Способ темпонирования скважин

(БЯИОТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема(56) Крылов В. И, и др. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. М.: Недра, 1980, с. 211 - 212.Патент США4017322, кл, 106 - 99, 1977.(54) (57) СПОСОБ ТАМПОНИРОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий приготовление тампонирующей смеси с наполнителем, тран 801218072 спортировку ее по стволу скважины и образование изоляционной оболочки в зоне осложнения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества тампонирования, в качестве наполнителя используют материал с термической памятью формы и с линейными размерами, превышающими поперечные, который предварительно нагревают до температуры на 5 - 10 С выше температуры пород зоны осложнения, прессуют в шаровидные тела и охлаждают до комнатной температуры, и после введения тампонажной смеси в зону осложнения ее нагревают погружным источником тепла до температуры на 5 - 10 С выше температуры пород зоны осложнения.Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при изоляции зон поглощения промывочных жидкостей и водопритоков, применяемых при бурении скважин на твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.Целью изобретения является повышение качества тампонирования.Тампонирование скважин при наличии зон поглощения промывочной жидкости и водопритоков осуществляется следующим образом,При возникновении осложнения в скважине проводят исследовательские работы, определяют мощность зоны осложнения, глубину залегания, интенсивность поглощения или водопроявления, геометрические размеры трещин и производят расчет температуры забоя (зоны осложнения) с учетом температурного градиента или определяют непосредственно у зоны с помощью специальной аппаратуры. Затем приготавливают тампонажную смесь на основе вяжущего (цемент, шлакоцемент и др.), после чего в ее состав вводят наполнитель, выполненный например, из пластин сплава, содержащего 55 /о никеля и 45 О/о титана и обладающего памятью формы, предварительно спрессованных в шаровидные частицы размером от нескольких микрон до нескольких миллиметров (такие размеры являются достаточными для удержания их во взвешенном состоянии в тампонажной смеси на основе вяжущего - цемента) и охлажденных до комнатной температуры, и содержимое перемешивают до равномерного распределения наполнителя по всему объему. Введение в состав тампонажной смеси сплава с памятью формы позволяет, на ухудшая проникающей способности и прокачиваемости ее, значительно увеличить эффективность изоляционных работ за счет того, что образуется каркас по всему объему оболочки, увеличивающий прочность цементного камня и осуществляющий дополнительное перекрытие (закупорку) каналов ухода промывочной жидкости или водопроявления. Приготовленную тампонажную смесь транспортируют по стволу скважины в контейнерах или по трубам к зоне осложнения, после чего, задавливая (разбуривая или прокачивая) в каналы пород осложненной зоны, образуют изоляционную оболочку. При образовании изоляционной оболочки (в случае доставки в контейнерах и разбуривании) или после образования (при разбуривании или закачивании в зону осложнения) тампонажную смесь нагревают до температуры на 5 - 10 С выше температуры пород зоны осложнения, В качестве источника тепловой энергии в первом случае может выступать устройство для разбуривания смесей, доставленных в контейнерах, обеспечивающее наг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рев за счет трения, а во втором случае - специальный погружной источник, например электронагреватель. Нагрев тампонажной смеси на 5 - 10 С выше температуры пород зоны осложнения является достаточным для проявления наполнителем такого свойства, как память формы, и не требует значительных затрат энергии.Под действием температуры наполни- тель приобретает первоначальную форму (распрямляется) и тем самым создает по всему объему оболочки жесткий каркас, способствующий увеличению механической прочности и дополнительному закупориванию каналов зоны осложнения. Повышение температуры в зоне осложнения приводит к сокращению сроков схватывания тампонажной смеси, что также способствует снижению затрат времени на одну операцию по тампонажу скважины.В качестве тампонажной смеси при осуществлении предлагаемого способа могут быть использованы смеси, содержащие цемент, шлакоцемент, полимерные смолы и сплавы с термической памятью формы.В качестве материала с термической памятью формы, используемого в качестве наполнителя, могут быть применены сплавы % - Т 1 (нитинол), Аи - Сд, Т 1 - Со, Т 1 - Ге.Соотношение компонентов в составе тампонажной смеси выбирается исходя из технологии применения, например в случае закачивания смесей в зону осложнения (т. е. использование цементных растворов, полимерных смол) основное требование - попучение стабильной системы, не расслаивающейся в процессе транспортировки в зону осложнения. При применении сухих (в пакетах) тампонажных смесей требование к соотношению компонентов диктуется, в основном, размерами зоны осложнения.Температура горных пород изменяется с глубиной по определенной закономерности: на каждые 100 м глубины температура увеличивается на 4 С. Поэтому для реализации предлагаемого способа перед использованием тампонажной смеси осуществляют измерение температуры пород зоны осложнения, а потом - пластическую деформацию сплавов при температуре на 5 - 10 С больше температуры пород зоны осложнения. Диапазон 5 - 10 С - это то увеличение, которое может быть легко и без значительных энергетических затрат реализовано в сложных скважинных условиях (даже при трении) . Используемый в качестве наполнителя нитинол представляет собой сплав, содержащий 55 Я никеля и 45 Я титана. Сотношение в сплаве никеля и титана должно быть максимально точным, отклонения допускаются в пределах долей процента. Если в сплаве ровно 55 Я никеля и1218072 Составитель Е. МолчановаТехред И. Верес Корректор С. ЧерниТираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Л. ВеселовскаяЗаказ 1098/41 45 Я титана, его свойство - термическая память формы - начинает проявляться уже при комнатной температуре, а самое незначительное изменение процентного содержания металлов приводит к тому, что сплав начинает проявлять это свойств лишь при температуре выше 100 С. Форма наполнителя может быть различной (проволока, нити, сетки и др.), причем линейные размеры должны превышать поперечные. Это условие вытекает из формы каналов зон осложнений (как правило, это трешины значительной длины и небольшого раскрытия).