Тампонажный состав Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для ликвидации появлений и поглощений, при установке цементных мостов в скважинах, осложненных проявлениями и поглощениями, а также при ликвидации негерметичности обсадных колонн.

Цель изобретения - равномерное распределение частиц вяжущего и утяжелителя в растворе и образование в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего

В качестве утяжелителя используется барит, модифицированный полифосфатом, по ОСТ 39-128-87.

В качестве вяжущего можно использовать портландцемент тампонажный, или /v ШПЦС, или УЩЦ, или ЦТУК, или УГЦ, или ОО ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос.C/J

Зола-унос теплоэлектростанций (ГЭС) 0s содержит, мас.%: Si02 56,7; 24,0; СЛ РеаОз 11,4; СаО 2,7; МдО 1,3; 2,3; NaaO |V 0,4; ЗОз - 0,5; п.п.п. - 7,0. Удельная поверх- (Ј ность золы-унос составляет 2000-2500 см2/г, плотность 2,45 г/см3.

В качестве щелочного реагента может ;00 быть использован едкий натр, или карбонат натрия, или щелочной плав, или содосуль- фатный плав.

Щелочной плав - отход содового производства, содержащий 99% гидроксида натрия.

Содосульфатный плав (ССП) - продукт обжига отхода капролактама, состоит из карбонатов, сульфатов и хлоридов натрия, Состав компонентов ССП, мас.%: №гСОз 54-57; NazSOa 22-27; NaC 10-14; NaOH 1,7-1,9; прочее - 6,4-7,0,

Введение в тампонажный состав, согласно предлагаемому изобретению, вяжущего и барита в соотношении 1:1-1:2,5 обеспечивает высокую скорость седиментации твердых частиц. Как показали исследования, частицы вяжущего и утяжелителя за счет электростатического взаимодействия обеспечивают адгезию друг другу и равномерное распределение их в потоке и камне. Показателем, характеризующим силу сцепления частиц барита и новообразований, является величина прочности на изгиб, .а показателем, характеризующим равномерность распределения частиц, является отношение прочности образующейся пробки в ее верхней и нижней частях. Регулятором такого равномерного распределения является определенное соотношение компонентов твердой фазы и рН среды, обусловленное количеством вводимой щелочи.

Щелочной реагент, с одной стороны, снижает жесткость воды затворения, способствуя ускорению седиментации частиц барита и формированию пробки, и с другой стороны, ускоряет гидролиз вяжущего, что обеспечивает в конечном итоге усиление адгезии частиц друг к другу и, как следствие, равномерность их распределения в камне. . Применение в качестве жидкости затворения не только пресной, но и пластовой.и морской воды также способствует из-за наличия в их составе солей-электролитов ускорению гидролиза вяжущего, компонента тампонажного состава.

Тампонажный состав готовят путем введения при нормальных условиях барита и вяжущего в воду затворения, содержащую щелочной реагент,

Скорость осаждения твердых частиц оценивали по объему образующихся из тампонажного состава пробок через 1 ч седиментации на модели, имитирующей скважину.

Внутренний диаметр трубки, в которой, устанавливают пробки, равен 25 мм. Приготавливают тампонажный состав и заливают его через внутреннюю трубку диаметром 12,5 мм. После заливки состава внутреннюю трубку извлекают и по градуированной шкале основной трубки через 1 ч определяют объем образующейся из тампонажного состава пробки.

0

0

5

Прочность и проницаемость состава определяют согласно ГОСТ 26798.0-85 на там- понажные растворы. Свойства разработанного тампонажного состава при- ведены в табл. 1.

В качестве воды затворения используют пресную, каспийскую морскую и пластовую воды месторождения Ташкум ПО Мангыш- лакнефть, химический состав которых приведен в табл. 2,

П р и м е р 1 (см, табл. 1, п. 1), В 500 мл (40,9 мас.%) морской воды растворяют 98 г (8,9 мас.%) едкого натра (каустическая.сода). Затем в раствор вводят смесь, состоящую из 6 307 г(25,1 мас.%) барита и 307 г(25,1 мас.%) золы-унос, и полученный состав перемешивают, Температура формирования пробки 300°С, давление 60 МПа. Через 1 ч сегментации объема раствора. Прочность камня на изгиб,-характеризующая величину адгезии твердых частиц друг к другу, через 48 ч твердения составляет 1,4 МПа. Равномерность распределения твердых частиц в камне равна 91% (отношение прочности на сжатие верхней части пробки к прочности на сжатие ее нижней части). Проницаемость проб- ки составляет 5,3 мД..

Приме р 2 (см. табл. 1, п.). В 16,0 мас.% пластовой воды растворяют 2,4 мас.% кар- боната натрия (кальцинированная сода). Затем в раствор вводят смесь, состоящую из 58,3 мае, % барита и 23,3 мае. % портландцемента тампонажного, и полученный состав перемешиваем, Температура формирования пробки 20°С, давление 0,1 МПа. Через 1 ч седиментации объем осевшей из тампонажного раствора пробки составляет 94% объема раствора. Прочность камня на изгиб, характеризующая величину адгезии частиц барита к новообразованиям вяжущего, через 48 ч твердения составляет 0,7 МПа. Равномерность распределения твердых частиц в камне равна 92%. Проницаемость пробки составляет 6,6 мД.

Применение приготовленного на пресной, пластовой или минерализованной воде тампонажного состава способствующего равномерному распределению частиц вяжущего и утяжелителя и образованию в камне сростков барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего, позволяет ликвидировать в скважине осложнения, связанные с поглощениями или газопроявлениями, Технология применения тампонажного состава не нарушает общего плана работ по скважине и не требует дополнительной техники.

Формула изобретения

1. Тампонажный состав, включающий вяжущее, барит модифицированный пол5

0

5

0

5

ифосфатом. щелочной реагент и воду затво- рения, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%:

Вяжущее14,6-42,1;

Барит, модифицированный полифосфатом25,1-58,6,

Щелочной реагент1,5-8,9,

Вода затворенияОстальное,

причем соотношение вяжущего к бариту составляет 1:1-2,5, рН жидкой фазы 12-13,5.

2.Состав по п. 1,отличающийся тем, что он содержит в качестве вяжущего портландцемент тампонажный или ШПЦС, или УШЦ, или ЦТУК или УЦГ, или ЦТПН, или

ТТМ, или золу-унос.

3.Состав по п. 1,отличающийся тем, что он содержит в качестве щелочного реагента едкий натр, или карбонат натрия,

или щелочной плав, или содосульфатный плав.

Таблица

Тампонажный состав содержит мас.%: 14,6-42,1 вяжущего, 25,1-58,6 барита модифицированного полифосфатом, 1,5-8,9 щелочного реагента и воду затворения - остальное. Соотношение вяжущего к бариту составляет 1:(1-2,5) рН жидкой фазы 12- 13,5. В качестве вяжущего состав содержит портландцемент тампонажный, или ШПЦС, илиУЩЦ, или ЦТУК, или УЦГ. или ЦТПН, или ТТМ, или золу-унос. В качестве щелочного реагента используют едкий натр, или карбонат натрия, или щелочной плав, или содо- сульфатный плав. В качестве воды затворения - пресную, морскую или пластовую воду. В воду затворения вводят щелочной реагент, перемешивают. Барит и вяжущее вводят в полученный раствор. Характеристики состава: равномерно распределяются частицы вяжущего и утяжелителя в растворе, в камне образуются сростки барита с высокой адгезией к новообразованиям вяжущего. 2 табл. сл с

Лродол ение табл.

Таблица2