Вязко-упругий состав Советский патент 1982 года по МПК E21B33/138 

(bk} ВЯЗКО-УПРУГИЙ СОСТАВ

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к осуществлению процесса тампонажа обсадных колонн.

Известны вязко-упругие смеси (ВУС) ни основе раствора полиакриламида, гексарезорциновой смолы и технического формалина; водного раствора полиакриламида (ПАА) и бентонитовой глины; ПАА, жидких синтетических смол типа ФР, СФ, СФЖ и технического формалина П.

Трехкомпонентные вязко-упругие составы готовятся из дефицитных ве- j ществ, в частности гексарезорциновой смолы, а наличие такого высокоток-. сичного вещества, как формалин, требует собой осторожности в приготовлении, что трудно обеспечить в промышленных условиях. Двухкомпонентная вязко-упругая смесь в своем составе содержит дефицитный продукт полиакриламид, хотя и в меньшей степени, чем гексарезорциновая смола.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вязко-упругий состав на основе лигносуль фоната, а именно сульфит-спиртовой барды, и бихромата натрия или Калия Г2.

Однако известный ВУС, как показывает практика, не обеспечивает хорошего вытеснения промывочной жид10кости цементным раствором из затрубного пространства обсадной колонны, поэтому невозможно ожидать при ее применении удовлетворительной герметичности цементного кольца и сопря15женных с нею поверхностей.

Цель изобретения - повышение растекаемости вязко-упругого состава.

Указанная цель достигаеся тем,

20 что состав дополнительно содержит каустическую соду, а в качестве лигносульфоната - конденсированную сульфит-спиртовую барду (КССБ-2) при

39

следующих соотношениях компонентов, вес.%:

Бихромат натрия и калия6,,0

КССБ-216,0-17,0

Каустическая

сода1,0-1,5

ВодаОстальное

Исследования показали, что при приготовлении вязко-упругого состава содержащего бихромата менее 6%, а КССБ-2 менее 6%, чрезвычайно замедляется процесс его загустевания, и в вязко-упругое состояние он не переходит, т.е. не приобретает состояния, являющегося целью изобретейия. Введение каустической соды более 1% превышает рН вязко-упругого состава, что очень важно при контакте с цементным и буровым растворами , имеющими , как правило, высокие значения рН, в противном случае в процессе тампонажа при смешивании рязко-упругого состава с цементным и буровым растворами образуются весь|ма вязкие сгустки веществ, которые вызывают трудности при прокачке растворов в скважине.

Растекаемость предлагаемого вязкоупругого состава в зависимости от соотношения в нем ингредиентов представлена в табл. 1.

Состав № 5 быстро набирает .вязкоупругие свойства и уже через 5 мин после приготовления касательные напряжения достигают максимума - 2,3 X Ю дин/см, а через 12 мин значение их несколько снижается и odтается стабильный при величине 1,9х X 10 дин/см. Если характеризовать предложенный ВУС статическим напряжением сдвига, замеренным с помощью СНС-2, то эта величина через 1 мин равна 500 мг/см, через, 5 мин 850 мг/см и через 10 мин 1000 мг/см В дальнейшем рост напряжения практически прекращается. Итак, предложенный ВУС обладает высокой вытесняющей способностью.

0174

Известный вязко-упругий состав имеет незначительные упругие свойства, поэтому дня применения его между глинистым и цементным раствором тре-

5 буется высота кольца не менее 300 м, в то время как высота кольца из предлагаемого вязко-упругого состава равна lO-SO м, в связи с этим и вязко-. упругие свойства предлагаемого состава .могут быть в 7-8 раз выше, чем у известного, а расход реагентов на его приготовление значительно меньше. Данные по рсстекаемости известных и предлагаемого вязко-упругих состаS ВОВ приведены в табл. 2.

П р .и м е р. Для получения вязкоупругого состава к 1 м воды добавляется 93 кг бихромата калия или натрия и смесь перемешивается 15 мин до

0 полного растворения бихромата. Вполученный раствор вводится 218 кг КССБ-2 при периодическом перемешивании. После ввода КССБ-2 перемешивание продолжается примерно через 20-30 мин.

5 Раствор начинает загустевать. Когда условная вязкость по воронке находится в пределах 0-60 с, в смесь вводится 13,2 кг каустической соды, и перемешивание продолжается до ее растекания. Лучше каустическую соду вводить в виде раствора, тогда на перемешивание затрачивается 35 мин. После того как каустическая сода растворится, вязко-упругий состав можно закачивать в скважину. При нагревании в скважине упругость состава и величина напряжения на сдвиг резко возрастают, однако состав не твердеет, не отдает воду и

0 легко прокачивается.

Предлагаемый вязко-упругий состав проще в приготовлении и экономичнее известного. I Ориентировочный экономический эффект от применения предложенного вязко-упругого состава на 5 скважинах составит 180 тыс. руб (без умета затрат На материалы, цементировочные агрегаты и транспорт) . Примечание. Состав № 5 по и представлял

Предлагаемый ВУС включает, вес. NaOH 1,5; вода 73,5.

Таблица 1

%; бихромат 8; КССБ-2 17; истечении суток не .затвердел упругую массу. Т а б л и ц. а 2 Формула изобретения Вязко-упругий состав, включающий лигнocyльфoнat и бихромат натрия или калия, отличающийся тем, что, с целью повышений растекаемости состава, он дополнительно .содержит каустическую соду, а в качестве лигносулъфоната - конденсированную сульфит-спиртовую барду (КССБ-2) при следующих соотношениях компонентов, весД: Бихромат калия или натрия 6,5-8,0

t .

911017пр ро с. f . 8 Конденсированная сульфит-спиртовая барда{КССБ-2) 16-17 Каустическая Сода1,0-1,5 ВодаОстальное Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Рязанов Я.А. Справочник по буым работам. М,, Недра, 1979, 2.Авторское свидетельство СССР 30401, кл. Е 21 в 33/138, 1976.