Тампонажный раствор Советский патент 1980 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР

1

Изобретение относится к производству тампонажных растворов, в частности для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в высокопористых, кавернозных пещеристых и трещиноватых породах при полной интенсивности поглощения бурового раствора 100-180 , а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента, и может быть 10 использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле.

Известен цементно-полимерный тампонажный раствор для изоляции водо-. притоков. Он содержит цемент 5 эпоксидно-алифатическую смолу ТЭГ-1, отвердитель смолы - полиэтиленполиамин (ПЭПА) и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:

Цемент 10020

ТЭГ-1 4-6

ПЭПА 0,8-1,2

Вода 45,2-65,2 И .

Однако указанный тампонах ный материал не обеспечивает качественной 25 изоляции зон поглощений водопритоков, поскольку у него отсутствуют адгезионные свойства в ранние сроки схватывания. Кроме того, он характеризуется низкими закупоривающими свойс5вам1}з0

поэтому легко размывается пластовыми водами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является тампонажный раствор для изоляции зон поглощения в закарстованных породах. Он содержит ,цемент, полиакриламид (ПАА), хлорид кальция и воду при следующем соотношении компонентов, -вес.ч:

Цемент 100

ПААО,1

Хлорид кальция 5

Вода45 f2l .

Однако у этого известного состава .также отсутствуют адгезионные свойст-; ва в ранние сроки схватывания. Кроме , того, этот состав характеризуется малой первоначальной густотой, низкой пластической прочностью и большими сроками схватывания, что не позволяет качественно производить тампонажные работы, особенно при полной интенсивности поглощения бурового раствора(до. 180 ), а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. В таких условиях известный состав размывается.

Целью изобретения является получение тампонажного раствора, которыП Обладалбы адгезионными свойствами в ранние сроки схватывания и одновреме но имел бы повышенную густоту, высокуго пластическую прочность и малые сроки схватывания. Это достигается тем, что тампонаж ный раствор дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч: Цемент Полиакриламид 0,1-0,3 3,4-5 Хлорид кальция Кальцинированная О,(«7-0,2 40-60 : Благода ря тому, что в раствор, в чающий ПАА, вводят кальцинированную ,соду, происходит гидролиз полиакрил мида. Наличие гидролизованного пол акриламида приводит к появлению у р JTBOpa высоких адгезионных свойств в ранние сроки схватывания с одновременным повышением его структурноМеханических свойств. Приме р. Для получения пред лагаемого тампонажного раствора бе портландцемент тампонажный, поли ёкриламид (ПАА) (Т( iS-01-1 049-76) , йредставляющий собой желеобраэнбе ещество/ Орид кальция /ГОСТ 446077/- белый аморфный порошок ; соду кальцинированную /ГОСТ 5100-73/ белый порошок; водопроводную воду, общей жидкостью 5-6 мг-экв/л. Вначале в отдельной емкости готовят 2,5%-ный раствор гидролизованного раствора полиакриламида (ПАА).Для этого в 3,83-11,5 мл воды при температуре растворяют 0,067-0,2 г кальцинированной соды, а затем в этом растворе растворяют 0,1-0,3 г ПАА. Полученный раствор охлаждают до I OMнатной температуры. В другой емкости готовят раствор хлорида кальция, для чего 3,5-5 г последнего растворяют в оставшемся количестве воды.На получен- ; ном растворе хлорида кальция затворяют 100 г цемента. Затем в цементный раствор вливают ранее приготовленный 2,5%-ный раствор гидролизованного полиакриламида и перемешивают все в течение 1 мин со скоростью 100 об/мин, В каждом опыте определяют адгезионные и структурно-механические свойства образовавшегося тампонажного раствора. Свойства тампонажного раствора сравнивают со свойствами известного раствора, содержащего цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду. Данные о компонентном составе и свойствах предлагаемого и известного тампонажных растворов приведены в табл. 1. .

Предлагаемый состав

Таблица

Предельные и оптимальные значения предлагаемого тампонажного состава, выявленные на основании испытаний, приведены в табл. 2.

Таблица 2 Предлагаемый тампонажный раствор по сравнению с известным имеет ряд преимуществ. Он обладает адгезионными свойствами у5хе в ранние сроки схватывания (через 6 ч), в то время как известный состав в такой промежуток времени вообще не приобретает эти свойства. Кроме того, первоначальная густота его выше в 11-19,5 раза, пластическая прочность выше в 4,3-13,5 раза, короче сроки схватывания: начало схва тывания короче в 1,6-2 раза, а конец схватывания - в 1,3-1,7 раза. Благодаря тому, что тампонажный раствор одновременно обладает как адгезионными свойствами в ранние сроки схватывания, так и высокими структур НС-механическими свойствами, создается возможность производить качественную изоляцию зон поглощений и водопритоков за одну обработку в высокопористы кавернозных, пещеристых и трещиноватых породах даже при полной интенсивности поглощения бурового раствора, достигающего до 130 м /ч, а также «при наличии нескольких провалов бу- . рильного инструмента. При использо-. вании известного состава в таких условиях качественной изоляции достичь

очень трудно, так как состав размывается и заливку обычно ведут несколько раз .

Кроме того, при использовании тампонажногЪ раствора ускоряется время бурения осложненных скважин, так как уже в ранние сроки схватывания у него проявляются высокие адгезионные свойства, т, е. практически уже через 6 ч можно проводить бурение образовавшегося в Скважине тампонажного стакана, У известного тампонажного раствора адгезионные свойства вообще отсутствуют в ранние сроки схватывания, что ведет к его размыванию пластовыми водами, к повторнЕлм заливкам, к длительному выдерживанию скважины до образования тампонажного стакана (более 10 ч) ,что увеличивает время бурения. Формула изобретения Тампонажный раствор для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в закарстованных и трещиноватых породах, содержащий в качестве основы цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что, с целью придания составу адгезионных свойств в ранние сроки схватывания с одновременным повышением густоты, пластической прочности и сокращением сроков схватывания, он дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч: Цемент100 Полиакриламид 0,1-0,3 Хлорид кальция 3,5-5 Кальцинированная сода0,067-0,2 Вода40-60 Источники информации, принято во внимание при экспертизе 1.Женов В. Г.. Ермолаев Ю. Н. РНТС Нефтепромысловое дело. М., ВНИИОЭНГ, 6, 1977, с. 23-26. 2.Тематический научно-технический обзор Эффективность применения тампонажных ласт для ликвидации зон поглощения. Сер. Бурение, М., ВНИИОЭНГ, 1974, с, 43 (прототип).