Способ крепления скважин
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(51)5 Е АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ С 8 У К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ иива Мо-,пои. - вой НГ,Ф О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательски проектный институт по креплению скжин и буровым растворам(56) Булатов А.И., Аветисов-А.Г. Справочнинженера по бурению, Т, 1. М,: Недра, 19с. 40-55, 364-406,Кузмак А,Е, и др. Консервационныекрытия для нефтегазовой промышленност. ОИ, сер, Коррозия и защита в нефтегазопромышленности, в. 3(14), М.: ВНИИОЭ1982, с. 3-31,Авторское свидетельство СССРйг 614214, кл, Е 21 В 33/13, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 833334; кл. Е 21 В 33/138, 1981. Изобретение относится к строительствуи ремонту нефтяных.и газовых скважин, аименно к креплению обсадных колонн, втом числе путем цементирования,Известны способы крепления скважин,в том числе путем цементирования. и составы для их осуществления,Однако все они имеют узконаправленные локальные цели, приспособлены подконкретные типы компоновок колонн и элементы технологической оснастки, Поэтомукачество цементирования скважин зача- .стую оказывается неудовлетворительным, .Известны способы временного консервирования металлических поверхностей длязащиты от коррозии посредством нанесеКРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН вание: цементирование нефх скважин. Сущность: способ ажин осуществляют путем пого закачивания в скважину ли таннинового преобразова-и цементного тампонажного ачивание лигнинового и танобразователей производят в режиме с выдержкой его в олее 1 ч.,3 табл.(54)СПОСОБ (57) Использо тяных и газовь крепления скв следовательно лигнинового и теля ржавчинь раствора. Зак нинового пре турбулентном скважине не б ния смазок, грунтовок, однако для труб они не нашли применения ввиду неэффективности;Известен способ крепления скважин пу ем закачки аство ителя пе е закачкой т Р, Р Р дцементного состава.Растворитель взаимодействует с наполнителем цементнОго раствора, поэтому способ не позволяет обеспечить надежныйконтакт между обсадной колонной и скважиной,Известен способ крепления скважин,включающий обработку ствола раствором скрепящими свойствами.При использовании этого способа настенках скважины образуется хотя и относи1740625 10 15 20 25 30 45 50 55 тельно тонкая, но малопроточная глинистая корка, полностью смыть которую буферными жидкостями не удается. Ниличие в растворе полимерного материала - КМЦ ослабляет физико-химическое взаимодействие между цементными частицами. Это приводит к снижению сопротивляемости контактных эон порода - цементный камень и цементный камень - обсадная колонна газо-и водопрорыву, кроме того, снижаются адгеэионные свойства цементного камня.Целью изобретения является повышение качества крепления путем увелйчения адгезионного сцепления обсадной колонны с цементным камнем,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления скважин, включающему эакачивание тампонажного раствора, в скважину предварительно закачивают лигниновый или танниновый преобразователь ржавчины в турбулентном режиме с выдержкой его в скважине не более 1 ч.Преобразователь (модификатор) ржавчины подается в затрубное пространство скважины в количестве, необходимом для осуществления реакции разрушения ржавчины,.в турбулентном режиме, вытесняет буферную жидкость (если цементирование осуществляется с ее применением) или буровой раствор и, продвигаясь вдоль обсадной колонны, взаимодействует с продуктами коррозии - ржавчиной, образовавшейся на внешней поверхности обсадной колонны. В первоначальный момент происходит быстропротекающее разрушение корки из продуктов коррозии, видимо, за счет действия кислотного начала преобразователя, а также комплексообразования. В первый час контакта преобразователь ржавчины не действует по прямому назначению, а только способствует отслаиванию корки из продуктов коррозии от поверхности металла; Такая операция обеспечивает эффективный адгезионный контакт цементного камня с обсадными трубами, что объясняется . значительным возрастанием адгезионной силы, которую следует рассматривать как силу сцепления, перпендикулярную к поверхности контакта цементный камень - трубная колонна и обусловленную межмо-. лекулярными силами, а также как силу сопротивления сдвигу, т.е. совокупность сил сцепления и трения, создающихся на поверхности контакта между цементным камнем и металлом.Способ осуществляется следующим образом. Преобразователь (модификатор) ржавчины используют или в виде заводского продукта, или после разбавления водой.до реологических параметров, отвечающих5 требованиям к промывочным жидкостям, В последнем случае приготовление рабочего раствора осуществляется в емкости. имеющей перемешивающее устройство, например в осреднительной емкости, или непосредственно в цементировочном агрегате. Замеры параметров жидкости ведут с использованием серийных приборов по общепринятым методикам. Преобразователь ржавчины подается в скважину в виде пачки, объем которой определяется известными способами исходя из расчета заполнения затрубного пространства скважины и скоростей потока, обеспечивающих турбулентный режим в кольцевом пространстве. Время пребывания преобразователя ржавчины в стволе скважины должно составлять не более 1 ч,П р и м е р 1. На предварительно подвергнутые ржавлению в течение месяца в водопроводной воде образцы из стали 40 прямоугольной формы после их извлечения из ванны и высушивания при комнатной температуре в течение трех суток наносят кистью в один слой преобразователь ржавчины АПРЛ(преобразователь ржавчины лигниновый) заводского производства, Параллельно на подобные же образцы наносят аналогичным образом преобразователь ржавчины П(преобразователь танниновый) или преобразователь ржавчины М. 444 (танниновый),После такой обработки образцы (для сравнения берут чистые свежеобработан.ные и ржавые необработанные) помещают40 по отдельности в специальные стаканы цилиндрической формы со съемными донышками, изготовленные из .стали 40, Размер образцов должен быть таким, чтобы верхние края образцов, опущенных в формы до дна. располагались на 1/5 выше верхних краев цилиндров. Все формы заливают цементным раствором из тампонажного цемента для холодных скважин с В/Ц = 0,5. Отвердевание осуществляют под водопроводной водой в ваннах при комнатной температуре в течение 5 сут. Затем формы извлекают из ванн и выдерживают при комнатной температуре на воздухе в течение 5 сут,Площадь контакта пластин (образцов) с цементным камнем выбирают одинаковой и составляющей 8,5 см, Прочность сцепле 2ния цементного камня с металлическими образцами устанавливают путем продавливания их в вертикальном направлении сверпри 90 С, После охлаждения в течение 1 ч при комнатной температуре образцы опускают полностью в емкости, заполненные или преобразователем ржавчины АПРЛ,или ПТ, или М 444. и выдерживают в них 30в течение 1 ч. Далее образцы вынимают из емкостейи помещают по отдельности в специальныестакань цилиндрической формы со сьемными донышками, изготовленные из стали 40,Размер образцов бурят таким, чтобы верхние края образцов после опускания в формы до дна располагались на 1/5 вышеверхних краев цилиндров, Все формы заливают цементным раствором из тампонажного портландцемента для горячих скважин сВ/Ц,5, Формы опускают в автоклав, залитый минерализованнойводой с общей минерализацией 1840 мг/л. Автоклав 45закрывают и выводят в течение 20 мин нарежим; температура 75 С и давление 100атм. После выдержки автоклава в этом режиме в течение 30 сут образцы извлекают ивыдерживают при комнатной температуре 50на воздухе в течение 3 сут,Площадь контакта стержней (образцов) с цементным камнем выбирают одинаковой и составляющей 10,25 см, Прочность сцеп 2ления цементного камня с металлическими образцами определяют посредством продавливания их в вертикальном направлении сверху вниз при снятых нижних донышках цилиндрических форм на приборе 2035 П. Результаты определений усилия сдвига 55 ху вниз при снятых нижних донышках цилиндров на приборе 2035 П,Замеряют усилие сдвига Г металлического образца по отношению к цементному кольцу. Рассчитывают усилие А на единицу 5 площади поверхности;Результаты опытов приведены в табл. 1.Из данных табл 1 следует, что нанесение преобразователей ржавчины на трубную сталь 40, из которой изготавливаются 10 обсадные колонны, приводят к значительному увеличению силы сцепления трубных . колонн с цементным камнем.П р и м е р 2, Образцы цилиндрической формы. из трубных сталей групп прочности 15 Е и Р выдерживают в минерализованной воде с общей минерализацией 1840 мг/л (искусственно приготовленная смесь, содержащая все виды ионов, которые находятся в водах нефтяных месторождений) в 20 ванне при 75 С в.течение месяца, Когда в опытах образцы извлекались из ванны, наблюдалось образование на их поверхностях обильного слоя ржавчины. Далее их высушивают в сушильном шкафу в течение 5 ч 25 и удельного усилия А на единицу площади приведены в табл. 2.Преобразователи ржавчины способствуют значительному возрастанию сцепления колонн с цементным камнем.С целью выяснения влияния присутствия преобразователей ржавчины на свойства цементного камня иэ тела цементных колец вырезают балочки-кубики размером 2 х 2 х 2 см, Испытания их на сжатие показало, что прочностные свойства камня остаются, на одном уровне (см. табл, 2).Для оценки способности преобразователя ржавчины к быстрому разрушению продуктов коррозии для выполнения требуемых функций по разработанному способу крепления подвергают ржавлению по приведенной в примере 1 методике стального плато толщиной 5 мм иэ стали 40 и конусн ые диски к нему большим диаметром 40 мм, меньшим 35 мм и толщиной 5 мм, причем расстояния на плато между отдельными ячейками с конусовидной поверхностью больше большего диаметра диска, Для контроля применяют чистые свежеобработанные образцы. В ряде случаев поверхности образцов подвергают обработке преобразователем ржавчины в течение определенных сроков, Далее на чистые, ржавые необработанные и обработанные преобразователем ржавчины конусные поверхности плато наносят слой тампонажного раствора из портландцемента тампонажного Новороссийского завода для холодных скважин, Затем обеспечивают контакт дисков с ячейками плато, После твердения в течение 3 сут плато с дисками переворачивают и к дискам, имеющим соответствующие утолщения посередине с отверстиями, подвешивают грузы. При определенной величине груза в каждом конкретном случае происходит отрыв диска от плато.В табл, 3 представлены результаты исследований, Они показывают, что преобразователи ржавчины не действуют по прямому назначению в первый час контакта, а только способствуют отслаиванию корок из продуктов коррозии от металлических поверхностей, Поэтому относительное усилие отрыва конусного диска в первый час действия преобразователя самое минимальное.Использование способа крепления скважин позволяет обеспечить надежное сцепление цементного камня с обсадной колонной без снижения прочностных свойств цементного камня, что особенно важно для обеспечения долгоьременной службы скважины; предотвращение коррозионного поражения обсадных колонн, что особенно необходимо в современном строительстве1740625 10 Таблица 1 ица 2 Образ Усилие сдвига Удельноеусилие А,кг/см Относительное силие, О д% аракте исти ка б аэ а Группа прочности мате иала Прочност при сжа тии, МПа Чисты свежеоб- работа 50,0 6,4 2.3 Р Е Ржавыи не бработаныйИ 5 10097,7 91,49 6 1 4,4 49 83,5 01,5 83,5101,Р Е 1,0 47 54,2 250,2 О,нефтяных и газовых скважин, так как обеспечивает их длительную эксплуатацию: значительное увеличение межремонтного периода работы скважин (примерно на 40%),Формула изобретения,Способ крепления скважин, включающий эакачивание тампонажного раствора,РжавыйобработанныйАПРЛ - 2Тр жеРжавый обработанный ПТ То жеРжавый обработанный М 444 То же о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества крепления эа счет улучшения адгезионного сцепления обсадной колонны с цементным камнем, в скважину 5 предварительно закачивают лигниновыйили танниновый преобразователь ржавчины в турбулентном режиме с выдержкой его в скважине не более 1 ч,1740625 10 Таблица 3 Время выдерживания Относительное усилиепреобразователя отрыва,ржавчины на поверхХарактеристика образцаОбразец М Чистый свежеобработанный Ржавый необработанный Ржавый обработанный АПРЛ - 2 Ржавый обработанный П - 1 Т Ржавый обработанный М 444 Составитель Ф,МамуловТехред М,Моргентэл Корректор А.Токарская Редактор М.Циткина Заказ 2061 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 ности до нанесения тампонажного раство а или конт оля, ч 0,5 1,0 2,0 5,0 24,0 0,5 1,0 2,0 5,0 24,0 0,5 1,0 2.0 5,0 24,0 0,5 .1.0 2,0 5,0 24,0 0,5 1,0 2.0 5,0 24,0 П р и м е ч а н и е. Результаты исследований средние из 6 - 8.измерений. 100, 100 100 100 100 40 42 41 40 41 25 20 25 50 88 30 23 28 52 85 19 20 23 48 76
СмотретьЗаявка
4612827, 01.12.1988
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ПО КРЕПЛЕНИЮ СКВАЖИН И БУРОВЫМ РАСТВОРАМ
МАМУЛОВ ФЕЛИКС ГЕРЦЕЛЕВИЧ, КРЫМСКИЙ ГЕННАДИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, МОСИН ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: E21B 33/13
Опубликовано: 15.06.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1740625-sposob-krepleniya-skvazhin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ крепления скважин</a>
Предыдущий патент: Способ разобщения межтрубного пространства скважины
Следующий патент: Тампонажное устройство
Случайный патент: Смазочно-охлаждающий технологический состав для шлифования твердых сплавов