Тампонажный состав для временной изоляции высокопроницаемых зон в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ ИЗОЛЯЬШИ ВЫСОКОПРОНИ11АЕМЫХ ЗОН Изобретение относится к горной про мышленности, а именно к не()тегааодо- бывающей и может быть использовано для временной изоляции высокопроницаек мых зон пласта (трещиноватых с интенсивными поглощениями) при проведении различных технологических операций при бурении, эксплуатации и ремонте скважин, работающих в условиях повышенных температур (до ). Известен тампонажный состав, содержащий парафинистые соединения, который закачивают в пласт, замораживают и после завершения технологических операций оттаивают, осуществляя таким обра- зом временную изоляцию р1.3« Однако при закачке в пласт парафинис гых соединений долго поддерживать пониженную температуру в пласте для сохране ния их в твердом состоянии невозможно из-за контакта обрабатываемого участка пласта с окружающими участками, в ко- торых температура в зависимости от глубины может достигать 40-15 Сг С. В СКВАЖИНЕ Парафин при этом размягчается и, рас плавляясьу уходит в пласт, в результате чего изоляция нарушается. Наиболее близким к предлагаемому является тампоиажный состав для временной изоляции высокопроницаемых зон в скважине, содержащий поливиниловый спирт, соль металлов переменной валентности, наполнитель - вискозное волокно и воду, отвердителем является щелочьL2j. В основе обратимого перехода состава из одного фазового состояния в другое, например из жидкого в твердое, лежит процесс комплексообразования за счет гидроксильных групп макромолекул поливинилового спирта с гидроокисямн металлов переменной валентности, образующихся при введении в состав отвер- дителя - щелочи. Перевод в жидкое фазовое состояние осуществляется путем обработки тампонажного материала кислотой, под действием которс й происходит разрушение образовавшихся комплексных связей. 977 Однако этот состав нестабилен при температурах выиге ISOC, гак. как ухудшаются его физико-механические свойства (адгезия, к породе, пластичегжпя прочносгь и т.д.) Это обусловлено тем, что при эксплуатации указанного состава при температурах выше 150 С за счет окислительных процессов происходят, с одной стороны, структурирование (сшивка а с другой - деструкция макромолекул поливинилового спирта, образующих скелет тампонажного материала. Структурирование приводит к потере способности соста ва к фазовым превращениям, так как при этом образуется твердый полимер сшитой структуры, который перейти в жидкое фаз вое состояние не может, а следовательно состав теряет свое основное назначение как временноизолирующий. Деструтсция приводит к Потере прочности образовавшегося тампонажного материала он стач Шовится рыхлым, резко ухудшаются такие эксплуатационные карактеристики как ад Гезия к породе, пластическая прочность И др. Цель изобретения - расширение температурного интервала использования тампо яажного состава и улучшение фиеико-механическИх свойств. Указанная цель достигается тем, что тампонажный состав для временной изоля ции высокопроницаемых зон в скважине, содержащий поливиниловый спирт, соль металлов переменной валентности, наполнитель - вискозное волокно - и воду, дополнительно содержит ингибитор окисле ния и структурообразования. - борную кислоту, и модифицирующую добавку - кар боксиметипцеллюлозу при следующем ко- ЛйчественТюм соотношении Еомпонентов, мае. %; Поливиниловый спирт7,0-1О,О Соль металлов переменной валентности4,0-8,0 Борная кислота 0,1-1,0 Карбоксиметвлцеллюлоза 0,5-1,5 Вискозное волокно 0,4-1,О Вода Остальное В лабораторных исследованиях данный состав готовят путем растворения в воде смеси солей (например сульфатов меди и железа), борной кислоты, сухого поливинилового спирта и карбоксиметйлцеллюлозы при нагревании при 75-95С. Далее в полученный раствор вводят наполнитель измельченное вискозное волокно (1-3 см Для отвержцения тампонажный состав обрабатывали щелочью, напримерNaОНРецептура и свойства тампонажного состава до и после отверждения ттредставлены в табл. 1, Перед введением состава высокопроницаемую зону обрабатывают щёлочью в виде 6-7%-ного водного раствора для создания в зоне тампонирования щелочной среды, соприкасаясь с которой первые порции состава сразу образуют корку, которая предотвращает уход состава в пласт. Далее осуществляется прокачка буферной жидкости (воды), затем тампонажного состава. Отверждение состаша осуществляется второй порцией щелочи, закачиваемой вслед за тампонажным составом и буферной жидкостью. Количество щелочи, необходимое для отверждения состава, расчитывается исходя из количества введенных в состав солей металлов переменной валентности. По завершении необходимых технологических операций, отвержденный состав можно перевести в жидкое фазовое состояние путем обработки кислотой. Отвержденный тампонажный состав, перекрывающий каналы погло- шения, представляет собой плотный реайноподобный гель. Благодаря использованию добавок борной кислоты и карбоксиметиЛгцеллюлозы он не теряет своих свойсг даже даже при температурах выше 15О С вплоть до 18СРС. TaKj, например, переход из твердого в жидкое фазовое состо5шие тампонажно.Го состава, подвергнутого последовательной/ термической Обработке вначале в щело%ги ной среде (6-7%-ный раствор NOOH), а затем в кислой происходит в зависимости от температуры 150-180 С в тече-:, ние мин соответственно (табл.1 и 2). Пластическая прочность отвержденного тампонажного состава находится в пределах 15,0-24,0 г/см. Условная вязкость, характеризующая подвижность тампонажного состава и его компенсацию (150-325 с), а также низкое значение рдгезии к металлу (1,О-1,7 кг/см ), {определяющее силу сцепления тампонаж ного состава с поверхностью металличес- ких труб обеспечивают хорошую прока- чиваемость -состава и устраняют возможность образования пробок и закупорок в транспортирующем оборудовании. О закупоривающей способности тампонажного состава в зоне поглощения свидетельствует величина адгезии его к породе (2{5-8,0 кг/cf/). Полученные результаты подтверждают возможность использования предлагаемого состава для временной изоляции вы-

59777064

.сокопроннпаемых зон nnacra в пропёссепря температурах врлоть АО 18СЯС расбурения и вкеппуйтадан нефтяных и га-шнряег техпопопрюсмге вооможиост ,

аовых скважин в сложных тврмобарвчес- взопяпт гпубмпх скважин с сохранение ких условиях. Способность гампсважного естественной проницаемости пласта и эпасрстава поочинятьЬя фазовому управлению чительно повышает коэффиаиенгивфгеогАачи.

977706

10 Таблида2

Формула иаобрегення Тампонажньтй состав для временной изоляции высокопроницаемых зон в скважине, содержащий поливиниловый спирт, соль мегаялов переменной валентности, наполнитель - вискозное волокно - и воду, отличающийся тем, что, с целью расширения температурног-о интервала Использования тампонажного состава, и улучшения физико-механических свойств, он дополнительно содержит ингибитор окисления и структурообразо,вания - борную кислоту и модифицирующу ,добавку - карбоксиметилцеллюлозу при :следующем количественном соотношении компонентов, мас.%: 7,0.10,0 Поливиниловый спирт Соль металлов пере4, менной валентности 0,1-1,0 Борная кислота Карбоксиметнлцел0,5-1,5 люлоза 0,4-1,0 Вискозное волокно Остальное Вода Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 120806, кл. Е 21 В 33/13, 1959. 2.Авторское свидетельство СССР 881296, кл. Е 21 В 33/138, 1981 ототип).