Тампонажный раствор

(5+Е 21 В 33 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Т СССР ТНРЬТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТВ 20 - 60(71) Всесоюзный научно-исследовательский .институт по креплению скважин и буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССР В 732494, кл. Е 21 В 33/138, 1980.Авторское свидетельство СССР В 675168, кл. Е 21 В 33/138, 1979. (54) (57) . ТАМПОНАЗНЫЙ РАСТВОР, включающий мочевино-формальдегидную смолу, кислотный отвердитель, полиакриламид и воду, о т л и ч а ю щ.и й - с я. тем, что, с целью повышения эффективности изоляционных работ в . скважине за счет придания раствору вязко-упругих свойств до начала. его отверждения в интервале температур от 5 до 40 С, он содержит мочевиноформальдегидную смолу марки КСс повышенным содержанием метилольных групп при следующем соотношении ингредиентов, мас,Х:Мочевино-формальдегидная смола маркиКСс повышеннымсодержанием метилольных группПолиакриламид 1 Кислотный отвердитель ,0 Вода е1167Изобретение относится к бурениюнефтяных н газовых скважин и можетбыть использовано при проведении изоляционных работ в процессе буренияи эксплуатации нефтяных и газовыхскважин,Целью изобретения является повышение эффективности изоляционныхработ в скважине за счет приданияраствору вязко-упругих свойств доначала его отверждения,П р и м е р 1. Приготовили раствор: 1,4 г ПАА (полиакриламид) в38,5 г воды. При перемешивании вэтот раствор прилили 60 г мочевиноформальдегидной смолы (МФС) маркиКС(ТУ 6-05-1375-75), затем О, 1 гортофосфорной кислоты (температурарпыта 20 С).Вязкость состава, определенная 20на рео-вискозиметре по Хепплеру,составила 40 мПа с (20 фС); рН 4,5.Через 1 ч образовался вязко"упругийсостав (ВУС) с псевдовяэкостью, определенной на рео-вискоэиметре по Хепплеру, 9600 мПа с. Полная потеряподвижности состава наступила через7 ч. Предел прочности образцов приизгибе через 24 ч составил 3,1 МПа.П р и и е р 2. Приготовили раствор, г ПАА 6; вода 70; КС20;ортофосфорная кислота 4. Температураопыта 206; вязкость состава 70 мПа с(20 фС); рН 1,8, Через 1 ч 50 иин об-.разовался ВУС с псевдовяэкостью2830 иПа с.35Полная потеря подвижности состава наступила через 5 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 0,2 МПа. 40П р и м е р 3. Приготовили раствор г; ПАА 3; вода 46; КС50; ортофосфорная кислота 1. Температура опыта 20 С; вязкость состава 60 иПа с (20 С); рН 2,9. Черезч образовал ся ВУС с псевдовязкостью 19000 мПа с, Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 16 МПа.За псевдовязкость принимали показание вязкости ВУСа на рео-вискозиметре по Хепплеру с одновременным разрушением структуры при прохождении Марика через состав. 55П р и и е р 4. Приготовили раствор г: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола Кф-Ж (ГОСТ 14231-78)Критерием отверждения составов на основе карбамидных смол является кислая среда, т.е. рН 6, Поставленная цель может быть достигнута любым кислым компонентом.П р и м е р 6, Приготовили раствор, г: ПАА 3; вода 46,7; карбамидофориальдегидная смола (КС) 50; соляная кислота (23,8 Х) 0,3. Температура опыта 20 С; вязкость состава 60 МПа.с. (20 С); рН 3,0. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 20000 МПа с, Полная потеря подвижности состава наступила через 6,5 ч. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 1,7. МПа. Коли- Наличие СоотношеТип связующего вязко-упругихсвойств ние мочевины и377-ногоформалинапри синтезе свячество метил- ольных групппо сухомувеществу,Ж в присутствии по лиакри- ламида эующего КС1:3,5-1:4,0 35 Имеется 22 Нет 24 Нет Кф-Ж 1; 2,6 Кф-МТ 1: 2, 7 303 г50; ортофосфорная кислота 1; температура опыта 20 С; вязкость состава60 МПа с (20 С) рН 2,8. Через 3 ч состав потерял подвижность (гелеобраэование) без приобретения вязко-упругих свойств. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,1 МПа.П р и м е р 5. Приготовили раствор, г: ПАА 3; вода 46; карбамидоформальдегидная смола Кф-Ж (ГОСТ 14231- 78) 50; ортофосфорная кислота 1. Температура опыта 20 С; вязкость состава 66 МПа с (20 С); рН 2,9, Через 2,5 ч, состав потерял подвижность (гелеобраэование) беэ приобретения вязко- упругих свойств. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,2 МПа.В карбамидоформальдегидных смолахтипа КФ-Ж, Кф-МТ по ГОСТ 14231-78содержание метилольных групп не привышает 247 по сухому веществу (см,таблицу).03 4прокачивания существующими агрегатами (с поверхности).П р и м е р 10 Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС) 60;вода 33,4; ПАА 6,5 ортофосфорная кислота 0,1. Вязкость. состава 590 МПас, т,е. выше технологически приемлемой.П р и м е р 11, Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС) 60; вода 38,7; ПАА 1,2; ортофосфорная кислота О, 1; вязкость состава 32 МПа с (20 С). ВУС не образуется, Через 7 ч наступило начало гелеобразования раствора, а спустя 1,5 ч - его отверждение. Придел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,9 МПа.П р и м е р 2Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС) 20; вода 73,95; ПАА бу ортофосфорная кислота 0,05. Вязкость состава 67 МПа с, рН 6,3. Через 2 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 2700 МПа с. В течение 24 ч отверждения состава не произошло40Все это можно проиллюстрироватьследующими примерами,3 116.73П р и м е р 7. Приготовили раствор, г; ПАА 3; вода 46,6; карбамидо-; формальдегидная смола (КС) 50; серная кислота (257.) 0,4.Температура опыта 20 С. Вязкость состава 62 МПа с (20 С); рН 3,1. Через 1 ч образовался ВУС с псевдовяз - костью 19600 МПа с. Полная потеря подвижности состава наступила через 7 ч. Предел прочности образцов при 1 О изгибе через 24 ч составил 1,6 ИПа.Нижньй предел карбамидной смолы обусловлен минимальной концентрацией связующего, обеспечивающей гелеобразования всего объема состава. При 15 меньших концентрациях карбамидной смолы состав при отверждении расслаивается, нарушается его гомогенность.Верхний предел мочевино-формальдегидной смолы обусловлен максимально 20 возможным количеством последней для получения прокачиваемого состава с наибольшим содержанием ПАА (началь-ная вязкость состава не превышает 500 ИПа"с). 25Нижний предел ПАА обусловлен минимумом его концентрации, при которой образуется ВУС с наименьшим содержанием карбамидной смолы.Верхний предел ПАА обусловлен мак- З 0 симально возможной вязкостью для про" качиваемых тампонажных растворов (вязкость состава не должна превышать 500 МПа:с),Верхний предел кислотного отвердителя обусловлен минимальным технологически приемлемым временем начала гелеобразования (отверждения) тампонажного состава. П р и м е р 8. Приготовили раствор, г: мочевино-фармальдегидная смола (КС) 18; вода 62; ПАА бф 45 ортофосфорная кислота 4. Температура опыта 20 С; вязкость состава 90 МПа с (20 С); рН 1,8. Через 2 ч образовался ВУС с псевдовязкостью 2700 ИПа-с. Через 12 ч раствор расслоился с выделением фильтра (вода). Твердое тело не образуется.П р и м е р 9, Приготовили раствор, г:мочевино-формальдегидная смола (КС) 63; вода 31,9; ПАА б, ортофосфорная кислота О, 1, Вязкость состава 570 МПа с, т.е. выше того значения, которое лимитируется для П р и м е р 13. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (КС) 60; вода 34,1 у ПАА 1,4; ортофосфорная кислота 4,5. Вязкость состава 40 МПа с (20 С); рН 1,5. Через время 35 мин образовался гель, а спустя 70 мин - твердое тело.Разработанный тампонажный раствор рекомендуется для использования в интервале температур от 5 до 40 С.П р и м е р 14. Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (типа КС) 50; вода 44; ПАА 2; ортофосфорная кислота 4. Вязкость состава 46 МПа с (20 С); р 1,08 г/см, рН 1,8; температура опызта 5 С. Через 3 ч образовался ВУС с пневдовязкостью 7100 МПа с, а спустя 8 ч - гель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 0,15 ИПа. П р и м е р 15, Приготовили раствор, г: мочевино-формальдегидная смола (типа КС) 50; вода 47,9; ПАА 2, ортофосфорная кислота О, 1. Вязкость состава 46 МПа-с (20 С), ф=1,08 г/см, рН 4,6; температура опыта 40 фС. Через 20 мин образовался ВУС с псевдо- вязкостью 8200 МПа-с, спустя 1 ч - гель. Предел прочности образцов при изгибе через 24 ч составил 2,9 МПа.5 1167303 6При температуре опыта менее 5 фС шение температурыболее 40 фС приводит время гелеобразования увеличивается к кратковременному гелеобразованию соснастолько, что делает материал не става менее 30 мин,что такженеприемтехнологичным (более 12 ч), а превы- лимо с технологической точкизрения.Составитель Е,ТанчалычевРедактор Н.Швццкая Техред ЛЛартяшова Корректор М.СамборскаяЗаказ 4397/32 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4