Состав для изоляции зон поглощений Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

I

Изобретение относится к области бурения нефтяных, газовых и др. глубоких скважин, его целесообразно использовать при изоляции зон поглощений в трещиноватых пористых пластах.

Для изоляции зон поглощений промывочной жидкости в процессе бурения нефтяных и газовых скважин применяют различного состава густые пасты, резко изменяющие свои реологические параметры в сторону загустевания и упрочнения при попадании в зону поглощения, в результате чего эта зона оказывается затампонированной.

Известны соляро-бентонитовЪ1е составы, которые изменяют свои реологические свойства при контакте с пластовой водой или продавливающей жидкостью lj .

Реологические параметры резко изменяются после вытеснения дизельного (т.е. солярки) топлива водой, в результате пентизационного набухания бентонитовой глины.

Недостатком соляро-бентонитовых плит и других смесей на углеводородной основе является большая их чувствительность к содержанию воды. При избыточном содержании падает прочность смеси и теряются ее тампонирующие свойства. При недостаточном содержании воды неполностью отделяется дизельное топливо.

Меньшей чувствительностью к фак.торам окружающей среды обладает глинистые пасты на водной основе. Загустевание таких паст в зоне поглощений происходит в результате лиофобной коагуляции с последующим водоотделением в поглощающие пласты под действием перепада давления со стороны продавочной жидкости. После водоотделения паста образует плотные, с высокой сдвиговой прочностью сгустки коагулированной глинистой суспензии, закупоривающей зоны поглощения.

I

В качестве коагулятора глинистой

суспензии применяются различные добавки, вводимые в пасту при ее приготовлении.

Известны глино-цементные пасты, в которых коагулирующей добавкой является портландцемент, выделяющий при взаимодействии с водой коагулирующие ионы кальция 2j ,

54436 2

Недостатком глино-цементных паст является медленное изменение реологических параметров из-за небольшой скорости химического взаимодействия 5 цементного порошка с водой, которое обеспечивает поступление в систему коагулирующих ионов.

Для ускорения коагуляции в эти пасты вводят электролиты-ускорители, 0 например соду. Недостатком паст с ускорителем является невысокая скорость изменения реологических параметров.

Наиболее близким по технической S сущности к предлагаемому является состав для изоляции зон поглощений, содержащий глину, воду и электролит з.

Присутствие в известном составе,

0 приготовленном на водном растворе хлористого калыдая - растворе электролита, - двухвалентньгх катионов кальция обеспечивает повышенную глиноемкосТь и водоотдачу под действи5 ем перепада давления. Это дает возможность получить больщой объем коагулированного сгустка, образующегося из единицы объема пасты и повьш1ённую его- прочность после водо0 отделения.

Однако тампонирующая способность составов, коагулированных хлористым кальцием, оказывается недостаточной для эффективной изоляции наиболее крупных трещин и каверн в зоне поглощений . Под тампонирующей способностью понимается свойство состава сопротивляться вьщавливанию из трещин и полостей поглощакмцего пласта

под действием перепада даелекия пластовой и буровой жидкостей.

Цель изобретения - повышение тампонирующей способности состава

для изоляции зон поглощений, t ,

5 Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции зон поглощений, содержащий глину, воду и электролит, в качестве последнего содержит отработанный расплав

титановых хлораторов при следующем соотношении указанных компонентов.

мае.%:

Глина . 47-55

Вода30-41

Отработанный расплав титановых хлораторов12-t5

3

Использование в составе в качестве электролита водного раствора отработанного расплава титановых хлораторов, при содержании в составе указанных количеств воды, глины и расплава титановых хлораторов повьшет тампонирующую способность состава благодаря более сильному коагулирующему действию расплава.

Повьщ1ение тампонирующей способности водоглинистой пасты, содержащей в качестве коагулятора водный раствор отработанного расплава титановых хлораторов, объясняется особенностью состава отработанного расплава титановых хлораторов. Так, например, средний химический состав отработанного расплава титановых хлораторов Усть-Каменогорского титано-магниевого комбината (ТУ-4810-60/0-79 Хлориды твердые титанового производства) следующий:

TiOj 3-4 SiO,j 8-10 1,2-5 С 0,5-5

544364

ScClj ; ZtjOj ; SeOjV Oy содержится 0,1-0,5.

Сильное коагулирующее действие

водного раствори отработанного рас плава титановых хлораторов объясняется присутствием большого числа различных двух- и трехвалент-:..1х катионов MgFe(Il), Iln(ll), Cr(ll), Ca(ll), Fe(lII), Sc(III), в своей комбинации создающих синергетический эффект коагуляций.

В результате сильного коагулирующего действия водного раствора отработанного расплава титановых хлораторов при замещивании на нем глины паста прокачиваемой исходной консистенции получается с высокой глиноемкостью. Одновременно тот же коагулирующий эффект проявляется в высокой водоотдаче пасты при приложении к ней давления.

В результате получается большой выход быстрообразующихся коагулированных сгустков, обладающих при этом высокой пластической прочностью, что повьшает тампонирующую способность при попадании глинистой пасты в зону поглощения и действия на нее перепада давления со стороны продавочной жидкости.

Тампонирующие свойства, характеризуемые глиноемкостью, водоотдачей и пластической прочностью коагулированной пасты в сравнении с известным составом приведены в таблице.

о о

- 00 п m

8 :2

1Г)

о л см

V о

п «м

см

«N

СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ, содержащий глину, воду и электролит, отличающийс я тем, что, с целью повьшения его тампонирующей способности, он содержит в качестве электролита отработанный расплав титановых хлораторов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%: 47-55 Глина 30-41 Вода Отработанньй расплав титановых 12-15 хлораторов сл

о о осо

о о осо

00 р--f

(.

OV г 00 о «- sr

.Р М-г - п

см - см ,.tM

см

о

t tr

v

VC

1Л

1Л п

о о

§

о см

vO 00 см -

Р4 - f Г СЧ

сГ г- -- - (Г

« «

irt а ш

о со ем см (М

-

- ем .-ас

00 п

ел с

(Л fo

lA

да

- О

оо

со

- см

см

- st

m

U-1

1Л 1Г1 о «- о к г vtг1Г 1Л (П- - Г4 ( СЧ 00 ХГ сэ - - . ч 00 -

71-1344

Пример. Требуется приготовить гл «1истую пасту плотностью 1,6 г/см при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гл1-Гна50,6

Вода37,4

to

12

Вычисляют массы компонентов на 1 м пасты:

т,10.1,6.50,6 810 кг (глина); .1,,4 598 кг (вода); , 1,6,12 192 кг (ОРТХ).

Учитывая, что используется лишь растворимая часть ОРТХ, которая соетавляет 70%, окончательно для приготовления пасты берца

274 кг ОРТХ.

3 70

Затем 274 кг ОРТХ растворяют в 598 кг воды, дают суспензии отстояться, отделяют раствор от осадка и затворяют на нем 810 кг глины с помощью глиномешалки или цемеитосмесительной машины. Полученную пасту закачивают цементировочными агрегатами в скважину.

Последовательность операций при приготовлении других составов пасты.

6 8

указанных в таблице,: аналогична и отличается лишь- количеством компонентов.

Глинистые пасты, приготовленные на водном растворе отработанного расплава титановых хлораторов, с кЬнцентрацией расплава менее 12 мас.% имеют низкую глиноемкость, малую водоотдачу и прочность коагулированного сгустка и, следовательно, низкую тампонирующую способность, которая определена в таблице давлением прорыва воды через столбик пасты в капилляре диаметром 18 мм.

Пасты, содержащие количество глины меньшее 47 мас.%, характеризуются малым выходом сгустка и недостаточной его прочностью.

Пасты с содержанием глины более 55 мас.% имеют нетекучую консистенцию.

Концентрация отработанного расплава титановых хлораторов 15 мас.% блиака к предельной по условиям растворимости.

Отработанный расплав титановых хлораторов - крупнотоннажный отход промьшшенного производства, сильно загрязняющий окружаювдпо среду. Использование его в составе паст для изоляции зон поглощений не требует больших дополнительных расходов и способствует утилизации и консервации в недрах промьшшенного отхода.