Способ приготовления тампонажного раствора

Союз СоветскикСоциалистическикРеспубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изооретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРАИзобретение относится к способам приготовления тампонажного раствора и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности и геологоразведке при креплении скважин в процессе их бурения.Известен способ приготовления тампонажного раствора, заключающийся в том, что с целью повышения упругости тампонажного камня в сухую тампонажную смесь вводят каркасный материал, например волокно орлона, дакрона или стекловолокно Приготовленная таким образом волокнистая цементная смесь позволяет повысить упругие ударостойкие свойства цементного камня 1.НедостатКом известного способа является то, что приготовленная таким образом сухая смесь и последующий тампонажный раствор неоднородны по своему составу.Известен способ приготовления тампонажного раствора путем обработки цементной пульпы в электромагнитном поле постоянного тока 2.Недостатком этого способа является низкая ударостойкость цементного камня.Цель настоящего изобретения - повышение ударостойкости цементного камня. Поставленная цель достигается тем, чтоперед обработкой цементной пульпы в нее вводят смесь упругого каркасного материала с ферромагнитным порошком, предварительно нагретую до температуры пластической деформации и затем охлажденную, 5 Смесь каркасного материала с ферромагнитным порошком составляет 1 - 2% от веса расчетного количества цементного раствора.На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа.В емкость 1, образованную электронагревателем 2 и мешалкой 3 с электродвигателем 4, засыпают волокнистый упругий материал, например копроновые нити в виде коротких отрезков 5 - 70 мм длины, из бункера 5. Включают электронагреватель 2 и волокнистые нити нагревают до температуры пластической деформации (для капроновых нитей - 170 С). В качестве упругих волокнистых нитей может применяться также свиная щетина, стекловолокно и др, Одновременно из бункера 6 в емкость 1 вводят мелкодисперсную фракцию ферромагнитного материала, например порошка гематита, который доволь 859604но широко используется в практике бурения скважин в качестве утяжелителя. В качестве ферромагнитного материала может быть использован ферритовый порошок. Данные испытания показали, что наиболее оптимальным является применение каркасного материала и ферромагнитного порошка в смеси 1 - 2/О от веса расчетного количества тампонажного раствора.При перемещении смеси в емкости 1 мешалкой 3 порошок ферромагнитного материала включается в поверхность волокнистого материала, механически прочно соединяясь с ним. Температура нагрева не должна достигать температуры плавления волокнистого материала (для капроновых нитей -50 255 С)";,в этом случае могут слипнуться са 5 ми нити, Почле того, как ферромагнитный материал рарнщийрно включится в поверхФность волок 1 истого материала температуру в емкости 1. снижают до температуры окружающей среды за счет контакта смеси с воз 20 духом при ее перемешивании и полученную смесь загружают в емкость 7, в которую одновременно из бункера 8 поступает водоцементная смесь, и полученный раствор перемешивают мешалкой 9 до получения однородности состава тампонажного раствора. 25 Зо35 рытый ферромагнитными частицами, равно- н 40 мерно распределяется под деиствием электромагнитного поля в потоке жидкости и ориентируется соосно или перпендикулярно потоку жидкости в зависимости от направления электромагнитных силовых линий. После закачки и продавки тампонажного раствора в затрубное пространство скважины 13 45 Однако, при любой интенсивности перемешивания достигнуть полной однородности раствора обычным методом невозможно,так как волокнистый материал комкуетсяв крупные агрегаты и неравномерно распределяется по всему объему тампонажногораствора. Для предотвращения этого явления на выкиде из осреднительной емкости7 или на входном трубопроводе 10, соединяющем насос 11 с колонной труб 12 скважины 13, монтируется электромагнит 14 систочником питания 15,При закачке тампонажного раствора вколонну труб 12 раствор проходит черезэлектромагнитное поле, созданное электромагнитом 14, и волокнистый материал, поктампонажный раствор, затвердевая, образует цементный камень, в котором равномерно распределен каркасный волокнистый упругий материал с нитями, ориентированными вертикально или горизонтально (в зависимости от необходимости) цементному кольцу.Полученное таким образом цементное кольцо имеет высокие упругие и ударостойкие свойства как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. При перфорационном простреле в цементном кольце не образуется трещин и изломов, а при расширении и сужении колонны труб ценментное кольцо также расширяется и сжимается, прилегая к верхней поверхности колонны труб, не образуя зазоров за счет остаточной деформации.Применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность тампонажного раствора за счет улучшения структурно- механических свойств полученного цементного камня, повысить продуктивность эксплуатационного пласта за счет улучшения перфорационной зоны прострела, предотвратить межпластовые перетоки флюидов.Формула изобретения1. Способ приготовления тампонажногораствора путем обработки цементной пульпы в электромагнитном поле постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения ударостойкости цементного камня, передобработкой цементной пульпы, в нее вводятсмесь упругого каркасного материала с ферромагнитным порошком, предварительнонагретую до температуры пластической деформации и затем охлажденную.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что смесь упругого каркасного материалас ферромагнитным порошком составляет1 - 2/о от веса тампонажного раствора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3363689,кл, 166 - 29, опублик. 1968.2. Бережной А. И. и др. Электрическиеи механические методы воздействия при цементировании скважин. М., Недра, 1976,с. 169 - 174 (прототип).осударстве нного коми м изобретений и о а, Ж - 35, Раушская атент, г. Ужгород,д. 4/5ктная, 4 Редактор М. ЯновичЗаказ 7500/51ВНИИПИ Гпо дел113035, Москфилиал ППП П Составитель Г. С ехред А. Бойкасираж 627 орректор В. Си одпнсноеССР