Тампонажный раствор

(22) Заявлено 09, 10. 78 (21) 2671054/22-03 (51) М. Кл. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Е 21 В 33/138 Государственный комитет СССР оо делам изобретений н открытий(53) УДК 622 .245.44(088. 8) Дата опубликования описания 2309,80(72) Авторы изобретения Н. М. Макеев, Е. Е. Ильясов, А. С. Утробин,В. И. Капралов, В. А. Опалев и Н. Н, Касаткина Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(54) ТАМЕОНАЖНЫЙ РАСТВОР 1Изобретение относится к производству тампонажных растворов, в частности для изоляции зон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в высокопористых, кавернозных,5 дещеристых и трещиноватых породах при полной интенсивности поглощения бурового раствора 100-180 м/ч, а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента, и может быть 1 О использовано в нефтегазовой промышленности, геологии и горном деле.Известен цементно-полимерный там - понажный раствор для изоляции водо-. притоков. Он содержит цемент эпоксидно-алифатическую смолу ТЭГ, отвердитель смолы - полиэтиленполиамин (ЕЭЕА) и воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч: Цемент 100 20 ТЭГ4-6ПЭПА 0,8-1,2Вода 45,2"65,2 4Однако укаэанный тампонажный материал не обеспечивает качественной 25 изоляции зон поглощений водопритоков, поскольку у него отсутствуют адгезионные свойства в ранние сроки схватывания. Кроме того, он характеризует-ся низкими закупорнвающими свойствамщ 0 2поэтому легко размывается пластовымиводами.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является тампонажный раствор для изоляции зон поглощения в закарстованных породах. Он содержит цемент, полиакриламид (ЕАА), хлорид кальция и воду при следующемсоотношении компонентов, вес.ч:Цемент 100ЕАА 0,1Хлорид кальция 5Вода 45 (2Однако 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 охватывания, что не позволяет качественно производить тампонажные работы, особенно при полной интенсивности поглощения бурового раствора(до.180 м /ч), а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. В такях условиях известный состав размывается.Целью изобретения является получение тампонажного раствора, который765499 Благодаря тому, что в раствор, вклю чающий ПАА, вводят кальцинированную ,соду, происходит гидролиз полиакриламида, Наличие гидролизованного полиакрнламида приводит к появлению у расО твора нысоких адгезионных свойств н .ранние сроки схватывания с одновременным повышением его структурно- Механических свойств. П р и м е р. Для получения пред 25 лагаемого тампонажного раствора берут портландцемент тампонажный, полиакриламид (ПАА) (Т 1 6-01-1049-76), представляющий собой желеобразное йещество ф хлорид кальция /ГОСТ 4460- 77/- белый аморфный порошок ; соду Таблица 1 Компоненты, вес.ч Свойства тампонажного состава Пластическаяпрочность Срок схватывания, ч-мин Густо та по Тет майер через 5 мин Кальцинированная сода Вода астеаеость Адг мин,,1 5 обладалбы адгезионными свойствами в ранние срски схватывания и одновременно имел бы повышенную густоту, нысокую пла тическую прочность и малые сроки схватывания.Это достигается тем, что тампонажйый раствор дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, вес.ч:Цемент 100Полиакриламид(ПАА) 0,1-0,3Хлорид кальция 3,4-5Кальцинированнаясода 0,067-0,2Вода 40-60 кальциниронанную /ГОСТ 5100-73/белый порошок; водопроводную воду,общей жидкостью 5-6 мг-экв/л,Вначале в отдельной емкости готонят 2,5-ный раствор гидролизованного раствора полиакриламида (ПАА),Дляэтого н 3,83-11,5 мл воды при температуре 6 ООС растворяют 0,067-0,2 гкальцинированной соды, а затем в этомрастворе растворяют 0,1-0,3 г ПАА,Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры, В другой емкостиготовят раствор хлорида кальция, длячего 3,5-5 г последнего растворяют воставшемся количестве воды. На получен-;ном растворе хлорида кальциИ затворяют 100 г цемента. Затем в цементныйраствор вливают ранее приготовленный2,5%-ный раствор гидролизонанногополиакриламида и перемешинают нсе втечение 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 состане и свойствах предлагаемого и известного тампонажных растноров приведены н табл. 1.765499 очень трудно, так как состав размывается и заливку обычно ведут несколькораэ.Кроме того, при использовании тампонажного раствора ускоряется времябурения осложненных скважин, так какуже в ранние сроки схватывания у негопроявляются высокие адгезионные свойства, т, е. практически уже через б чможно проводить бурение образовавшегося в скважине"тампонажного стакана",У известного тампонажного раствораадгезионные свойства вообще отсутствуют в ранние сроки схватывания, чтоведет к его размыванию пластовыми водами, к повторным заливкам, к дли 15 тельному выдерживанию скважины до образования "тампонажного стакана"(более 10 ч) ,что увеличивает времябурения,100 Цемент 100 Полиакриламид (ПАА)0,1-0,3 0,12 Хлоридкальция 3,5-5 Кальци- нированная сода0,067-0,2 0,08 Вода 40-60 Формула изобретения 40 Предлагаемый тампонажный раствор по сравнению с известным имеет ряд преимуществОн обладает адгезионными свойствами уже в ранние сроки схватывания (через б ч), в то время как известный состав в такой промежуток времени вообще не приобретает эти свойства, 30 Кроме того, первоначальная густота его выше в 11-19,5 раза, пластическая прочность выше в 4,3-13,5 раза, короче сроки схватывания: начало схватывания короче в 1,6-2 раза, а конец 35 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 но-механическими свойствами, создается возможность производить качественную изоляцию эон поглощений и водопритоков за одну обработку в высокопористых, кавернозных, пещеристых и трещиноватых породах даже при полной интенсив ности поглощения бурового раствора, достигающего до 180 м /ч, а также при наличии нескольких провалов бурильного инструмента. При использо-. вании известного состава в таких ус ловиях качественной изоляции достичь Составитель В. Бакшутов Корректор Г. Решетник Редактор Е. Полионова Техред Н.Граб Заказ 7264/58 Тираж 626 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )(-35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предельные и оптимальные значенияпредлагаемого тампонажного состава,выявленные на основании испытаний,поиведены в табл. 2.Таблица 2 Тампонажный раствор для изоляциизон интенсивных поглощений и водопритоков при бурении скважин в закарстованных и трещиноватых породах, содержащий в качестве основы цемент, полиакриламид, хлорид кальция и воду,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью придания составу адгезионныхсвойств в ранние сроки схватывания содновременным повышением густоты,пластической прочности и сокращениемсроков схватывания, он дополнительносодержит кальцинированную соду приследующем соотношении компонентов,вес,ч:Цемент 100Полиакриламид 0,1-0,3Хлорид кальция 3,5-5Кальцинированнаясода 0,067-0,2Вода 40-60Источники информации,приняте во внимание при экспертизе1. Женов В. Г Ермолаев Ю. Н.РНТС "Нефтепромысловое дело", М.,ВНИИОЭНГ 9 б, 1977, с. 23-26.2. Тематический научно-техническийобзор "Эффективность применения тампонажных ласт для ликвидации зон поглощения", Сер. "Бурение", М.,ВНИИОЭНГ, 1974, с 43 (прототип),