Тампонажный раствор Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

о

-4

оэ Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при проведении изо ляционных работ в процессе бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.. Целью изобретения является повышение эффективности изоляционных работ в скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала его отверждения. Пример 1. Приготовили раствор: 1,4 г ПАА (полиакриламид) в 38,5 г воды. При перемешивании в этот раствор прилили 60 г мочевиноформальдегидной смолы (МФС) марки КС-11 (ТУ6-05-1375-75), затем 0,1 г ортофосфорной кислоты (температура опыта )-. Вязкость состава, определенная на рео-вискозиметре по Хепплеру, составила 40 мПа-с ()} рН 4,5. Через 1 ч образовался вязко-упругий состав (ВУС) с псевдовязкостью, опре деленной на рео-вискозиметре по Хепплеру, 9600 мПа с. Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 3,1 МПа. П р и м е р 2. Приготовили раствор, г: ПАА 6; вода 70; КС-11 20; ортофосфорная кислота 4. Температура опыта 20G; вязкость состава 70 мПа(20С); рН 1,8. Через 1 ч 50 мин образовался ВУС с псевдовяэкостью 2830 мПа«с. Полная потеря подвижности состава наступила через 5 ч. Предел прочност образцов при изгибе через 24 ч соста вил 0,2 МПа.. П р и м е р 3. Приготовили раство г; ПАА 3; вода 46; КС-11 50; ортофос форная кислота 1. Темпер1атура вязкость состава 60 мПа-с (); рН 2,9. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовязкостыо 19000 мПас Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочност образцов при изгибе через 24 ч соста вил 16 МПа. За псевдовязкость принимали показание вязкости ВУСа на рео-вискозиме ре по Хепплеру с одновременным разру шением структуры при прохождении idaрика через состав. П р и м е р 4. Приготовили раство г: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж (ГОСТ 14231-78) 50; ортофосфорная кислота 1; температура опыта вязкость состава 60 МПа-с () рН 2,8. Через 3 ч состав потерял подвижность (гелеобразование) без приобретения вязко-упругих свойств. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,1 МПа. П р и мер 5. Приготовили раствор, г: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола КФ-Ж (ГОСТ 1423178) 50; ортофосфорная кислота 1. Температура опыта ZOC; вязкость состава 66 МПа с (20С); рН 2,9. Через 2,5 ч. состав потерял подвижность (гелеобразование) без приобретения вязкоупругих свойств . Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,2 МПа. В карбамидоформальдегидных смолах типа КФ-Ж, КФ-МТ по ГОСТ 14231-78 содержание метилольных групп не привышает 24% по сухому веществу (см. таблицу). Критерием отверждения составов на основе карбамидных смол является кислая среда, т.е. . Поставленная цель может быть достигнута любым кислым компонентом. П р и м е р 6. Приготовили раствор, г: ПАА 3; вода 46,7; карбамидоформальдегидная смола (КС-11) 50; соляная кислота (23,8%) 0,3. Температура опыта вязкость состава 60 МПа.с. (20°С); рН 3,0. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 20000 . Полная потеря подвижности состава наступила через 6,5 ч. Предел прочности образцов при и згибе через 24 ч составил 1,7 МПа. 31 Пример. Приготовили раствор, г; ПАА 3; вода 46,6; карбамидоформальдегидная смола (КС-11) 50; серная кислота (25%) 0,4. Температура опыта . Вязкость состава 62 МПа-с (20 С); рН 3,1. Через 1 ч образовался БУС с псевдовяз- костью 19600 МПа.-с. Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 1,6 МПа Нижний предел карбамидной смолы обусловлен минимальной концентрацией связукмдего, обеспечивающей гелеобразования всего объема состава. При меньших концентрациях карбамидной смолы состав при отверждении расслаи вается, нарушается его гомогенность Верхний предел мочевино-формальде гидной смолы обусловлен максимально возможным количеством последней для получения прокачиваемого состава с наибольшим содержанием ПАА (начальная вязкость состава не превышает 500 МПа-с). Нижний предел ПАА обусловлен мини мумом его концентрации, при которой образуется ВУС с наименьшим содержанием карбамидной смолы. Верхний предел ПАА обусловлен мак симально возможной вязкостью для про качиваемых тампонажных растворов (вязкость состава не должна превышать 500 МПа:с). Верхний предел кислотного отвердителя обусловлен минимальным техно логически приемлемым временем начала гелеобразования (отверждения) тампо нажного состава. Все это можно проиллюстрировать следующими примерами. Примере. Приготовили раствор, г: мочевино-фармальдегидная смола (КС-11) 18; вода 62; ПАА 6; ортофосфорная кислота 4. Температур опыта вязкость состава 90 МПа. (20°С); рН 1,8. Через 2 ч образовался ВУе спсевдовязкостью 2700 МПаЧерез 12ч раствор расслоился с выделением фильтра (вода). Твердое тело не образуется. П р и м е р 9. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 63; вода 31,9; ПАА 6, ортофосфорная кислота 0,1. Вязкость состава 570 МПа-с, т.е. выше того значения, которое лимитируется для 34 прокачивания существующими агрегатами (с поверхности). Пример -10. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 60;вода 33,4j ПАА 6,5; ортофосфорная кислота 0,1. Вязкость, состава 590 , т.е. выше технологически приемлемой. П р и м е р 11. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 60; вода 38,7; ПАА 1,2; ортофосфорная кислота 0,1; вязкость состава 32 МПа-с (20С). ВУС не образуется. Через 7 ч наступило начало гелеобразования раствора, а спустя 1,5 ч - его отверждение. Придел прочности образцов при изгибе через 24-ч составил 2,9 МПа. П р и м е р 12. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 20; вода 73,95; ПАА 6; ортофосфорная кислота 0,05. Вязкость состава 67 МЦа-с, рН 6,3. Через 2 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 2700 МПа-с. В течение 24 ч отверждения состава не произошло. П р и м е р 13. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС-11) 60; вода 34,1; ПАА 1,4; ортофосфорная кислота 4,5. Вязкость состава 40 МПа-с (20С) ; рН 1,5. Через время 35 мин образовался гель, а спустя 70 мин - твердое тело. Разработанный тампонажный раствор рекомендуется для использования в интервале температур от 5 до 40°С. П р и м е р 14. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (типа КС-It) 50; вода 44; ПАА 2; ортофосфорная кислота 4. Вязкость состава 46 МПа-с (); j) 1,08 г/см, рН 1,8; температура опыта . Через 3 ч образовался ВУС с пневдовязкостью 7100 , а спустя 8 ч - гель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 0,15 МПа. П р и м е р 15. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (типа КС-11) 50; вода 47,9; ПАА 2 ортофосфорная кислота 0,1. Вязкость состава 46 МПа-с (20°С), f 1,08 г/см, рН 4,6} температура опыта . Через 20 мин образовался ВУС с псевдовязкостью 8200 МПа-с, спустя 1чгель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,9 МПа.

5, 11673036

При температуре опыта менее шение температуры более приводит время гелеобраэовамия увеличивается к кратковременному гелеобразованию соснастолько, что делает материал не става менее ЗОмин ,что также неприемтехнологичным (более 12 ч), а превы- лимо с технологической точки зрения.

.ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий мочевино-формальдегидную смолу, кислотный отвердитель, полиакриламид и воду, отличающ.ийс я тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ в . скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала, его отверяодения в интервале температур от 5 до , он содержит мочевиноформальдегидную смолу марки КС-11 с повышенным содержанием метилольных групп при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Мочевино-формальдегидная смола марки КС-11 с повьшениым содержанием метилольных групп 20 - 60 Полиакриламид 1,4-6 Кислотный отвердитель0,t - 4,0 сл Вода Остальное