Способ и состав для тампонажа горных пород

СаКЕ СОВВЯИХИХРЕСПУБЛИК 11% 1 И) 15)5 Е 21 В 33/13 БРЕТЕНИЯ Цель изобретен ективности тампо ичения прочности амня и его устой астворении промыв Иэобрет буренин оразведочющей промьтшительству,авам дляэФго 3 я - понышениажа эа счет ие относитсязовых н геоло нефтяных,ных скважи кристаллическо ивости к размь горно-добыва нженерному стр способам и сос ленности а именно изоляции ными и пластоным жидкостям иэко ицаемых пласто Способ тампона тоит в закачиванитрированного води а горных поро в них высоко сос -онцец го вора ли, н ГОСУДАРСТВЕНйЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья(56) Ржаницын Б. А. Хтщттческое закреттление грунтов н строительстве, М.: Стройиздат, 1986, с.264.Демьяненко А.И. и др. Термохимический способ закупорки проницаемых пластов. - Совершенствование методов предупреждения и ликвидации поглоще - ний при строительстве глубоких скважи в Восточной Сибири. СНИИГГ и МС, Ново сибирск, 984, с,29-32.(54) СПОСОБ И СОСТАВ ТАМПОНАЖА ГОРНЬБ ПОРОД(57) Изобретение относится к буренин нефтяных, газовых и геоттогоразнедочных скважин, горно-добывактщей промышленности, инженерному строительству. Цель изобретения - повышение эффектив температурных скважинах, укреплениянеустойчивых горных пород и несвязныхгрунтов. ности тампонажа эа счет увеличения прочности кристаллического камня и его устойчиности к размыву и растнореникт промывочным и пластоными жидкостями. Вакачинаит в горные породы нысококоцпецтриронанцый водный раствор соли, в качестве которого исполь. зуктт высококонцентриронаццый водный раствор кальцициронацной соды, причем кальцинированцая сода и вода взяты при следуищих соотцошеццях, мас.7,; сода кальциниронаццая 25,9-37,5; вода остальное. В промысловых услониях для приготовления смеси н отдельной емкости, образованной с насосом или цеметттировочттым агрегатом, растноряк 1 т Я кальцттттиронаннуи соду н преднарительно нагретой до 20-25 С воде. Растворение соды идет с выделением тепла ц температура поднимается до 40-42 С, что позволяет растворить максимальное количество соды, После охлаждения ра - створа соли в пласте образуется крис- рм таллический камень прочность которого, а также стойкость к размыву и растнореникт промыночнымтт и пластовыми1645460 качестве которого используют водныйраствор кальцинированной соды, содержащий не менее 25,9% соды. В промысловых условиях тампонирующую смесьприготавливают в следующей последовательности. Например, в отдельной емкости, обвязанной с насосом или цементировочным агрегатом в 3 м воды(37,5 мас,%) кальцинированной соды,Воду предварительно нагревант до (2025) С с помощью пара от котельной илиэлектронагревательными элемецтдми.Растворение соды идет с выделениемтепла и температура приготовленногордствора достигает (40-42) С. При этойтемпературе растворяется максимальноеколичество соли,Верхняя граница концентраций кдльцииироваццой соды определилась стабилизацией показателей по рдзмывземостии растворимости кристаллического кдмняв воде, нижняя граница - значениямирззмывземости тдмпонажного камня и ко.25личеством Аильтратз после кристаллизации в сравнении с аналогом. Таким образом, оптимальная область концентраций кальцинировзнной соды тзмпонирующих составов находится в пределах25,9-37,5 мзс.%. Результаты представлены в таблСпособ тзмиоцджа горных пород осуществлянт следующим обрдзом. 5Для изоляции ироницаемых пластов в низкотемпературных скважинах приготовленнун тдмиоцирунщую смесь закзчивант через гидромеханический или рдзбуривдемый иакер, установленный выше 10 проницземой зоны, с целью обеспечения минимального разбавления ее промывочной жидкостью н скважине при доставке в пласт. Нзчзльцая температура ззкдчивания смеси в пласт определяется расчетным путем ио методике 1 Чербдня А,Н, и в случае, если она превышает температуру приготовленного рд - створа, то тзмионирующий состав дополнительно подогревают, 50Для закрепления неустойчивых пород в стволе скважины тампоцирунщун смесь закзчивзнт через бурильные трубы и размещают ндиротив интервала обливднщихся или неустойчивых пород, Техио -55 логия работ цредусмзтривзет вылив и ци. же идчкц тдмиоцирунщей смеси размешдть буферную жикость, иреиятствунщун интенсивному смешению основного гзмпонирунщего состава с буровым раствором в скважине.Для закрепления несвязанных грунтов приготовленный тампонирующий состав закачивант через специальные перфорированные трубы, забитые в грунт или мелкие скважины.П р и м е р, В 1 00 г (74,1 мас.%) воды, ндгретой до (20-25) С, растворяют 35 г (25,9 мас.%)кальцинированной соды, Перемешивают с помощью лабораторной мешалки до полного растворения соды, После раств орения температура солевого раствора достигает (40-42) С. Время растворения и переомешцвация 5-7 мин. Нагретый раствор в стеклянном стакане ставят в водянун ванну с проточной циркуляцией водопроводной воды для охлаждения и кристаллизации. Время охлаждения раствора, кристаллизации и укрепления структуры и проведенных опытах составляц 24 ч. После этого полученные образцы кристаллического камня подвергались испытанию ца рззмываемость и растворимость,В табл.2 показаны прочностные характеристики различных насыпных грунтов ири их тамионировднии предлагаемым способом. В табл.З приведены данные о растворимости кристаллического камня кальцицированной соды в буровых растворзх и пластовой жидкости. Применяемые для лабораторных и экспериментальных исследований химические резгецты, приборы, методики исследований отражены в акте лабораторных испытаний,Использование предлагаемого способа и состава позволит повысить эд 4 ективность тзмпоцажных работ за счет увеличения прочности образующего кристаллического камня, повышения его стойкости к размыву и растворению промывочными и пластовыми жидкостями, а также расширить область прпченения по сравнению с известным. Ф о р м у л з и з о б р е т е н и я Способ и состав тампонажа горных пород путем здкачцвания в них нагретого высококонцецтрированного раствора соли, о т л и ч з н щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности тампоцджз за счет увеличения прочности кристдллцеского камня и его ус5 1645460 6тойчивости к размыву и растворению водного раствора соли используют водпромывочньии и пластовыми 1 кидкостями, иый раствор кальцинированиой содысоды,в качестве высококонцентрированного содер 1 кащий не менее 25,9 Х соли,Таблнца 1 Свойства нссладованных тампоннрущих составов Прнмечаяна Компонентньа состав, мас.Т Опыты,Размыва емость,1 О кг Ьода Основнаясоль раэмытых кристал- лов хрнсталлнэапни, еС 0,58 50,8 56,5 43,5 26 0,22 60,1 23,1 76,9 38 21 м 24,3 75,7 19 0,22 51,9 25,9 74,1 71,4 44,5 0,215 0,215 12 28,6 30,4 О 33,0 67,0 26 23,8 0,21 711 62,5 26 Э 7,5 38,3 0,2 1 2,1 61 7 13,0 0,2 40,0 60,0 0,2 12,1 Таблнпа 2 Опыт,Ф Компонентный состав, мас.а Тнп насыпного грунта Кальцнннро- Водаванная сода 12,0 37,5 62,5 8,4 10,8 Песок просеянный с раэиерамн 0,5-1 им 62,5 37,5 5,6 160 Гравий мелхосреднезерянстый с песком (размеры частиц песка 0,5-1 мм) 62,5 37,5 19,9 1800 Доломнт дробленный с размерами 2-10 мм 62,5 4 37,5 11,3 4 ргнллнт дробленный с размерамн до 5 мм 62,5 5 37,5 1 Хлорнстыйкель цнй (Сас а) Сода хальцннярованнаа(НааСО ) 1 Температура началамассовой Хопнч ее тво фнпьтрата после хрис- таллиэацнн, Х Водопроннцаеиость грунта К , м/сутФ Стабнлнэацнэпоказателей поРаэмываемости нрастворямос тн Предел прочностнкрнсталлнческогокамня черезсут, КПа11 1й хэ оф оо ц 1