Полимерный тампонажный состав для изоляции зон поглощения Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

1

(21)4477552/03

(22) 29.08.88

(46) 15.01.91. Бюл. №2

(71)Институт геологии и разведки нефтяных и газовых месторождений

(72)Н.Абдурахимов, А.ТДжалилов, Ш.Г.Фай- зиев, НАСамигов, А.С.Эркинов и Е.А.Лыков

(53)622.245.42(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 1216330, кл. Е 21 В 33/138, 1984.

Авторское свидетельство СССР Ne 1219786, кл. Е 21 В 33/138, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1317099,кл. Е 21 В 33/138, 1985.

(54)ПОЛИМЕРНЫЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ

(57)Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к полимерным тампонажным составам (ПТС), и может быть использовано для изоляции зон

поглощения. Цель изобретения - увеличение сроков загустевания и схватывания ПТС при одновременном увеличении его объема при температуре 80-120°С и давлении 5,0- 80 МПа. Для этого ПТС для изоляции зон поглощения включает карбамидформальде- гидную смолу, аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди в качестве кислотного от- вердителя, воду в качестве растворителя и барит при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидформальдегидная смола 45,0-50,0; аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди 0,5-3,0; барит 47,0-49,0; вода остальное. Тампонажный раствор на основе ПТС обладает регулируемыми сроками схватывания и загустевания в интервале температур 80-120°С. При давлении 5-80 МПа происходит значительное (до 26,6-73,4%) расширение раствора. Камень на основе ПТС обладает высокой прочностью, коррозионной стойкостью, низкой газопроницаемостью. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Ё

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к полимерным тампонажным составам, и может быть использовано для изоляции зон поглощений бурового раствора, ликвидации негерметичности эксплуатационных колонн и заколонного пространства.

Цель изобретения - увеличение сроков загустевания и схватывания тампонажно- го состава при одновременном увеличении его объема при 80-120°С и давлении 5.0-80 МПа

Полимерный тампонажный состав для изоляции зон поглощения включающий кар- бамидформальдегидную смолу, кислотный

отвердитель и растворитель, в качестве кислотного отвердителя содержит аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди, а в качестве растворителя воду, кроме того, состав дополнительно содержит барит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидформальдегидная смола45,0-50,0

Аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди0,5-3,0

Барит47,0-49,0

ВодаОстальное

Получение аддукта полиэтиленимина и сернокислой меди. В трехгорлую колбу,

О

ю о о

о

снабженную механической мешалкой, помещают 17 г полиэтиленимина, растворенного в диметилформамиде, и добавляют в реакционную колбу по каплям в течение 20 мин при перемешивании 25 г сернокислой меди, растворенной в диметилформамиде, При интенсивном перемешивании выпадает осадок синего цвета. Реакцию проводят при комнатной температуре (298 К). Соотношение исходных компонентов 4:1 (полиэтиленимин:сернокислая медь).

Выпавший осадок обрабатывают ацетоном для удаления непрореагировавших исходных веществ и сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы при 298 К. Выход продукта 95-96%. Полученный продукт устойчив при длительном хранении. Получение аддукта на основе полиэтиленимина и сернокислой меди технологически просто и не требует больших затрат. Диме- тилформамид и ацетон после перегонки вновь можно использовать для получения и обработки аддукта.

Физико-химические данные полученного аддукта: мол, м. 1050; т.пл. 383 К; приведенная вязкость 0,5%-ного водного раствора 0,01-0,03 дл/г; плотность 2200 кг/м3; рН среды 4,8.

Пример 1. Сначала получают раствор отвердителя. С этой целью в мерную колбу емкостью 100 мл помещают 15 г аддукта полиэтиленимина и сернокислой меди, затем доливают воду до метки, перемешивают до полного растворения порошка, в результате чего получают 15%-ный раствор отвердителя.

Для получения изоляционного состава на граничное значение содержания смолы (45 мас.%) осуществляют следующую реакцию: 0,5 мл 15%-ного раствора перемешивают с 45 мас.% смолы и 47 мас.% барита, Полученный состав термостатируют при 80°С. Через 3,5 ч образуется камень с необходимыми тампонажными свойствами. Полученный состав содержит, мас.%: Карбамидформальдегидная смола45,0

Аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди0,5

Барит47,0

ВодаОстальное

Пример 2. Для получения раствора отвердителя в мерную колбу емкостью 100 мл помещают 15 г аддукта полиэтиленимина и сернокислой меди, доливают воду до метки, л е реме ш ива ют до полного растворения порошка, таким образом получают 15%-ный раствор отвердителя.

Для получения изоляционного состава на граничное значение содержание смолы (50,0 мас.%) состав карбамидформальде- гидной смолы в количестве 50,0 мас.% смешивают с 49,0 мас.% барита. Полученную смесь перемешивают до однородной массы, затем доливают 2 мл 15%-ного раствора отвердителя, что составляет 1% от массы смолы, после чего состав термостати- руют при 80°С. Через 2 ч 45 мин раствор интенсивно расширяется и через 3 ч формируется в камень.

Полученный состав содержит, мас.%: Карбамидформальдегидная смола50,0

Аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди3,0

Барит49,0

ВодаОстальное

При 120°С граничные значения смолы

(45,0-50,0 мас.%) изменяют сроки схватывания на 5-10 мин с учетом вариаций состава относительных граничных значений состава остальных ингредиентов. В табл. 1 даны состав и свойства полимерного тампонажного раствора и камня в сравнении с известным.

В табл. 2 даны состав и свойства полимерного тампонажного раствора и камня при нижнем и среднем значениях смолы КФ-Ж и различных вариациях остальных ингредиентов.

Формула изобретения 1. Полимерный тампонажный состав

для изоляции зон поглощения, включающий карбамидформальдегидную смолу, кислотный отвердитель и растворитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения сроков загустевания и схватывания тампонажного состава при одновременном увеличении его объема при 80-120°С и давлении 5-80 МПа, он в качестве кислотного отвер- дигеля содержит аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди, а в качестве растворителя - воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидформальдегидная 0смола45-50

Аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди0,5-3,0

ВодаОстальное

5 2. Состав по п. 1,отличающийся тем, что он дополнительно содержит барит в количестве 47-49% от общей массы состава.

Примечание : Барит ВаЗСм; АПСМ - аддукт полиэтиленимина и сернокислой меди; HCI - соляная кислота; ПАА - полиакриламид.

Таблица 1

Таблица 2