Материал для изготовления скважинныхфильТРОВ Советский патент 1981 года по МПК B01J19/04 E21B43/08 

(54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКВАЖИННЫХ ФИЛЬТРОВ

Изобретение относится к изготовле нию скважинных фильтров и может быть использовано при добыче нефти для предотвращения пробкообразований и выноса песка из нефтяных и газовых скважин. Известны материалы для изготовления фильтров, включающие полимерное связующее и наполнитель р J Однако эти материалы для изготовления фильтров имеют малый диапазон регулирования проницаемости и сложну тех.нологию изготов;|ения фильтрующих элементов из них. Наиболее близким к предпоженному по технической сущности и достигаемому результату является материал, дл изготовления скважинных фильтров, включающий 100 вес.ч. водонерастворимого наполнителя, например кварцевого песка, 10-12 вес.ч. ;молы типа ФА или ФС-9 с отвердителем, содержащий сланцевые алкилрезорцины, альдегид и воду Г2 1 . Материал имеет проницаемость 3-5мкм и открытую пористость 15-20%. Однако фильтры изготовленные из указанного материала имеют малый диапазон изменения проницаемости, что препятствует регулированию дебита скважин и сложную технологию изготовления фильтров (необходимость уплотнения материала на прессе под давлением 3-4 Ша, термообработка изделия при в течение 20-24 ч). Кроме того, эти фильтры имеют -открытые поры, которые могут забиваться глинистыми частицами в процессе .спуска фильтра в скважину, что затрудняет освоение скважины и ведет к уменьшению ее дебнта. Цель изобретения повьпаение качества фильтров путем увеличения их проницаемости и упрощения технологии изготовления. Поставленная цель достигается тем, что материал для изготовления скважинных фильтров, включающий сланцешле алкилрезорцины, альдегид, водонерастворимый наполнитель и воду, дополнительно содержит водораствориьшй наполнитель при следующем соотношении компонентов, вес.%: Сланцевые алкилрезорцины 15-25 Альдегид10-15 Водонераствориья 1й наполнитель10-55Водорастворимый напол14-40нитель Вода ОстальноеВ качестве водорастворимого наполнителя материал содержит хлористый натрий или хлористый калий. Материал изготовляют следующим образом. Смесь тщательно перемешивают в течение 30-120 с и заливают в формы. 0т верждают материал при 5-6СГ С в течение 60-600 мин в зависимости от выбранного альдегида - отвердителя (формалина или уротропина). Затем из отвержденного материала удаляют водорастворимый наполнитель, прокачивая воду через изготовленный фильтр. Вымы растворимого наполнителя из материала можно осуществлять после спуска фильт ра в скважину. При этом, так как откр тая пористость материала до вымыва во дорастворимого наполнителя не превышает 5-10% кольматация фильтра во вр мя спуска его в скважину происходит в незначительной степени. Прокачивая воду через фильтр, находящийся в скв жине, вымьшают растворимый наполнитель. При этом пористость и проницае мость фильтра возрастают, что способ ствует успешному освоению скважины и увеличению ее дебита. После вымыва водорастворимого наполнителя пористый материал фильтра имеет следуюпще физико-механические свойства: открытая пористость 20-60% проницаемость 1-100 мкм. Большой диапазон регулирования проницаемости (1-100 мкм) и высокая прочность (4-8 МПа) материала для фильтров позволяют производить более полное и надежное отделение твердых частиц от добываемого флюида и существенно увеличить дебит скважин, оборудованных фильтрами из предлагаемого материала. В предложенном материале соотношение водорастворимой и водонераст воримой частей находится в пределах ОТ 1:4 до 4:1. Выход за указанные пределы не обеспечивает получение материала требуемого качества.Применяя наполнитель j: соотношением нерастворимой и водорастворимой части более 4:1, получают отвержденный материал, имеющий проницаемость 0,0020,010 мкм . Материал с такой низкой проницаемостью нельзя применять для изготовления скважинных фильтров. Применяя наполнитель с соотношением нерастворимой и водорастворимой части менее 1:4 получают отвержденный материал, имеющий проницаемость 120150 мкм и предел прочности при сжатии 1-2 МПа. Материал с такой низкой прочностью нельзя применять для изготовления фильтров. В то же время материал, имеющий предложенный компонентный состав, имеет предел прочности 4,5-8,0 МПа и диапазон изменения проницаемости 1-100 мкм. Материал с такой прочностью и проницаемостью может быть успешно применен для изготовления скважинных фильтров, используемых для борьбы с выносом песка. Кроме того, технология получения предлагаемого материала упрощается, так как отпадает необходимость в уплотнении материала на прессе под давлением 3-4 МПа и термообработке изделий при в течении 20-24 ч. Пример I. Приготавливают смесь, содержащую масс.%: состав ТС-10 (суммарные алкилрезорцины, моднфицированные щелочью и диэтиленгликолем 15-37%-ный формалин 10; вода 6; наполнитель 69. Наполнитель состоит из кварцевого песка и хлористого натрия в соотношении 1:1. Смесь перемешивают в тече/Л1е 10-30 с, заливают в формы и отверждают при 10-30 С в течение 3-4 ч. После отверждения удаляют солевой наполнитель, помещая образцы в проточную воду на 1-3 ч. После вымыва растворимого наполнителя пористый материал фильтра имеет следующие свойства: Предел прочности при сжатии, МПа Открытая пористость,% Проницаемость, мкмПри мер 2. Готовят смесь, как указано в примере I, но наполнитель готовят из кварцевого песка и хлористого натрия в соотношении 1-4. После отверждения и вымыва солевого наполнителя пористый материал имеет сле. дующие свойства: Предел прочности при сжатии, МПа4,5 Открытая пористость,% 60 Проницаемость, мкм 100 П р и м е р 3. Готовят смесь, ка указано в примере 1, но наполнитель готовят из кварцевого песка и хлори того натрия в соотношении 4:1 Посл отверждения и вымыва солевого напол нителя пористый материал имеет следующие свойства: Предел прочностипри сжатии, МПа7,5 Открытая пористость,% 22 Проницаемость, мкм 1,0 П р и м е р 4. Готовят смесь, со держащую, масс.%: состав TC-IO 25; уротропин 10; вода 15; наполнитель Наполнитель состоит из кварцевого п ка и хлористого натрия в соотношении 1:1. Смесь перемешивают в течение 10-30 с, запивают в формы и отверждают при 50-60°С в течение 6-8 После отверждения удаляют солевой н полнитель, помещая образцы в проточ ную воду на 1-3 ч или прокачивая во .через них в течение 1-2 ч. После вымыва солевого наполнител пористый материал имеет следующие с ства: : Предел прочности при сжатии, МПа7 Открытая пористость,% 35 Проницаемость, мкм 11 П р И м е р 5. Готовят смесь, как указано в примере 4, но наполнитель готовят из кварцевого песка и хлорис того натрия в соотношении 1:4.-После отверждения и вымыва солевого наполнителя пористый материал имеет следующие свойства: Предел- прочности при сжатии, МПа4,5 Открытая пористость,% 52 Проницаемость, мкм 23 П р И М е р 6. Готовят смесь, как указано в примере 4, но наполнитель готовят из кварцевого песка и хлори того натрия в соотношении 4:1. После отверждения и вымыва солевого наполнителя пористый материал имеет следу щие свойства: Предел прочности при , сжатии, МПа8 Открытая пористость,%21 Проницаемость, мкм1,0 4 I 6 Во всех примерах размер частиц кварцевого песка и хлористого натрия находился в пределах 5-315 мкм. Таким образом, предлагаемый материал по сравнению с известным имеет более высокую и регулируемую в широких пределах (1-100 мкм)проницаемостью, что способствует зксплуатации скважин без выноса песка и снижения дебита, более npocTjno технологию изготовления и меньшие затраты; незначительное заиливание фильтра в процессе спуска его в скважину, что способствует успешному освоению скважин и увеличению дебита. Применение фильтров с из предлагаемого материала в пескопроявляющих скважинах исключает или резко снижает объем работ по очистке песчаных пробок в скважинах, предотвращает выход их из строя по причине смятия обсадных колонн, исключает абразивный износ оборудования, что будет способствовать увеличению дебита скважин. Экономическая эффективность от применения фильтров из предлагаемого материала на одной скважине составляет более 2000 руб. Формула изобретения 1, Материал для изготовления скват жинных фильтров, включающий сланцевые алкилрезорцины, альдегид, водонерастворимый наполнитель и воду, отличающийся тем, что, с целью повьш ения качества фильтров путем увеличения их проницаемости и упроения техноло.гии изготовления, материал дополнительно содержит водоастворимый наполнитель при следую- ем соотношении компонентов, вес.%: Сланцевые алкилрезорцины15-25Альдегид10-15 Водонерастворимый наполнитель 10-55 Водорастворимый наполнитель 14-40 Вода Остальное 2. Материал по п.. 1, отличаюийся i тем, что в качестве водоастворимого наполнителя он содержит лористый натрий или хлористый каий. 7 Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе 1. Авторское свидетельство СССР f 168621, кл. В 43/08, 1965. 8332948 2. Бережной А. И. и др. Исследо, вание полимерных противопесочных фильтров для крепления призабойной зоны скважин.-Газовая промышленность, s 969 , 10, с. 7-8 (прототип).