Способ приготовления тампонажного материала

(19) 01 67202 А а) 21 В 33 ЕТЕНИ ЬР ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ И 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 3459083/22-03122)12.03.82(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(56) 1. Дробышевская Н. И. Новые виды тампонирующих веществ. Материалы всесоюзного совещания ссБорьба с поглощениями промывочной жидкости при бурении нефтяных скважин, Бугульма, 1964, с. 204 -205.2. Рафиенко И. И. Применение битумных смесей для ликвидации поглощения. РНТС Бурение, 1967,7, с. 14 - 17 (про тотип),(54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО МАТЕРИАЛА, включающий расплавление битума, введение минеральных добавок и поверхностно-активных веществ и перемеш иванне до однородной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения удобчтва хранения, транспортиро. вания и применения тампонажного материала, полученную однородную массу обращают в твердое порошкообразное состояние с удельной поверхностью 500 в 1500 см/г.1067202 О 15 20 25 30 40 Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, а именно к спо собам приготовления тампонажных материалов.Известен способ получения песчано-битумного тампонирующего вещества, включающий ввод в бентонитовую суспензию с сульфонатриевыми солями расплавленной или охлажденной смеси битума с песком 1.Однако для хранения и транспортировки этот материал не пригоден, так как вся. сис.тема кинематически нестабильна из-эа быстрого расслоения на твердую фазу и буровой раствор вследствие контакта песка с биту.мом в присутствии сульфонатриевой соли, что приводит к слипанию в крупные комки и их оседанию. Кроме того, интенсивное комкообразование не позволяет применять этот тампонирующий материал для крепления колонн, так как невозможно осугцествить транспортировку в заколонное пространство,Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления тампонажного материала, включающий расплавление битума, введение минеральных добавок и поверхностно-активных веществ (ПАВ) и перемешивание до однородной массы .21.Однако известным способом получают материал, непригодный для крепления обсадных колонн, особенно эксплуатационных в глубоких скважинах, так как транспортирование его по стволу скважины к месту расположения за колонной не представляется возможным из-за быстрого его охлаждения и уменьшения подвижности. Кроме того, ма. тернал, полученный вышеуказанным способом, неудобен при хранении и наземном транспортировании из-за необходимости поддержания в течение всего времени положительной температуры, обеспечивающей нуж. ную для применения подвижность, которая резко уменьшается при понижении темпе. ратуры.Неудобство при хранении и транспортировании ограничивает возможность приготовления в заводских условиях тампонажно-. го материала, так как требуются специально подогреваемые оборудование и транспорт. Цель изобретения - повышение удобст.4,5 ва хранения, транспортирования и применения тампонажного материала.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения тампонажного материала, включающему расплавление битума, введениеминеральных добавок и ПАВ и перемешивание до однородной массы, последнюю обращают в твердое порошкообразное состояние с удельной поверхностью 500 - 1500 см/г.Наиболее рациональным является способ гранулирования, который позволяет получить порошкообраэный материал непосред"твенно из расплава, минуя охлаждение,2Гранулирсаание проводится в башнях, имеющих цилиндрическую или прямоугольную форму с конусным разгрузочным дни. щем. Высота башен может быть 15 - 00 м. В качестве гранулирующей машины может быть использован гранулятор тарельчатого типа со скоростью вращения тарелки 4 об/ мин, с диаметром тарелки 4,5 м, высотой борта тарелки 30 см, углом наклона 45, Г 1 адающие на тарелку капли плава охлаждаются встречным потоком воздуха и крис. таллизируются в виде гранул нужного размера.Необходимая удельная поверхность пороцкообразного тампонажного материала на основе битум-минеральной композиции установлена испытаниями на прочность кам. ня, образующегося из порошка обособлени. ем из водной днсперснонной среды по ОСТ 39-051-77,В формы для образцов с размерами 20 Х Х 20 ХОО мм заливаются смеси порошкообразного тампонажного материала с различной удельной поверхностью и носителя (воды), Г 1 ри водотвердом отношении, равном 0,5 растекаемость смеси, определенная по ГОСТ 581-78, составляет 9 см. Некоторое. время (2 - .3 мин) образцы находятся в покое для необходимого расслоения смеси. После прогрева подачей тепла через дно формы подвод тепла прекращают, и материал самопроизвольно остывает, превращаясь в твердое пористое вещество - камень с прочностью, зависящей от удельной поверхности исходного порошка(см. табл. 1) Увеличивать удельную поверхность выше 1500 см/г нерационально, так как прочность уже при этом значении удовлетворяет требованиям ГОСТ 1581-78, и к тому же это сопряжено с увеличением энергозатрат на измельчение материала.Уменьшение удельной поверхности исходного порошка ниже 500 см/г приводит с одной стороны к снижению прочности камнядо величины, не отвечающей минимальному значению при прогреве 0,5 ч, с другой стороны к увеличению энергозатрат при увеличении продолжительности прогрева до 1,5 ч.При применении предлагаемого способа не ограничивается время процесса цементирования иэ-за остывания, загустевания и твердения расплавленной массы; транспортировку материала в заколонное пространство возможно осуществить стандартным гидро- и пневмотранспортом, используемым в буровой технике для промывки и цементи. рования; исключается необходимость подвода тепла к тампонажному материалу при его транспортировке к месту применения от завода к скважине) и при транспортировке по стволу скважины к интервалу ее цементирования,В твердое состояние тампонажный мате. риал обращают нагреванием до температу,45 2,18 1,83 1,52 1,30 1,0 0 2,ры плавления, выдерживание при этой тем. пературе и охлаждением.Гарантийный срок хранения без потерь физико-химических свойств определяется битумной составляюией основы и составляет 1 год со дня изготовления.Новый способ приготовления тампонажного материала на основе битум-минеральной композиции дает возможность введения минеральных добавок в количестве, превышающем 50% от веса битума, так как не требуется регулирования густоты смеси, вли яющей на выдавливание через перфорационные отверстия,Применение порощкообразного тампонажного материала на основе битум-минеральной композиции позволяет не регламентировать время процесса крепления, доставки и дает возможность транспортировать материал в заколонное пространство стандартным гидропневмотранспортным оборудованием. Разогрев материала с целью монолитизации производится непосредственно при нахождении его в затрубном пространстве.Кроме того; полученный монолит устойчив к воздействию агрессивных сред (табл. 2).Порошкообразный тампонажный материал битум-минеральной композиции для испытания коррозийной стойкости получен на основе битума марки БН 90/10 (ГОСТ 661776) с содержанием 50% кварцевого песка. Тампонажный раствор получен при смешении порошкообразного материала с питьевой водой при В/Т = 0,3. Образцы были погружены в агрессивную среду с темпера турой 50 С. Агрессивная среда - пластовая вода Ищимбайского месторождения - О 130,58 г/л; 50 - 1,50 г/л; Са" - 9,63 г/л; Мд - 3,90 г/л; К - 90,58 г/л.Ю РЪ аО.4 П 3 о 3 Г с с Р 4 Г 4 оо ПЪ РЪ ПО сОГ 3 С 4 Ю Ю сЛ о о о 3 с Ю Я а д Фоо оЧ О о Э Э 3 П Огг 4 1 СО ф Х Чс.4 ХЮ 33 Ъ 3 ЛС 3 с 0 г 3 с 0 СО РЪ Рс о ю РЪ РЪ Р с о Р с 0 Р о о о 3 Ю 0Г о о 3 Л мо 1 Яа д хэооо Ч О9 э 33 а 343 О ф Х РЪ О сО О ОЪ ГЛ с о о О О 3 Ю РЪ РЪ ПЪ о х О х х Ф Ц с 2х х .ц О.Ф 9 а о Сг ПО.04 -4 33Ссг Сф о Е с 0 ГР 4 Г 4 сл с РЪм о РЪ 3 Л П Г о. о м ГО Л о о Ю Ро о ПЪ м Ю о ГЛ о О О РЪо О м Л сО О 3 с с о о РЪ ГО РЪ о О л ГЛ о о о ПсалО . П 1о О ГСО сГ 4 Р 3 Ю Р 3 гР 4 РЪ ГЪ 4 сО пЪ РЪс о- о о о О с о Ф 1 О ф П 1 с охаЧяо 99 ДС ГОЧоох о Ю Л о о о 3 Л РЪ ГО Ро о ПЪ Г о о 3 Л, м о сО Ю ГЪ ГЪ Г о м м РЮ Ю 4 ГЛ о о н х о М Пос П 3со а с343 0 о РЪ и Рп л м М Г 4 осм м м Го ПЪ г- ГГп Ю СЗЪ о о о РЛ РЪ СО 3о о о Г о о о 3 о ГЪ СО М РЪ 3 с о ом м ОЪ о чР 0 о о ПЪ о о Составитель В. Виниченко Редактор Н. КовалеваТехред И Оерес Корректор А. Илйаи Заказ 10908/37 Тираж 569 1 Идписное ВНИИПИГпсударствеиного комитетаСССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская,наб., д. 4/5 филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4х о ф х О О 9 а 34 п 3 фсх ох9 с 1 аГО ф О а ОхФЧах хоПЪфО О Ф Я фФДхо -о О ЪО Фэаах св ЧЧ 2 п 3 а о О Ю о о Лс о о1 ф 2 х н о 2 х а э х н о х с х 1 х О н х х Ш О х 9 х х а с о ПЪ 3 с ох а с 3 В Фа п 3 а 1 х а с х О х ом 1 со ф гР 4 О 9 Д О О О ан Э Ц и п 1 н О о О х и О О х сп О н О и х е в П 3 О Х