Тампонажный состав для изоляции пластовых вод Советский патент 1990 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при изоляции зон водопритоков или поглоще

НИИ.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции минерализованных и сероводородсодержащих вод за счет повышения адгезионных свойств и прочности на сжатие образующегося тампонажного камня, сокращения сроков образования твердого камня и исключения его усадки,

В тампонажном составе для изоляции пластовых вод, содержащем карбамидфор- мальдегидную смолу, наполнитель, кислотный отвердитель и воду, в качестве наполнителя содержится сульфитный щелок - отход целлюлозно-бумажного производства, а в качестве кислотного

отвердителя сульфаминовая кислота при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Карбамидформальдегидная смола32,8-40,8

Сульфитный щелок16,3-32,8

Сульфаминовая кислота 0,16-0,20 ВодаОстальное

Положительный эффект достигается .благодаря внедрению частиц щелока, имеющего слегка кислотный характер (), между молекулами смолы. В результате происходит их сшивание с образованием поперечных связей, а это, в свою очередь, приводит к желатинизации и отверждению. Однако процесс желатинизации протекает медленно. Добавка сульфаминовой кислоты ускоряет процесс желатинизации. Частицы щелока (лигносульфоната аммония vt другие органические вещества) препятствуют сближению друг с другом частиц смолы, вследствие чего исключается усадка твердеющего камня. Сщитые молекулы состава, проникая в поры керна, отвердевают в них и плотно удерживаются там, благодаря физико-химическим связям, за счет чего и повышаются адгезионные свойства. Эти связи усиливаются в присутствии сероводорода, имеющего кислотный характер. В то же время высокие адгезионные свойства, т.е. плотный и прочный контакт между породой и составом препятствует фильтрации в ствол скважины пластовых вод, зараженных сероводородом.

Состав готовят последовательным смешением водного раствора смолы с сульфитным щелоком и сульфаминовой кислотой. Карбамидформальдегидная смола -; продукт поликонденсации карбамида или мочевины и формальдегида - порошок белого цвета, массовая доля влаги не более 5 %, насыпная плотность не менее 0,4 г/см, используется 50%-ный водный раствор.

Сульфаминовая кислота - кристаллический порошок белого цвета, используется 10%--ный водный раствор.

Сульфитный щелок-отход целлюлозно- бумажного производства - густая жидкость коричневого цвета, получаемая от варки целлюлозы по сульфитному методу на аммонийной основе (на стадии получения дрожжей).

Сульфитный щелок имеет следующий физико-химический состав, %:

Сухое вещество45-50

Общая сера6,61

Летучие кислоты0.58

Азот5.29

Органические вещества97,0

Фурфурол0,67

Лигносульфонаты аммония35-45

Гемицеллюлоза 40-50

Экстрактивные вещества6-10

Зольность3,0

и характеризуется следующими физико-химическими свойствами:

Плотность, г/см 1,21

Вязкость, с8,64

0рН6,2

Сведения об ингредиентном содержании и свойствах состава приведены в таблице.

Для определения прочности на сжатие

5 тампонажного камня состав заливают в формы и получают цилиндрики диаметром 25 мм и высотой 25 мм. Цилиндрики помещают в обычную пластовую воду и в пластовую воду , содержащую сероводород в

0 количестве 240 мг/л и выдерживают в течение 1 и 3 сут. Затем при помощи пресса определяют прочность на сжатие.

Адгезионные свойства тампонажного состава определяют следующим образом.

5В форму, смазанную солидолом, помещают естественный керн из песчаника цилиндрической формы, диаметром 25 мм и высотой 25 мм и заливают 15 мл состава, т.е. на 1/2 высоты керна. Оставляют до желати0 низации, затем освобождают от формы и помещают на 1 или 3 сут в обычную пластовую воду и пластовую воду с содержанием сероводорода 240 мг/л. Затем определяют адгезионные свойства, т.е. отрыв состава от

5 керна при помощи пресса.

Усадку.состава определяют следующим образом. В мерную пробирку наливают 10 мл состава до начала его загустевания. Посл-е наступления желатинизации в про0 бирку наливают 5-7 мл пластовой воды плотностью 1180 кг/м и оставляют на 1, 3 и 30 сут. Через каждые сутки измеряют в делениях уменьшение объема и рассчитывают усадк-у от первоначального обьема {%).

5Все опыты повторяют не менее 3 раз и

берут среднее значение из 3 опытов.

Из таблицы видно, что чем больше в составе содержится смолы, тем больше величина усадки камня и наоборот. Так, при

0 содержании смолы 44,7% (опыт 2) величина усадки 1,4%, а при содержании смолы 40,8% (опыт 3) усадки нет. При содержании смолы ниже 32,8% (опыт 7) удлиняются сроки образования твердого камня,что нежела5 тельно, так как увеличиваются затраты времени на изоляцию зон. Получаемая прочность камня на сжатие вполне достаточна для надежной и долговременной изо- ляции пластовых вод в том числе зараженных сероводородом.

Добавка сульфитного щелока менее 16,3% (опыт 2) не предотвращает усадку твердеющего камня, а добавка его выше 32,8% (опыт 7) замедляет сроки образования твердого камня, что нежелательно. Ад- гезионные свойства состава в пределах концентрации щелока в сероводоро;рной агрессии повышаются с 33 до 40 кг/см в течение первых 3 сут. В то время как адгезионные свойства состава по прототипу всего 13 кг/см (опыт 8), т.е. Ё 3 раза ниже. Использование сульфаминовой кислоты более 0,2% экономически нецелесообразно.

Оптимальное содержание ингредиен- тов в составе следующее, мас.%: Карбамидформальдегидная смола35,0

Сульфитный щелок28,0

Сульфаминовая кислота0.17

ВодаОстальное

Использование состава позволяет повысить качество работ по изоляции как обычных минерализованных, так и серово- дородсодержащйх пластовых вод в процес- се бурения и эксплутации скважин.

Формула изобретения ,

Тампонажный состав для изоляции пластовых вод, содержащий . карбамидфор- мальдегидную смолу, наполнитель, кислотный отвердитель и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции минерализованных и сероводородсодержащих вод за счет повышения адгезионных свойств и прочности на сжатие образующегося тампонажно- го камня, сокращения сроков образования твердого камня и исключения его усадки, он в качестве наполнителя содержит сульфитный щелок - отход целлюлозно-бумажного производства, а в качестве кислотного от- вердителя - сульфаминовую кислоту при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Карбамидформальдегидная смола

Сульфитный щелок

Сульфаминовая кислота

Вода

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для изоляции зон водопритоков или поглощений. Цель - повышение эффективности изоляции минерализованных и сероводородсодержащих вод за счет повышения адгезионных свойств и прочности на сжатие образующегося тампонажного камня, сокращения сроков образования твердого камня и исключения его усадки. Состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.% : карбамидформальдегидная смола - 32,8-40,8, сульфитный щелок 16,3-32,8

сульфаминовая кислота 0,16-0,20

вода остальное. Состав готовят последовательным смешением водного раствора смолы с сульфитным щелоком и сульфаминовой кислотой. Карбомидформальдегидная смола представляет собой продукт поликонденсации карбамида или мочевины и формальдегида, порошок белого цвета, массовая доля влаги не более 5%, насыпная плотность не менее 0,4 г/см³. Сульфитный щелок - отход целлюлозобумажного производства, густая жидкость коричневого цвета, получаемая от варки целлюлозы по сульфитному методу на аммонийной основе. Сульфаминовая кислота - кристаллический порошок белого цвета, растворимость в воде 146,8 г/л при 0°С. Сульфитный щелок способствует отверждению смолы, повышению прочности и исключению усадки образующегося тампонажного камня. Добавка сульфаминовой кислоты ускоряет процесс отверждения и позволяет плавно регулировать сроки потери текучести и твердения состава. 1 табл.