Способ и состав для тампонажа горных пород Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Иэобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, горно-добывающей промышленности, инженерному строительству, а именно к способам и составам для изоляции проницаемых пластов в низкотемпературных скважинах, укрепления неустойчивых горных пород и несвязных грунтов.

Цель изобретения - повышение эффективности тампонажа за счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчивости к размыву и растворению промывочными и пластовыми жидкостями.

Способ тампонажа горных пород состоит в закачивании в них высококониеп- трированного водного раствора сопи, в

качестве которого используют водный раствор кальцинированной соды, содержащий не менее 25,9% соды. В промысловых условиях тампонирующую смесь приготавливают в следующей последовательности. Например, в отдельной емкости, обвязанной с насосом или цементировочным агрегатом в 3 м воды (62,5 мас.%) растворяют 1 ,8 т

(37,5 мас.%) кальцинированной соды. Воду предварительно нагревают до (20- 25)С с помощью пара от котельной или электронагревательными элементами. Растворение соды идет с выделением тепла и температура приготовленного раствора достигает (40-42)°С. При этой температуре растворяется максимальное количество соли.

Верхняя граница концентраций каль- ципированной соды определилась стабилизацией показателей по размываемости и растворимости кристаллического камня в воде, нижняя граница - значениями размываемости тампонажного камня и ко личеством фильтрата после кристаллизации в сравнении с аналогом. Таким образом, оптимальная область концентрации кальцинированной соды тампонирующих составов находится в пределах 25,9-37,5 мас.%. Результаты представлены в табл.1.

Способ тампонажа горных пород осуществляют следующим образом.

Для изоляции проницаемых пластов

в низкотемпературных скважинах приготовленную тампонирующую смесь закачивают чгрез гидромеханический или раз- буриваемни пакер, установленный выше проницаемой зоны, с целью обеспечения минимального разбавления ее промывочной жидкостью в скважине при доставке в пласт. Начальная температура закачивания смеси в пласт определяется расчетным путем по методике Нерба- ня А.Н. ив случае, если она превышает температуру приготовленного раствора, то тампонирующий cociaB дополнительно подогревают.

Для закрепления неустойчивых пород в стволе скважины тампонирующую смесь закачивают через бурильные трубы и размещают напротив интервала обливающихся или неустойчивых пород. Гехно- логия работ предусматривает выше и ни же пачки тампонирующей смеси разметат буферную жичкопь, препятствующую ин leHcuBHorw смешению основного импонирующего состава с буровым раствором в скважине.

Для закрепления несвязанных грунтов приготовленный тампонирующий состав закачивают через специальные перфорированные трубы, забитые в грунт или мелкие скважины.

П р и м е р. В 100 г (74,1 мас.%) воды, нагретой до (20-25)°С, растворяют 35 г (25,9 мас.%) , кальцинированной соды. Перемешивают с помощью лабораторной мешалки до полного растворения соды. После растн рения температура солевого раствора достигает (40-42) С. Время растворения и перемешивания 5-7 мин. Нагретый раствор в стеклянном стакане ставят в ВОДЯНУЮ ванну с проточной циркуляцией водопроводной воды для охлаждения и кристаллизации. Время охлаждения ра стнора, кристаллизации и укрепления структуры в проведенных опытах составляли 24 ч. После этого полученные образцы кристаллического камня подвергались испытанию на размываемоеть и растворимость.

В табл.2 показаны прочностные характеристики различных насыпных грунтов при их тампонировании предлагаемым способом. В табл.3 приведены данные о растворимости кристаллического камня кальцинированной соды в буровых растворчх п пластовой жидкости.

Применяемые для лабораторных и экспериментальных исследований химические реагенты, приборы, методики исследований отражены в акте лабораторных испытаний.

Использование предлагаемого способа и состава позволит повысить эффективность тампонажных работ за счет увеличения прочности образующего кристаллического камня, повышения его стойкости к размыву и растворению промывочными и пластовыми жидкостями, а также расширить область применения по сравнению с известным.

Формула изобретения

Способ и состав тампонажа горных пород путем закачивания в них нагретого высококонцентрированного раствора соли, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тампончжа за счет увеличения прочности кристалпичрского камня и его ус-

516454606

тойчивости к размыву и растворениюводного раствора соли используют водпромывочными и пластовыми жидкостями, ный раствор кальцинированной соды, в качестве высококонцентрированногосодержащий не менее 25,9% соли.

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геопогоразведоч- ных скважин, горно-добывающей промышленности, инженерному строительству. Цель изобретения - повышение эффективности тампонажа за счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчивости к размыву и растворению промывочным и пластовыми жидкостями. Закачивают в горные породы высококонцентрированный водный раствор соли, в качестве которого используют высококонцентрированный водный раствор кальцинированной соды, причем кальцинированная сода и вода взяты при следующих соотношениях, мас.%: сода кальцинированная 25,9-37,5; вода остальное. В промысловых условиях для приготовления смеси в отдельной емкости, образованной с насосом или цементировочным агрегатом, растворяют кальцинированную соду в предварительно нагретой до 20-25°С воде. Растворение соды идет с выделением тепла и температура поднимается до 40-42°С, что позволяет растворить максимальное количество соды. После охлаждения раствора соли в пласте образуется кристаллический камень прочность которого, а также стойкость к размыву и растворению промывочными и пластовыми/ жидкостями выше , чем у известных. 3 табл. (Я ф -и СП Јь ет

Свойства исследованных тампонирующих составов

62,5 62.5

62,5

62,5 62,5

Песок просеянный с раз- 10,8 мерами 0,5-1 мм

Гравий мелкосреднезернис- 160 тый с песком (размеры частиц песка 0,5-1 мм)

Доломит дробленньЛ с раз- 1800 мерами 2-10 мм

Аргиллит дробленный с раз- 420 мерами до 5 мм

Т а Л л и ц а I

Таблиц

12,0 8,4

5,6

19,9 11,3

В воде

137,562,5 50,442,6 35,8 20,5 7,1

В рассоле

237,562,5 51,143,8 37,0 25,3 10,8 1,7

В рассоле Сиаофита

337,562.5 50,849,9 49,2 48,5 44,5 40,3 38,5 35,1 31,8 30,5 29,6 29,1 28,8

В пластовой воде

437,562,5 49,850,9 51.1 52,0 51,7 51,2 50,3 49,9 49,1 48,5 48,0 47,5 46,9

25

28

30