Состав для цементирования прифильтровой зоны скважины

(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт поосвоению месторожденич нефти и газа(56) Авторское свид о СССРР 972059, кл. Е 21 1981,Авторское свидет СССРФ 137858, кл, Е 21 1961. 8,8)етельствВ 43/08,ельствоВ 43/08,54) СОСТАВ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ СКВАИ(НЫ57) Изобретение относится казодобывающей промышленности Ит ится к нефтегазоности и предназпродуктивныхных слабосцеменного и колл рами, е про- нном з- повышен и одноврем стностииа компо иствисолянои кислоты. Перфорированныецементировании 6,5,5 4,6-5 4,5-5 5,7-6 Остал участки коло аглушены ки ом, наприме ворясь в ки ы Каустическая соМагнийВода лото- алюрас щ материа торый,рас е мин ием слоте,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВ Изобретение отно добывающей промышле начено для вскрытия пластов, представлетированными песчанымЦель изобретенияницаемости камня прсохранении его целоСостав включаетненты, мас.%:Цемент именно к вскрытию продуктивных .гластов, представленных слабосцементированными песчаными коллекторами, Цельизобретения - повышение проницаемостикамня при одновременном сохраненииего целостности, Состав содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: цемент 54,6-56,5, каус-тическая сода 4,5-5,5, магний 5,76,6, вода остальное. Состав готовяттрадиционным способом в объеме, необходимом для заполнения заколонногопространства в зоне продуктивногопласта. При воздействии на цементныйкамень из данного состава солянойкислотой в камне образуются отверстия, по диаметру несколько большйедиаметра перфорационных каналовв обсадной колонне. При цементировании каналы колонны заглушены кислоторастворимым материалом. 2 табл,Включение в тампонажный состав каустическои соды и порошкообра магния обеспечивает возможность дания Фильтрационных каналов в ментном кольце за колонной без ния избыточного давления путем равляемого разрушения (прожиган цементного камня против перфори ных участков колонны, под возде, оздает доступ кислоты к цементномукамню.Экспериментальным путем установлено, что добавление к тампонажномураствору каустической соды придаетцементному камню способность растворятыя в соляной кислоте,Использование порошкового магнияв составе тампонажного раствора позволяет ускорить время полного растворения цементного камня сравнительнос растворимостью камня без магния.При этом взаимодействие кислоты смагнием происходит не за счет соприкосновения частиц магния друг с другом, а эа счет растворения состава(цемент с каустической содой), нахо"дящегося между зернами магния в массецементного. камня. 20Количество соляной кислоты беретсяс таким расчетом, чтобы его хватилолишь на растворение алюминиевыхзаглушек и образование сквозных каналов в цементном камне напротив перфорированных отверстий. При этомисключается .возможность движениякислоты вверх и вниз вокруг обсаднойколонны от одного отверстия,к другому, так как для дальнейшего расширения образовавшихся отверстий не хватает соляной кислоты, тем самым неполучается вертикальной связи междуотверстиями и остальная часть цементного камня остается не пораженной,кислотой, которая сохраняет своипервоначально-прочностные характеристики. При использовании предлагаемого состава при вскрытии пластапрактически сохраняются скелет пласта 40и целостность цементного кольца.Состав готовят традиционным способом путем перемешивания сухой смеси с водойВ табл.1 приведены характеристики 45цементных растворов и камней, изготовленных из данного состава.В табл.2 даны прочностные характеристики цементного камня и степеньрастворения его в соляной кислотев зависимости от содержания компонентов.На основании данных геофизическихисследований устанавливают глубинуи мощность продуктивного пласта, подлежащего разработке, согласно кото 55рой определяют длину перфорируемогоучастка эксплуатационной колонны,Перфорированный участок колонны изготавливается в условиях мастерских в обсадных трубах, Отверстия на обсадных трубах просверливают на сверлильном станке перпендикулярно к оси трубы и в них нарезают резьбу.Затем в отверстия заворачивают винты, изготовленные из легкоудаляемого материала под воздействием химических веществ (например из алюминия марки АЛ 2 или Д 16 Т), Колонну эксплуа тационных труб опускают в скважину и перфорированный участок .трубы, заглушенный винтами, устанавливают против продуктивного пласта и осуществляют цементирование колонны по обычной технологии, Последняя порция цементного раствора включает помимо цемента каустическую соду и магниевый порошок, Этот состав оставляют в заколонном пространстве в зоне перФорированного участка трубы для ОЗЦ,После спуска колонны и ее цементирования с целью оценки качества крепления проводятся исследования акустическим цементомером, Проверяют колонну обсадных труЬ на герметичность и через спущенные насосно-компрессорные трубы создают соляно-кислотную ванну только в интервале перфорированного участка труб. При этом происходит реакция с алюминием, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с цементным камнем, включаюпдм каустическую соду и магниевый порошок, растворяя состав, создает сквозные каналы (прожигает) напротив перфорированных отверстий труб,Пример, иллюстрирующий изобретение.На трубе 1 чб мм эксплуатационной колонны длиною 0,6 м сверлят на сверлильном станке три отверстия диаметром 16 мм перпендикулярно к оси обсадной трубы и в них нарезают резьбу. Отверстия располагают по спирали, со сдвигом по окружности на 120 с расстоянием между отверстиями по вертикали 200 мм. При этом обеспечивается плотность перфорации, равная 5 отверстиям на 1 м ствола скважины, Такая плотность при 16 мм отверстии обеспечивает коэффициент гидродинамического несовершенства по характеру вскрытия 31 при диаметре скважины по долоту 190 мм, а при обычно применяемой кумулятивной перфорации типа ПКС164 0372 Т а б л и ц а 1 Характеристика цементных растворов и камней Сроки схва- Прочность образцов тывания, двухсуточногохранеч-мин ния, МПа В/Т от- ношение Номер опыта Добавка к цементу, мас.% Плот- Растекаемость,ность,г/с 13 каус. магнийсода см на- конец на изгиб на сжатиечало 1 0,5 1,73 19 8-35 10-20 3,56,0 2 0,6 8 1 О 1,68 18 1-35 2-50 1,9 4,2 3 0,6 10 12 1,67 18 1-30 2-451,8 4, 1 Т а блица 2 Значение величин прочности образцов на сжатие и растворимостьцементных камней в зависимости от содержания в них каустическойсоды и магния Компонентный состав раствора, мас.Е Номеропыта Показатель цементного камня вода магыиевыйпорошок каустичес-.кая сода цемент прочность степень растворина сжатие мости образца весом через 2 су г после 3 часоток, МЧа вой выдержки в кислоте, % 1 54,6 4,5 2 55,5 4,5 3 565 45 4,2 00 00 стально же11 7 74,3 4,3 1 0 при той же плотности этот коэАФициент составляет 47.Затем в отверстия заворачивают заглушки, изготовленные иэ алюминиевого сплава марки АЛ 2 (ГОСТ 2685- 75),Отрезок заглушенных труб помещают в цилиндрический картонный кожух с внутренним диаметром 190 мм и кольцевое пространство заполняют тампонажным раствором, изготовленным составом при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 55,5 ф, каустическая сода 5,0, магниевый порошок 6,2; вода 33,3.После 24.-часового ожидания затвердения цемента снимают картонный кожух и заполняют трубы на 50 мм выше верхней заглушки, .ингибированной 21%-ной соляной кислотой.При этом происходит реакция с алюминиевой заглушкой, в результате чего заглушки полностью растворяются и соляная кислота, соприкасаясь с тампонажным камнем, в течение 3 ч создает в колонне и цементном кольце сквозные 6отверстия 6,7 диаметром соответственно 16 и 22 мм.Применение данного состава прицементировании исключает попаданиесоляной кислоты в слабосцементированные песчаные коллекторы, тем самымсохраняя скелет пласта без разрушения, обеспечивая целостность цементного кольца и улучшая условия эксплу"атации скважины.формула из о бр ет ения Состав для цементирования приФильтровой эоны скважины, включающий цемент, наполнитель и воду, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения проницаемости камня приодновременном сохранении его целостности, он дополнительно содержит каустическую соду, а в качестве наполни.- теля магний при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:Цемент 54,6-56,5Каустическая сода 4,5-5,5Магний 5;7-6,6Вода Остальное1640372 Продолжение табл. 2 Номер опыта Компонентный состав раствора, мас.Е Показатель цементного камня магниевый водапорошок цемент каустическая сода степень растворимости образца весом32 г после 3 часовой выдержки в кислоте, 7,прочностьна сжатиечерез 2 суток, МПа) ) ,ост ост ост ост ост ост Составитель Л.ЕестужеваРедактор Н.Тимонина Техред А,Кравчук Корректор Т,Малец Заказ 1259 Тираж 372 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 4 53,6 5 57,5 6 54,654,6 8 54,6 9 54,6 10 54,6 11 54,6 12 54,6 13 54,6 14 56)5 15 55,5 6 50 4,5 4,5 5,0 5)5 4,0 6,0 4,5 4,5 4,5 5)5 5,0 5,7 5,7 5,7 5)7 5,7 5)7 6,2 6,6 5,0 7,5 б,б 6,2 3)5 4,0 4,2 4,3 3,7 4,2 4,1 3,9 3,6 4,3 4,2 5,2 10076 100 100 81 84 100 100 80 86 100 100 23