известен состав (патент РФ № 2232257) для изоляции водопритоков, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель, ПАВ и воду. В качестве наполнителя содержит отходы производства цеолитовых катализаторов, а в качестве ПАВ-АФ_9-12 – стабилизатор состава при следующих массовых долях ингридиентов, %: силикат натрия 5-15, гипан 1-10, отходы производства цеолитовых катализаторов 0,1-5; АФ_9-12 0,01-1; вода – остальное.

Недостатком данного состава являются невысокие водоизолирующие свойства состава, низкая прочность.

Известен тампонажный состав (патент РФ № 2386661), выбранный за прототип, относящийся к тампонажным составам, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности при устранении негерметичности эксплуатационных колонн, изоляции водопритоков и ликвидации поглощений. Тампонажный состав содержит, мас. %: водный раствор силиката щелочного металла 30-40, кремнефтористый натрий 40-60, наполнитель – твердые цеолитсодержащие отходы – остальное.

Недостатком данного состава являются невысокие водоизолирующие свойства состава, низкая прочность.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение водоизолирующих свойств тампонажного состава за счет повышения его прочностных свойств и увеличение времени застывания, восстановления циркуляции бурового раствора.

Технический результат достигается тем, что тампонажный состав для ликвидации зон поглощения, содержащий водный раствор силиката щелочного металла, дополнительно содержит биоксан, торфощелочной реагент, а в качестве силиката щелочного металла берут силикат натрия при следующем соотношении реагентов, мас. %:

Силикат натрия NaSiO₄ 1,15-1.46 Биоксан 0-0,02 ПолиТЩР-2 – товарный 5-10 Вода остальное – 85,4-88

Осуществление изобретения

Качество водоизоляционных работ зависит от технологических характеристик и водоизолирующих свойств состава. Были проведены испытания, целью которых являлось исследование и оценка всех определенных характеристик опытной партии комплексного щелочного раствора (КЩР) в сочетании с силикатом натрия в условиях максимально приближенных к условиям реального применения. В таблице 1 показаны результаты замеров параметров основы комплексного щелочного раствора (КЩР).

Наименование параметров Ед. измерения Фактические значения Плотность бурового раствора кг/м³ 1160 Условная вязкость сек 22,1 Водородный показатель pH 9

- смешивали основы комплесного щелочного раствора (КЩР) с биоксаном и торфощелочным реагентом (ТЩР) для приготовления раствора в объеме 1 литр; затем ввели биоксан в объеме 5 г/л, замешивание основы комплексного щелочного раствора (КЩР) с биоксаном длилось 1,5 часа. Результаты замеров параметров основы комплексного щелочного раствора (КЩР) с биоксаном представлены в таблице 2.

Наименование параметров Ед.измерения Фактические значения Плотность бурового раствора кг/м³ 1160 Условная вязкость сек 38 Водородный показатель pH 9

Вводили торфощелочной реагент (ТЩР) в объеме 50 г/л в полученную смесь. Время замешивания – 2 ч. Результаты замеров параметров основы комплесного щелочного раствора (КЩР) с биоксаном и торфощелочным реагентом (ТЩР) представлены в таблице 3.

Наименование параметров Ед.измерения Фактические значения Плотность бурового раствора кг/м³ 1210 Условная вязкость сек 66 Водородный показатель pH 9

Затем разделяли приготовленный раствор на три равные части по 150 мл в отдельные мерные стаканы с последующим введением силиката натрия (NaSiO₄) в соотношении 1:1 разной плотности. Результаты замеров параметров раствора опытной партии комплексного щелочного раствора (КЩР) представлены в таблице 4.

Наименование параметров Единица измерения Фактические значения NaSiO₄
p=1200 кг/м³ NaSiO₄
p=1300 кг/м³ NaSiO₄
p=1460 кг/м³ Статическое напряжение сдвига (СНС) – 10 сек/10 мин Па 439,4/118,3 135,2/197,7 -/346,5 Динамическое напряжение сдвига (ДНС) Па 107,5 334,5 394,5 Водоотдача см³/30 мин 7 4 4 Водородный показатель pH 12 12 12 Пластическая вязкость сП 41,3 497,7 746,6 Толщина фильтрационной корки мм 2 10 22 Липкость - 0,5 0,49 Н\О

В ходе проделанной работы были получены 3 образца раствора в сочетании с силикатом натрия различной плотности: 1200, 1300 и 1460 кг/м³. Проанализировав готовые образцы, можно утверждать, что с увеличением концентрации силиката натрия увеличивается массообразование самого раствора. А также улучшаются его адгезионные свойства. Следовательно, раствор опытной партии в сочетании с силикатом натрия меньшей плотности предусматривается использовать в зонах поглощения малой интенсивности (до 10 м³), а использование товарного силиката натрия плотностью 1460 кг/м³ будет применимо в зонах катастрофических поглощений. Полученные образцы полностью удовлетворили ожидаемый эффект.

Примеры составов

Состав для ликвидации частичных поглощений интенсивностью до 5 м³/час

Полиэкосил (силикат натрия) – 115-117 кг

ПолиТЩР-2 – товарный – 1000 кг

Биоксан – 0

Вода – 885-883 кг

Состав для ликвидации частичных поглощений интенсивностью до 5-10 м³/час

Полиэкосил (силикат натрия) – 120-122 кг

ПолиТЩР-2 – товарный – 1000 кг

Биоксан – 0,01 кг

Вода – 880-878 кг

Состав для ликвидации частичных поглощений интенсивностью до 10 м³/час

Полиэкосил (силикат натрия) – 144-146 кг

ПолиТЩР-2 – товарный – 2000 кг

Биоксан – 0,02 кг

Вода – 856-854 кг

Характеристики реагентов: силикат натрия (возможно использование полиэкосила) – структурообразующий, биоксан – понизитель фильтрации, поли ТЩР-2 – товарный продукт: понизитель фильтрации, обладающий кольматирующим эффектом с минимальным воздействием на проницаемость.

Массовая доля сухого вещества, % – 25-50

Массовая доля натриевых солей органических кислот (в перерасчете на адипинат натрия), % – 18-35

Массовая доля циклогексанола, % – не более 0,8

Массовая доля циклогексана, % – не более 0,2

Массовая доля смолы, % – не более 10

pH раствора – 10-13

Плотность при 20°С, г/см³ – 1,00-1,23

Изобретение относится к тампонажному составу, применяемому в нефтегазодобывающей промышленности при отключении пластов, изоляции водопритоков и ликвидации поглощений. Тампонажный состав для ликвидации зон поглощения до 10 м³/час содержит следующие реагенты при следующем соотношении, кг: Полиэкосил – 144-146, Биоксан – 0,02, ПолиТЩР-2 – 2000, Вода – 856-854. Технический результат изобретения заключается в повышении водоизолирующих свойств тампонажного состава за счет повышения его прочностных свойств и увеличении времени застывания, восстановления циркуляции бурового раствора. 4 табл., 3 пр.

Тампонажный состав для ликвидации зон поглощения до 10 м³/час, содержащий водный раствор силиката щелочного металла, дополнительно содержит биоксан, торфощелочной реагент, а в качестве силиката щелочного металла берут Полиэкосил при следующем соотношении реагентов, кг:

Полиэкосил 144-146 Биоксан 0,02 ПолиТЩР-2 2000 Вода остальное – 856-854