Тампонажный материал Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для крепления и ремонта нефтяных и газовых скважин, расположенных в условиях воздействия минерализованных пластовых вод и с проявлением сероводорода.

Цель изобретения - повышение качества изоляции скважин за счет обеспечения высоких прочностных, упругодеформацион- ных, антикоррозионных и адгезионных свойств тампонажного камня к щелочным и кислотным поверхностям.

Поставленная цель достигается тем, что полимерный тампонажный материал, включающий кремнийорганическое соединение на основе силана или олигосилоксана дополнительно содержит фурфуролацетоновый мономер ФА (ФАМ) при соотношении компонентов, мас.%:

фурфуролацетоновый мономер

на основе

монофурфурилиденацетона

и дифурфурилиденацетона 70,0-96,0

олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилан

или олигоэтоксиметилгидридсилметиленсилоксисилан

или олигооргзноэтоксихлорсилоксан1,0-10,0

кислотный или щелочной

отвердитель3,0-20,0

Кремнийорганические соединения оли- гооксиметилгидридсилметиленсилоксисил ан, олигоэтоксиметилгидрмдсилметиленсию

OKKS&

ел

8

локсисилан и олигоорганоэтоксихлорсилок- сан выпускаются по ТУ 6 02-1294-84 и ТУ 6-02-4-58-85. В качестве отвердителя применяются хлорное железо или бензолсульфо- кислота или гексаметилендиамин или полиэтиленполиамин.

ФурфуролацетонЬвый мономер ФА (ФАМ) выпускается по ТУ 59-02.039Ш-79 и . состоит в основном из монофурфурилидена- цетона (1) и дифурфурилиденацетона (2)

;;; О-сн :си-с-сн3;

-- :-Г-, : О-1

u

о

сн сн-Ь-сн сн-О

о

Введение в полимерный тампонажный материал фурфуролацетонового мономера ФА (ФАМ) и кремнийорганического соединения в указанном диапазоне позволяет расширить область применения полимерного тампонажного материала путем его кислотного или основного отвердителя; обеспечить высококачественный адгезион- ный контакт в зонах стенка скважины-тампонажный материал и тампоиажный материал - обсадная колонна; достигнуть высокие технико-эксплуатационные показатели и практически универсальную коррози- онную стойкость материала благодаря полифункциональности фурфуррлацетоно- БОГО мономера и связывания олигооргано- силанами реакционной воды, образующейся при поликонденсации мономера ФА (ФАМ); улучшить физико-механические и упругодеформационные свойства тампонажного камня за счет пластифицирующего воздействия олигоорганосиланов на Фурфуролацетоновый полимер путём участия кремнёорганичёского геля в построении структуры трехмерносшитого фурфуролацетонового полимера; блокировать отрицательное воздействие пластовой воды на процесс отверждения мономера ФА (ФАМ). связывая ее олигоорганосилана- мй в порах пласта при их гидротйческрй поликонденсации. /V

8 качестве отвердителей полимерного тампонажного материала при кислотном от- верждении могут быть использованы бензо- льсульфокислота, толуолсульфокислота, H2SQ4, хлориды ряда металлов и др., а при основном отвёрждении полиэтйленполиа- мин, гексаметилендиамин и т.д.

Для расширения областей применения полимерного тампонажного материала с целью понижения или повышения его плотности используют наполнители. В качестве

и

10

15

20

25

наполнителей могут быть применены перлит, керамзит, кероген, графит, кварцевый песок. барит, магнетит и др.

Конкретные составы полимерного тампонажного материала представлены в табл. 1. Данные исследований физико-механических свойств полимерного тампонажного материала для крепления и ремонта скважин; раствора и камня во всех его граничных значениях (по содержанию компонентов в мас.%) приведены в табл. 2.

П рим е р I. В емкость загружают70г фурфуролацетонового мономера. 10 г кремнийорганического соединения, перемешивают 1-2 мин и добавляют 20 т хлорного железа. Раствор перемешивают 3-5 МИн. Полученный тампонажный раствор имеет плотность 1,13 г/см3, растекаёмрсть 15 см, время начала загустения 150 мин. Камень на основе полимерного тампонажного раствора характеризуется прочностью при сжатии 15,2 МПа, прочностью при изгибе 11,5 МПа, модулем упругости 27,5 х 103 МПа, коэффициентом коррозионной стойкости 0,96; ад- гезией 3,0 МПа.

П р и м е р 2. В емкость загружают 80 г фурфуролацетонового мономера, 1 г кремнийорганического соединения; перемешивают 1-2 мин и добавляют 19 г 30 гексаметйлендиамина. Раствор перемешивают 3-5 мин, Полученный тампонажный раствор имеет плотность 1,127 г/см3, расте- каемость 15 см, время начала загустения 160 мин. Камень на основе полимерного тампонажного материала характеризуется прочностью при сжатии 12,5 МПа, прочностью при изгибе 10,0 МПа; модулем упругости 24,5 х 103 МПа, коэффициентом коррозионной стойкости 0,93; адгезией 3,2 МПа.

П р и м е р 3. В емкость загружают 90 г фурфуролацетоновбго мономера, 5 г крем- нййорганического соединения; перемешивают 1-2 мин и добавляют 5 г хлорного железа. Раствор перемешивают 3-5 мин. Полученный тампонажный раствор имеет плотность 1,13 г/см3, растекаемость 15 см, время начала загустения 180 мин. Камень на основе полимерного тампонажного раствора характеризуется.прочностью при сжатии 17,5 МПа, прочностью при изгибе 14,0 МПа, модулем упругости 32,5 х 103 МПа, коэффициентом коррозионной стойкости 0,9(5 и ад- гезиёй 3,6 МПа.

Технология приготовления полимерного тампонажного материала для крепления, ремонта скважин не отличается от приготовления традиционных тампонажный материалов. Комгтрненты полимерного тампонэжного материала доставляются на буровую установку, где производится их

35

40

45

50

55

смешение по общепринятой технологии без дополнительных операций.

Как видно из табл. 2. при введении в тампонажный материал фурфуролацетоно- вого мономера, кремнийорганического сое- динения и отвердителя в количествах за пределами диапазона изобретения ухудшает прочностные, упругодеформационные, антикоррозионные и адгезионные свойства тампонажного камня.

Таким образом, применение тампонажного материала для крепления скважин и проведения в них ремонтно-изоляционных работ без дополнительных технологических затрат позволит повысить долговечность конструкции скважин, находящихся в пластовых условиях с повышенной агрессивностью пластовых флюидов.

Формул а изобрете нйя 1. Тампонажный материал, включающий кремнийЙрганическое соединение на основе силана или олигосилоксана и кислотный или щелочной отвердитёлъ, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения ства изоляции за счет улучшения прочностных, упругодеформационных, антикоррозионных и аДгезионных свойств

тампонажного камня, он дополнительно содержит фурфуролацетоновый мономер не основе монрфурфурилиденацетома и ди- фурфурилйденацетона, а в качестве крем- нийорганического соединения на основе силана или ояигосилоксанаолигооксиметйл- гидридсилметиленсилоксисйлан или олиго- этоксиметилгидридсилметиленсилоксисил- ан или олигоорганоэтоксихлорсипоксан fipn следующем coot ношении компонентов, мас.%, ; ; . .:-..- , - . : ;

Фурфуролацетоновый мономер

на основе ; . . . . -.-

мвнофурфурилиденацетона

и дифурфурилиденацетона 70-96

Олигооксиметилгчдридсилметиленсилоксисилан или

олигоэтоксиметиягидридсилметйленсилоксисилан

или олигоорганоэтоксихлор- ; сйлоксан,, 1-10

кислотный или щелочной

отвердитёль3 20

2, Материал по п;1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что в качестве кислотного или щелочного отвердителя он содержит хлорное железо или бензолсульфокислоту или гекса- метилендиамйн или полиэтилен л олиамин. .

Сущность изобретения: материал содержит в мае. % фурфуролацетоновый мономер (Ф AM) на основе монофурфурилиденаце- тона и дифурфурилиденацетона 70,0-96,0, олигооксиметилгидридсилметилен- силоксисилан или олигоэтоксиметилгидрид- силметилеисилоксисилан или олигооргано- этоксихлорсилоксан (ООС) 1,0-10.0 и кислотный или щелочной отвердитель (хлорное железо или бензолсульфокислоту или гекса метилен диамин или полиэтияенполиа- мин) 3,0-20,0. Перемешивают ФАМ с ООС 1-2 мин. Добавляют отвердитель и перемешивают 3-5 мин К. Характеристика материала: повышается качество изоляции за счет улучшения прочностных, упруго деформационных, антикоррозионных и адгезионных свойств тзмпонажного камня. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Составы полимерного тампонажного Материала

Таблица 1

физико-механические и химические свойства полимерного тампонэжного материале в сравнении с прототипом (А.С, 150С762)

Таблица