Тампонажный состав Советский патент 1991 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к тампонажным составам для изоляции зон поглощения при бурении и проведении ре- монтно-изоляционных работ (РИР) в скважинах.

Целью изобретения является увеличение времени отверждения тампонажного состава и повышение твердости образующегося полимера.

Сущность изобретения заключается в том, что в известный тампонажный состав, содержащий технические лигносульфона- ты (ЛСТ), бихромат натрия, алюмохлорид - продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной

массы в процессе алкилирования бензола пропиленом, и воду, дополнительно вводят бентонит и хлоргидрат аминопарафина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ЛСТ (в пересчете

на сухое вещество)22-30

Бихромат натрия4-8

Алюмохлорид - продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом5-10

Бентонит3-10

о о

00 ON

СО

4

Хлоргидрат аминопа-,

рафина формулы

Ci5HsiNH2HCi0,1-1,0

ВодаОстальное

ЛСТ являются побочным продуктом целлюлозно-бумажного производства, представляющим собой кальциевые, натриевые, аммониевые или кальциево-на- триевые соли лигносульфоновых кислот. ЛСТ выпускают в виде жидкого или твердого продукта:

Наиболее подходящими для использования при приготовлении тампонажного состава являются жидкие ЛСТ марок А и В и твердые ЛСТ марки Т. ЛСТ жидкие марки А характеризуются улучшенными связующими свойствами, ЛСТ жидкие марки В являются продуктом общего назначения.

Жидкие ЛСТ представляют собой жидкость темно-коричневого цвета с 47,0 мае. % марки А, и 50,0 мас.% марки В, Плотность ЛСТ указанных марок при 20°С соответственно равна 1,23 и 1,24 г/см3. Твердые ЛСТ марки Т представляют собой тонкодисперсный порошок светло-коричневого цвета с не менее 76,0 мас.% сухих веществ, рН 20%-ного раствора ЛСТ марки А равно не менее 4,4; марки В и Т - не менее 4,5,

Технический бихромат натрия Na Cr207 выпускают в виде неслеживающихся кристаллов и гранул от светло-желтого до темно-красного цвета.

Алюмохлорид - продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкили- рования бензола пропиленом является отходом производства изопропилбензола.

Алюмохлорид представляет собой жидкость светло-желтого или серого цвета с зе- леновытым оттенком плотностью 1,18 - 1,247 г/см3 с содержанием основного вещества в пересчете на АЮз в пределах 200- 300 г/л. Алюмохлорид обладает кислотными свойствами: рН товарного раствора алю- мохлорида 0,8-2,0.

Хлоргидрат аминопарафина (коллектор АНП-2М)- продукт, получаемый из парафина нефтяного происхождения, улучшенного качества и применяемый в нефтедобывающей промышленности. Эмпирическая формула CisH3lNH2 HCI, Коллектор АНП-2М представляет собой жидкость темно-коричневого цвета плотностью 0,9-1,0 г/см . Аминное число не менее 11,5, в 100 г воды 1 г коллектора АНП-2М растворяется без заметной мути.

Для приготовления тампонажного состава используют пресный неутяжеленный глинистый раствор плотностью 1,35 г/см3 с содержанием бентонита 42,13 мас.%.

Проведенными лабораторными исследованиями установлено, что введение в тампонажный раствор бентонита и коллектора АНП-2М приводит к увеличению вре- мени его отверждения и повышению прочностных свойств образующегося полимера.

В таблице приведены результаты экспериментальной проверки состава при темпе- 0 ратуре26°С.

Исследования проводили по следующей методике.

Пробы состава готовили в стеклянных или фарфоровых стаканчиках и помещали в 5 термостат с заданной температурой.

Вначале готовили растворы АНП-2М в глинистом растворе и бихромата натрия в алюмохлориде, которые смешивали между собой и полученную смесь вводили в вод- 0 ный раствор ЛСТ. Время отверждения состава оценивали визуально. Твердость образовавшегося полимера оценивали с помощью прибора, предназначенного для измерения твердости резины по Шору, по- 5 еле суточного хранения полученного полимера в термостате.

Изменение времени отверждения тампонажного состава на основе ЛСТ и твердости образующегося полимера в зави- 0 симости от массовой доли бентонита и коллектора АПН-2М представлено в таблице.

Результаты экспериментов показывают, что введение в тампонажный состав на основе ЛСТ 3-10 мас.% бентонита и 5 0,1-1,0 мас.% коллектора АНП-2М обеспечивает увеличение времени отверждения состава по сравнению с известным в 2,5-3,5 раза (не менее 30 мин) и повышение твердости образующегося полимера в 1,5-1,8 0 раза. При этом введение каждого изуказан- ных реагентов порознь не обеспечивает достижение поставленной цели во всем диапазоне рецептур состава.

Так, при введении одного бентонита в 5 неразбавленные составы на основе ЛСТ (верхний предел содержания основного вещества - ЛСТ) приводит к увеличению времени отверждения состава и к повышению твердости получаемого полимера даже при 0 минимальной величине добавки бентонита. Однако, по мере разбавления состава (снижение содержан-ия ЛСТ), введение одного бентонита приводит к увеличению времени отверждения состава, в то время, как твер- 5 дость образующегося полимера не изменяется даже при введении максимального количества бенто.нита.

В свою очередь, введение в состав одного коллектора АНП-2М приводит к незначительному изменению величины времени

его отверждения, Во всех случаях введение в состав на основе ЛСТ одновременно бентонита и коллектора АНП-2М фиксирует усиление эффекта каждого из них и по замедлению отверждения и по повышению твердости.

Пределы возможного изменения содержания компонентов в данном тампонажном составе определены по результатам выполненных исследований, исходя из условий применения состава в скважинах:

Верхний предел ЛСТ обусловлен возможностью прокачивания водного раствора ЛСТ и готового состава насосами цементировочных агрегатов, нижний - ка- чеством образующегося из состава полимера (образующийся полимер из состава с меньшим содержанием ЛСТ характеризуется низкой твердостью - в два и более раз меньшей, чем у полимера данного состава).

Нижний предел бихромата натрия обусловлен пороговым значением содержания бихромата натрия, при котором образуется твердый полимер (из состава с более низким содержанием бихромата натрия обра- зуется густая неотверждающаяся масса), верхний - приемлемой величиной минимального времени отверждения состава (состав с более высоким содержанием бихромата натрия характеризуется величиной времени отверждения, исключающей его практическое использование - невозможность закачки состава в необходимых объемах).

Нижний предел алюмохлорида обус- ловлен пороговым значением содержания алюмохлорида, ниже которого образующийся полимер характеризуется низкой твердостью (в 2,5 и более раза меньшей, чем у примера из данного соста- ва), верхний - качеством образующегося полимера (увеличение содержания в составе алюмохлорида приводит к до- полнительномиу разбавлению состава со снижением содержания в нем ЛСТ).

Нижний предел бентонита обусловлен пороговым значением содержания в составе бентонита, при котором достигается необходимое время отверждения полимера (30 мин); верхний - качеством образующего- ся полимера (при большем содержании в составе бентонита образующийся полимер характеризуется хрупкостью).

Нижний предел коллектора АНП-2М обусловлен пороговым значением содержа- ния в составе коллектора АНП-2М, при котором начинает повышаться твердость образующегося полимера, верхний - значением содержания коллектора АНП-2М,

за пределами которого состав не отвержда- ется.

Тампонажный состав на основе ЛСТ применяют при проведении РИР в скважинах, осложненных наличием поглощений и связанных с закачкой больших объемов тампонажного состава для изоляции зон поглощений, вторичного цементирования кондукторов, восстановления герметичности и вторичного цементирования обсадных колонн, закупоривания в продуктивных пластах трещин особо больших размеров и т.д.

Тампонажный состав готовят с помощью двух агрегатов ЦА-320М путем раздельного одновременного закачивания в НКТ через тройник (штуцер) водного раствора ЛСТ и смеси глинистого раствора с коллектором АНП-2М и раствором бихромата натрия в алюмохлориде в заданном соотношении.

Смесь глинистого раствора с раствором бихромата натрия и коллектором АНП-2М готовят в мерной емкости одного из агрегатов ЦА-320 путем равномерного введения раствора бихромата натрия и коллектора АНП-2М в циркулирующий глинистый раствор и перемешивания их в течение 2 циклов циркуляции.

Раствор бихромата натрия в алюмохлориде готовят порциями в чанке (при необходимости в двух чанках) одноп из агрегатов ЦА-320М. Расчетное количество алюмохлорида (в объеме чанка) заливают в чанок и в процессе перемешивания лопатой (вручную) в него вводят заданное количество бихромата натрия. Перемешивание продолжают до полного растворения бихромата, после чего готовую порцию раствора перекачивают в мерную емкость агрегата.

Водный раствор ЛСТ заданной плотности доставляют к скважине в автоцистерне.

Формула изобретения

Тампонажный состав, содержащий технические лигносульфонаты, бихромат натрия, алюмохлорид - продукт, получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе эл- килирования бензола пропиленом, и воду, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени отверждения тампонажного состава и повышения твердости образующегося полимера, он дополнительно содержит бентонит и хлоргидрат амино- парафина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технические лигносульфонаты

(в пересчете на сухое

вещество)22-30

Бихромат натрия4-8

Алюмохлорид - продукт,

получаемый при отмывке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола

пропиленом Бентонит

Хлоргидрат амино- парафина Вода

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к тампонажным составам для изоляции зон поглощения при бурении и проведении ремонтно-изоляционных работ в скважинах. Цель изобретения - увеличение времени отверждения тампонажного состава и повышение твердости образующегося полимера. Тампонажный состав содержит следующие компоненты, мас.%: технические лигносульфонаты (в пересчете на сухое вещество) 22 - 30

бихромат натрия 4 - 8

алюмохлорид - продукт, получаемый при отмычке раствором хлористого алюминия реакционной массы в процессе алкилирования бензола пропиленом, 5 - 10

бентонит 3 - 10

хлоргидрат аминопарафина 0,1 - 1,0

вода остальное. Введение в состав на основе лигносульфоната одновременно бентонита и хлоргидрата аминопарафина усиливает эффект каждого из них по замедлению отверждения состава и по повышению твердости образующегося полимера. Состав готовится смешением водного раствора лигносульфоната и смеси глинистого раствора с хлоргидратом аминопарафина и раствором бихромата натрия в алюмохлориде в заданном соотношении. 1 табл.