Изоляционный материал

(43) Опубликовано 30,07.80. Бю (45) Дата опубликования опис 51) И.Кл.з Е 21 В 33/1 749 22-03 сударстеенный комитет СССР) Авторызобр етения Кагани М. В И, 3 А. Лукашкин,жевский етшина, Я.П, Максимо 1) Заявитель Государственный научно-исследоват институт Гипротюменнефтегаз Ми промышленности(54) ИЗОЛЯ ЦИОН Н ЫЙ МАТ вяжущего ый сополоксибенз ированных соотноше в качестве органического няют полифенолгликолев продукт полимеризации спиртов и глобул оксиэтил фенолов, при следующем гредиентов, вес. %:Полифенолгликолевьсополи мерКислотный отвердит примемер - иловых алкилии интй95 ель 1 -бензиловыспирты нол+ хормал Изобретение относится к производству изоляционных материалов, в частности для изоляции пластов при бурении и эксплуатации скважин и закрепления грунтов, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, горном деле и строительстве.,Известны различные изоляционные материалы для указанных;целей на основе органического вяжущего и кислотных отвердителей 11.Недостатками таких материалов являются усадка, слабая прочность, низкая адгезия и высокая стоимость.Наиболее близким по составу из известных является изоляционный материал, состоящий из органического вяжущего, в качестве которого применяется феноло-формальдегидная смола, и кислотного отвердителя 2.Однако и такой материал характеризуется низкой адгезией и прочностью.Целью изобретения является повыш эффективности изоляции пластов за увеличения адтезионных и прочност свой ств конечного,пр одукта.Поставленная цель достигается тем, что1 стадияФе ин Конденсация Онси ксибензилавые спирты представляют й промежуточную фракцию изготовлеразличных видов феноло формальдеых смол. Для сополимеризации с оксииловыми спиртами берется 5 - 10 вес. % ул оксиэтилирова нных алкил фенолов тношению к оксибензиловым спиртам. как для сополимеризации с глобулами этилированных фенолов оксибензилоспирты вводятся до стадии нейтрализато технологический цикл получения лимера предшествует изготовлению деленных марок феноло-формальдегидсмол, причем для получения сополимеа заводе можно использовать наличное логическое оборудование,И стадиясополимсризация Сополимср(+окс тилироваииыс алнилфеиолы) собо ния гидн бенз глоб по о Так окси вые ции, сопо оп,ре ных 25 ра нтехнотемператураа, С наименование Соляная кислотаШавслсваяАзотнаяСернаяБсизилсульфокнслотаУксуснаяХло) истый натрийХлористый кальций 95 о 5 95 95 95 95 95 95 12 87 46 42 51 54 27 29 12 28 14 17 22 24 28 23 о 5 5 5 5 10 в .0 10 2 1( - 20 1 21 10 -20 10 10 20 10 .0 Таким образом, технологический цикпполучения резольных феноло-формальдегидиых смол останавливается на стадии нейтрализации и вместо нее осуществляетсясополимеризация оксибензиловых спиртов 5с глобулами оксиэтилированных алкилфенолов. В связи с этим стоимость сополимераскладываетая из стоимости определенногоколичества оксибензиловых спиртов и оксиэтилированных алкилфенолов и оказывается намного ниже стоимости определенныхмарок феноло-формальдегидных смол.На стадии сополиморизации происходятхимические превращения Оксибензиловыхспиртов, так,как это означает введение одного полимера в другой, Наличие,в первомполимере, т. е. в оксибензиловых спкртах,подвижных гидроксильных групп придаетим способность к привитой сополимеризации после введения макромолекул оксиэтилированных алкилфенолов,Сополимеризация осуществляется,примеханическом перемешивании при 40 - 60 Св течение 10 - 20 мин. При этих условияхнаиболее вероятные химические превращения, протекающие в процессе сополимеризации оксибензиловых спиртов и глобулоксиэтилированных алкилфенолов, могутосуществляться в первую очередь за счет Видно, что при одних и тех же условиях 80 время онверждения для разных Отвердитслей несколько отличается, а прочностные свойства отвержденных образцов вполне отвечают 1 ребованиям тампонажного материала.35Предлагаемый состав готовится механическим перемешиванием сополимера с отвердителем преимущественно перед применением, При отверждении получается пластмасса, превосходящая по своим прочност ным и адгезионным характеристикам применяемые на практике известные синтетические смолыкак тампонажный материал,В табл. 2 показаны результаты отвер ждения сополимера в интервале температур от 20 до 100 С (верхний предел соответствует температуре пласта на многих месторождениях Западной Сибири) с разотрыва гидроксильных лрупп первого полимера и водорода второго полимера.Оксибензиловые спирты, представляя из себя дисперсионную полимерную систему, состоят из мак 1 ромолекул с различными металольными группами. В зависимости от этого, в результате сополимеризации их с глобулами оксиэтилированных алкилфвнолов, получается сополимер с макромолекулами различной разветвленности. В качестве отвердителя может быть введена любая органическая или неорганическая кислота - уксусная, щавелевая, оксибензилсульфокислота, соляная, серная, азот 5 ная и т. п. Кроме того, сополимер способен отверждаться и в присутствии солей этих кислот, Причем вводится только один из отвердителей (в количестве 1 - 5% в расчете на сухое вещество), а не,группа их, В зависимости от применения того или иного отвердителя прочностные и адгезионные ,качества сополимера, т, е. изоляционные свойства его, не нарушаются. Так, например, в табл. 1 показаны, прочностные характеристики сополиме 1 ра при отверждении его с ирименением различных отвердителей в ,одинаковом соотношении (95% сополимера и 5% отвердителя) при 10 - 20 С. Отвсржленне Г 1 рочность на Брс 55 я, ч ( сжатие ЛП тличным количеством отвердителя (наприме 1 р, соляной кислОты) .При недостаточном количестве отвердителя состав не отверждается или отверждается медленно с образованием недостаточно прочного полимера. увеличение количества отвердителя до 1,0% и более обусловливает нормальное отверждение, одновременно сокращая его лродолжительность. Однако избыток отвердителя приводит к получению хрупких Образцов, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к изоляционным материалам. Таким образом, оптимальным является количество отвердителя от 1 до 5 вес. %, сополимера 95 - 99 вес. %. Лдгезионные и црочностные свойства разработанного состава определены стандартным способом по обработке сыпучихДЧо п.п. Примечание отверсополимердительНе отверждаетсяНе отверждаетсяСлабое отвержденпе52 - 1840 - 2127 - 1720 - 1,517 - 1,1)15 - 0,4512 - 0,201 О - 0 089,5 - 0,059,5 - 0,059,5 - 0,05 Вязкая массаКаучукоподобная Твен )ый Хрупкий пород различной минералогической характеристики.После обработки сополимером образцы из сыпучих пород превращаются в сплошные камни, прочность их достигает б 4 - 110 МПа. В табл. 3 показаны экспериментальные данные .по креплению песчаных сыпучих образцов. Таблица 3 Прочность, М 77 а Наименование образцана удар Из сыпучего гидронамывного песка, пропитанного сополимером 96 -110 Нс рассыпается Из сыпучего дорожного песка, пропитанного сополи- мером 64 - 87 Нс рассыпается Таблица 4 Адгезия с цементным камнем,МПаО о 0,4 , 0,4 12998,1 Сыпучий керн из измельченн й породы,)зпес) ный на основе смолыТСРазругпа ется16,7 Прочность на сжатие определялась через 3 суток хранения образца в воде 5 120, 65,0 Не разрч)паетсь Сыпуч) й керниз измсльчснпой породы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 99,50,5 99,3, 0,7 99,2 ,8 99109 991) ) )О 98911 98,81,2 985 ) 15 9802 97,5; 2,5 970 1 3)1 95050 930 70 90,01,0 Для установления изолирующих и сцементирующих свойств разработанного состава проведены:пециальные исследованияна установке УИПКМ прокачкой смеси,содержащей 95% сополимера и 5% отвердителя, через искусственный сыпучий кернизмельченной породы нефтяного пласта Западной Сибири. Для сравнения проведеныисследования известного состава на основе1 О смолы ТС.Сначала установлена начальная проницаемость кернов фильтрацией воды илинефти, затем производится закачка в нихразработанного состава, а в аналогичные15 керны - известного состава,Конечная проницаемость определяется ,прокачкой воды в обратном направлении .после выдерживания керна для отверждения.Результаты испытаний показаны в табл. 4.Формула изобретения Составитель А. Синецкая Тсхред А, Камышникова Корректор С. файн Редактор 3, Ходакова Заказ 890/1016 Изд,400 Тираж 626 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил. пред. Патент Как видно из табл. 4, сыпучий керн из измельченной породы нефтеносного пласта цементируется в сплошной твердый камень, что позволяет добиться высокого снижения проницаемости и сцементирования обрабатываемых пород. Это свидетельствует также о высоких изолирующих, т, е. адгезионных, свойствах дредлагаемого изоляционного ма териала. Изоляционный материал для изоляции пластов и закрепления грунтов, включающий органическое вяжущее и,кислотный о пвердитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения адгезионных и прочностных свойств, в качестве органического вяжущего он содержит полифенолгликолевый сополимер - продукт сополимеризации оксибензиловых спиртов и оксиэтили рованных алкилфенолов, при следующемсоотношении инпредиентов, вес. /в: Источники ниформации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР15ЗОО 592, кл, Е 21 В 333138, 1966,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2196241 ОЗ, кл. Е 21 В 33/38,1975 (прототип),