Состав для цементирования прифильтровой зоны скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

1

(21)4487119/03

(22)26.08.88

(46) 07.04.91. Бюл. Р 13

(71)Государственный научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа

(72)А.Б.Сулейманов, К.К.Мамедов, А.М.Ыиринов, З.Т.Гасанов, Э.Б.Караш, С.Д.Ибрагимов, О.К.Абасов, Э.А.Мамедов

и Р.Е.Хачатуров

(53)622.245.42 (088.8)

(5b) Авторское свидетельство СССР № 972059, кл. Е 21 В 43/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР 137858, кл. Е 21 В 43/08, 1961.

(54)СОСТАВ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПРИ- ФИЛЬТРОВОИ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ

(57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а

именно к вскрытию продуктивных -пластов, представленных слабосцементированными песчаными коллекторами. Цель изобретения - повышение проницаемости камня при одновременном сохранении его целостности. Состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: цемент 54,6-56,5, каустическая сода 4,5-5,5, магний 5,7- 6,6, вода остальное. Состав готовят традиционным способом в объеме, необходимом для -заполнения заколонного пространства в зоне продуктивного пласта. При воздействии на цементный камень из данного состава соляной кислотой в камне образуются отверстия, по диаметру несколько большие диаметра перфорационных каналов в обсадной колонне. При цементировании каналы колонны заглушены кислото- растворимым материалом. 2 табл.

с S

(Л

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для вскрытия продуктивных пластов, представленных слабосцемен- тированными песчаными коллекторами.

Цель изобретения - повышение проницаемости камня при одновременном сохранении его целостности.

Состав включает следующие компоненты, мас.%:

Цемент

Каустическая сода Магний Вода

54,6-56,5 4,5-5,5 5,7-6,6 Остальное

Включение в тампонажный состав каустической соды и порошкообразного магния обеспечивает возможность создания фильтрационных каналов в цементном кольце за колонной без создания избыточного давления путем управляемого разрушения (прожигания) цементного камня против перфорированных участков колонны, под воздействием соляной кислоты.

Перфорированные участки колонны при цементировании заглушены кислото- растворимым материалом, например алюминием, который,растворясь в кислоте,

О5 45ь О

со | го

, „оздает доступ кислоты к цементному камню.

Экспериментальным путем установлено, что добавление к тампонажному раствору каустической соды придает цементному камню способность растворяться в соляной кислоте.

Использование порошкового магния в составе тампонажного раствора поз- воляет ускорить время полного растворения цементного камня сравнительно с растворимостью камня без магния. При этом взаимодействие кислоты с магнием происходит не за счет сопри- косновения частиц магния друг с другом, а за счет растворения состава (цемент с каустической содой), находящегося между зернами магния в массе цементного камня.

Количество соляной кислоты берется с таким расчетом, чтобы его хватило

лишь на растворение алюминиевых заглушек и образование сквозных каналов в цементном камне напротив перфорированных отверстий. При этом исключается возможность движения кислоты вверх и вниз вокруг обсадной колонны от одного отверстия ,к другому, так как для дальнейшего расширения образовавшихся отверстий не хватает соляной кислоты, тем самым не получается вертикальной связи между отверстиями и остальная часть цементного камня остается не пораженной кислотой, которая сохраняет свои первоначально-прочностные характеристики. При использовании предлагаемого состава при вскрытии пласта практически сохраняются скелет пласта и целостность цементного кольца.

Состав готовят традиционным способом путем перемешивания сухой смеси с водой.

В табл.1 приведены характеристики цементных растворов и камней, изготовленных из данного состава.

В табл.2 даны прочностные характеристики цементного камня и степень растворения его в соляной кислоте в зависимости от содержания компонентов.

На основании данных геофизических исследований устанавливают глубину и мощность продуктивного пласта, подлежащего разработке, согласно которой определяют длину перфорируемого участка эксплуатационной колонны. Перфорированный участок колонны изго

5

Q 5 0

Q

0

35

45

50

55

тавливается в условиях мастерских в обсадных трубах. Отверстия на обсадных трубах просверливают на сверлильном станке перпендикулярно к оси трубы и в них нарезают резьбу.

Затем в отверстия заворачивают винты, изготовленные из легкоудаляемого материала под воздействием химических веществ (например из алюминия |марки АЛ2 или Д16Т). Колонну эксплуа- Iтационных труб опускают в скважину и перфорированный участок трубы, заглушенный винтами, устанавливают против продуктивного пласта и осуществляют цементирование колонны по обычной технологии. Последняя порция цементного раствора включает помимо цемента каустическую соду и магниевый порошок. Этот состав оставляют в заколонном пространстве в зоне перфорированного участка трубы для ОЗЦ.

После спуска колонны и ее цементирования с целью оценки качества крепления проводятся исследования акустическим цементомером. Проверяют колонну обсадных труб на герметичность и через спущенные насосно-компрес- сорные трубы создают соляно-кислотную ванну только в интервале перфорированного участка труб. При этом происходит реакция с алюминием, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с цементным камнем, включающим каустическую соду и магниевый порошок, растворяя состав, создает сквозные каналы (прожигает) напротив перфорированных отверстий труб.

Пример, иллюстрирующий изобретение.

На трубе 146 мм эксплуатационной колонны длиною 0,Ь м сверлят на сверлильном станке три отверстия диаметром 16 мм перпендикулярно к оси обсадной трубы и в них нарезают резьбу. Отверстия располагают по спирали, со сдвигом по окружности на 120° с расстоянием между отверстиями по вертикали 200 мм. При этом обеспечивается плотность перфорации, равная Ь отверстиям на 1 м ствола скважины. Такая плотность при 16 мм отверстии обеспечивает коэффициент гидродинамического несовершенства по характеру вскрытия 31 при диаметре скважины по долоту ( 190 мм, а при обычно применяемой кумулятивной перфорации типа ПКС-80

при той же плотности этот коэффициент составляет 47.

Затем в отверстия заворачивают заглушки, изготовленные из алюминиевого сплава марки АЛ 2 (ГОСТ 2685- 75).

Отрезок заглушенных труб помещают в цилиндрический картонный кожух с внутренним диаметром 190 мм и кольцевое пространство заполняют тампонаж- ным раствором, изготовленным составом при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 55,5, каустическая сода 5,0; магниевый порошок 6, 2J вода 33,3.

После 24-часового ожидания затвердения цемента снимают картонный кожух и заполняют трубы на 50 мм выше верхней заглушки, ингибированной 21%-ной соляной кислотой.

При этом происходит реакция с алюминиевой заглушкой, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с тампо- нажным камнем, в течение 3 ч создает в колонне и цементном кольце сквозные

Характеристика цементных растворов и камней

Таблица2

Значение величин прочности образцов на сжатие и растворимость цементных камней в зависимости от содержания в них каустической

соды и магния

10

j,

0372б

отверстия 6,7 диаметром соответственно 16 и 22 мм.

Применение данного состава при цементировании исключает попадание соляной кислоты в слабосцементированные песчаные коллекторы, тем самым сохраняя скелет пласта без разрушения, обеспечивая целостность цементного кольца и улучшая условия эксплу атации скважины. Формула изобретения

Состав для цементирования прифильт- ровой зоны скважины, включающий цемент, наполнитель и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения проницаемости камня при одновременном сохранении его целостности, он дополнительно содержит каустическую соду, а в качестве наполнителя магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент54,6-56,5

Каустическая сода 4,5-5,5 Магний5|7-6,6

ВодаОстальное

Т а б л и ц а 1