Способ получения смеси для тампонирования зон поглощений в буровых скважинах Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к области борьбы с осложнениями, в частности к способам получения тампонирующих смесей для изоляции зон поглощений при бурении скважин.

Известен способ получения тампонаж- ной пасты для изоляции поглощающего пласта, заключающийся в смешении одного объема раствора полиакриламида с тремя объемами минерализованного глинистого раствора. Недостатком данного способа является необходимость точной дозировки соотношений компонентов, что затруднено в условиях буровой. При уменьшении дозировки полиакриламида последний размывается буровым раствором, при увеличении соотношения полиакриламида по отношению к глинистой суспензии происходит полная коагуляция полиакриламида и образуется вязкая непрокачиваемая паста, которую невозможно продавить в пласт. Кроме того, полученная паста имеет низкие показатели механических свойств (прочность 1,5 сПа) и низкую способность к закреплению в поглощающих пластах.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ получения смеси для тампонирования зон поглощений, заключающийся в том, что глинистый раствор, приготовленный на 7- 15% водном растворе поливалентного металла, смешивают с 10% водным раствором гидролизованного полиакрилнитрила в равных объемах.

Недостатком данного способа является то, что при смешении указанных компонентов происходит мгновенное образование высоковязкой упругой массы в бурильных трубах. Продавливание этой массы в пласт вызывает ряд технологических трудностей, а именно необходимость создавать для закачки смеси высокое давление, Кроме того, полученные пасты обладают низкими прочностными свойствами (прочность 1,85 сПа) и низкой способностью к закреплению в поглощающих каналах.

сл

с

VJ сл о сл

со

00

Целью изобретения является повышение качества смеси за счет возможности регулирования параметров набухания с одновременным улучшением экологии. Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим перемешивание глинистого раствора с гидролизованнным полиакрилнитрилом.

Перемешивание до однородной массы осуществляют при соотношении глинистого раствора с гидролизованным полиакрил- нитрилом 3:1. полученную однородную массу обращают в твердый наполнитель с размером частиц 0,3-6,0 мм, с последующим его вводом в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15-30% от массы глинистого бурового раствора.

В предлагаемом способе получения смеси для тампонирования зон поглощений обработанный полимером глинистый раствор обращают в твердый наполнитель, после чего вводится в любой раствор, используемый для изоляции и обладающий регулируемой фильтроотдачей, Полученный наполнитель в зависимости от размера частиц обладает регулируемым временем набухания, что позволяет закачать его в зону поглощения без осложнений. Попадая в поры и трещины поглощаемого пласта, материал, разбухая и увеличиваясь в объеме, образует непроницаемую упругую массу.

Осуществление способа приготовления смеси проводилось в лабораторных условиях в следующей последовательности.

В глинистый буровой раствор плотностью 1230 кг/м3; условной вязкостью 28 с; водоотдачей 8 см /30 мин; статическим напряжением сдвига через 1 мин - 16 дПа; 10 мин - 24 дПа был введен гидролизован- ный полиакрилнптрил (гипан) из расчета 1 весовая часть полимера, 3 весовых части твердой фазы, т.е. глины, в растворе.

В данном случае в растворе с плотностью 1230 кг/м3 в 1000 мл раствора содержится 370 г глины, следовательно, на 1 л раствора ввели 123 г полимера. Соотношение глины и полимера обосновано тем, что увеличение количества полимера не влияет на прочностные свойства конечного продукта, а уменьшение расхода полимера снижает их (табл.1).

После перемешивания полученную массу обезвоживали путем высушивания при температуре 100-105°С и дробили на фрезерной мельнице.

Зависимость прочностных свойств сухого наполнителя от соотношения глины в растворе и полимера приведена в табл.1.

В результате дробл ения получается мелкозернистая масса, которая в зависимости от размера частиц обладает различным временем набухания (табл.2).

Зависимость времени набухания от размера частиц приведена в табл.2. Полученную мелкозернистую массу ввели в отработанный буровой раствор в количестве 15-30% (табл.3) от массы самого раствора. Количество вводимого наполнителя 30% обусловлено тем, что при повыше- нии содержания наполнителя получается труднопрокачиваемая масса с растекаемо- стью по конусу АзНИИ 14 см, что исключает использование цементировочного агрегата для закачки смеси в зону поглощения, т.к. минимальная растекаемость, при которой агрегат способен перекачивать раствор, равна 14 см. При снижении наполнителя менее 15% получается низковязкий раствор, что приведет к уходу раствора вглубь пласта (табл.3).

Зависимость вязкости смеси от содержания наполнителя в растворе приведена в табл.3.

Затем были замерены прочностные свойства полученного наполнителя в зависимости от процесса увлажнения (табл.4).

Зависимость прочностных свойств от величины набухания приведена в табл.4.

Лабораторные исследования показали возможности получения смеси с регулируемым временем подвижности и достаточными прочностными свойствами.

В промысловых условиях способ осуществляли в следующей последовательности. Характеристика скважины: Глубина залегания

поглощающего пласта, м1350

Мощность поглощающего пласта,м4 Интенсивность поглощения, м3/час55 Интервал установления пакера, м1300 Тип коллектора порово-трещиноватый Для изоляции зоны поглощения был взят буровой глинистый раствор плотностью 1230 кг/м ; условной вязкостью 28 с; водоотдачей 8 см /30 мин; статическим напряжением сдвига через 1 мин-16, 10мин-24дПа.

В глинистый раствор был введен с помощью цементировочного агрегата полимер в количестве: 1 весовая часть полимера и 3 весовых части твердой фазы в растворе. В данном случае при плотности 1230 кг/м3 в 1 м3 раствора содержится 370 кг глинистой составляющей, следога- тельно, на 1 м3 раствора ввели 123 кг полимера.

В качестве полимера был использован гидролизованный полиакрилнитрил марки Сайпан.

После перемешивания полученную массу обезвоживали путем высушивания при 100-105°С и дробили на фрезерной мельнице. В результате дробления получили мелкозернистую массу, которую ввели в буровой раствор в количестве 30%. Полученная смесь имела плотность 1320 кг/м3; условную вязкость 45 с; водоотдачу 8 см3/30 мин.

Для изоляции зоны поглощения было использовано 10 м3 бурового раствора и введено в него 30% мелкозернистой массы. Полученную смесь через пакер задавили в поглощающий пласт при давлении 50 атм. После выдержки 1 час произвели опрессов- ку пласта водой, при этом поглощение составило 2-3 м3 за ч. при давлении 60 атм. После чего произвели распакеровку и продолжили процесс бурения без осложнения.

Положительный эффект был достигнут за счет того, что частицы наполнителя, попадая в поры и трещины пласта и заполняя их, в зависимости от содержания водной фазы, увеличиваются в объеме, сохраняя при этом достаточную прочность и вязкость (табл.4), что исключает вымывание их вглубь пласта, чем и объясняется качественная изоляция поглощающего пласта.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в еле дующем Благодаря созданию непроницаемого прочного барьера в поглощающем пласте снижается расход материальных затрат и время проведения изоляции. Кроме того, возможность использования отработанного бурового глинистого раствора позволяет сохранить экологию окружающей среды

Формула изобретения Способ получения смеси для тампонирования зон поглощений в буровых скважинах, включающий перемешивание до однородной массы глинистого раствора с гидролизованным полиакрилнитрилом,о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества смеси путем обеспечения возможности регулирования параметров набухания с одновременным улучшением экологии, перемешивание до однородной массы осуществляют при соотношении глинистого раствора с гидролизованным поли- акрилнитрилом 3:1. полученную однородную массу обращают в твердый наполнитель с размером частиц 0,3-6,0 мм с последующим его вводом в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15-30% от массы глинистого бурового рас- твора,

Таблица 1

Сущность изобретения: перемешивают до однородной массы глинистый раствор с гидролизованным полиакрилнитрилом при их соотношении 3:1. Обезвоживают полученную массу путем высушивания при температуре 100-105°С. Дробят в мельнице до размера частиц 0,3-0,6 мм. Вводят полученный наполнитель в отработанный глинистый буровой раствор в количестве 15-30% от массы глинистого бурового раствора. 4 табл.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4