Способ тампонирования скважин отверждающимися газожидкостными смесями

,14 61 1 В 331 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ИЗОБРЕТЕДЕТЕЛЬСТВУ ПИСАН ТОРСКОМУ СВИ(22) 21 (46) 15 (71) Ир научноче тодик (72) А.(56) Ав В 1090 (54) С ОТВЕРЖДАЮЩ 57) Изобрет ение относитси позволяет пнирования за ысить кает предунию скв м. 3 ил., 2 табл. тво там 69980/22-03.06.88. Бюл. У 22кутское отделение Всесоюзногоисследовательского институтаи и техники разведкиА.фигурак, М.А,Хромых,чагин и В.Г.Заливин2.245.042 (088.8)торское свидетельство СССР47, кл. Е 21 В 33/13, 1982."ОСОБ ТАМПОНИРОВАНИЯ СКВАЖИНИМИСЯ ГАЗОЖИДКОСТНЬКИ преждения преждевременного отверждения при одновременном снижении энер-,гоемкости нагнетания и продавливания.Способ включает нагнетание газожидкостной смеси (ГЖС), содержащей смолу, пенообразователь, воду, воздух,и отвердителя в скважину, Далее ГЖСпродавливают в скважину до начала интенсивного отверждения и деформационного разупрочнения ГЖС, причем нагне-,тание газа и отвердителя осуществляют с учетом прироста температуры отадиабатического сжатия воздушной фазыпри давлении нагнетания и продавливания. При зтом происходит сжатие пузырьков газа под избыточным давлени-. Я8 К аТ Рг (Ру ) к Сф Рф Р, РС " теплоемкость воздуха прдавлении продавливания,Дж/кгСплотность воздушной фазнормальных условиях, кгК - газожидкастное соатношеТ - начальная температура вдуха в тампанирующей см- тенлоемкость жидкой фазтампонирующей смеси,Дж/кгС,отность жидкой фазы,косфернае давление,где э, 50 м ие; си; 55. ф - пл Р 1 - астм Изобретение относится к бурению скважин, а именно к тампонированиюосложненных интервалов поглощающихи кавернозных пород отверждающимися газожидкостными смесями,Цель изобретения - повышение качества тампонирования за счет предупреждения преждевременного отверждения газожидкостной смеси при одно временном снижении энергоемкости нагнетания и продавливания.На фиг, 1 представлена схема обвязки оборудования для осущесгвления способа; на фиг.2 - зависимость по вышения ".температуры отверждающейся газожидкостной смеси в интервале ,тампанирования от. давления продавливания при различных газажидкастных соотношениях на фиг.3 - зависи масть времени начала отверждения тампонирующей смеси от температуры при различных концентрациях отвердителя.Сущность способа заключается в том, что в скважину нагнетают газожидкостную смесь и атвердитель и продавливают ее до начала интенсивного отверждения и деформационного разупроянения газажидкостной смеси. При продавливании газожидкостной смеси в 30 интервал тампонирования происходит 1увеличение температуры воздушной фавы за счет сжатия пузырьков газа под избыточным давлением. Так как тепло- роводность атверждммой газожидкостой смеси очень малапри незначительном времени теплообмена, то потери 1 епла на теплаобмен с окружающей средой,практически равны 0 и процесс рассматривается как адиабатический. Прирост температуры газожидкостной смеси при этом определяется по фор- муле Р - конечное давление продавливания смеси,К - показатель адиабаты сжатиявоздуха,Конечная температура тампонирующей смеси с учетом ее прироста от сжатия воздушной фазыт с Т+ гтсВ связи с этим нагнетание газа и отвердителя осуществляют с учетом прироста температуры от адиабатического сжатия воздушной фазы при давлении нагнетания и прадавливания.В табл. 1 приведены результаты расчета 3 с по формуле (1) в зависимости от давления продавливания Р и газожидкостнога соотноше 1ния тампонирующей смеси К,. В табл, 2 приведены экспериментальные данные, характеризующие зависимость времени начала интенсивного отверждения газожидкостной тампонирующей смеси от температуры при различном содержании отвердителя. Приведенные данные соответствуют отверждаемой смеси, имеющей следующее соотношение компонентов, мас.%фКарбамидо-фармальдегидная смола КФ-МТ(сульфанал) 0,37 Отвердитель (щавелевая кислота) 0,1-1,0 Вода Остальное Способ осуществляют следующим образом.Необходимо затампонировать интервал закарстованных пород на глубине 885-890 м. На основании, опытных дан, ных для этога интервала объем ОГЖС составляет 3 м, а максимальное давление прадавливания тампонирующей смеси. составляет Р = Э,О МПа. Начальная температура тампонирующей смеси на устье скважины Т=25 С. Оптимальное газажидкостное соотношение ОГЖС для данных условий составляет К20-70, а допустимое время нагнетания и прадавлнвания до начала интенсивного отверждения смеси 18 мин,По данным табл. 1 или фиг. 2, которые получены по формуле (1), определяем, Что для Р=З,О МПа, К,= 20 - 70 и Т = 25 С прирост температуры тампонирующей смеси указанной рецепразователя (сульфонол), в емкости 2 раствор кислого отвердителя, и в емкости 3 - продавочная жидкость. Кран 4 открыт, а кран 5 закрыт. Произво- .дят включение подпорного насоса 6, дожимного насоса 7, компрессора, 8 и кислотного насоса 9. Подача подпорного насоса 6 и кислотного насоса 9 отрегулирована из расчета обеспечения суммарной подачи жидкой фазы ОГЖС (Ч), включая раствор смолы, пенообразователя и кислотного отвердителя, 10 дм /мин при соотношении подачи (концентрации) отвердителя 0,1 мас.Е от Ч. Расход воздуха от компрессора расходомером 12 установлен на 500 дм/мин, что обеспечивает требуемое газожидкостное соотношение.закачиваемой ОГЖС (К=50). ОГЖС через колонну бурильных труб 10, на конце которой смонтирован пакер 11, поступает в тампонируемый интервал. После закачивания требуемого объема ОГЖС (3 м ) в течение расчетного времени 9,4 мин выключают компрессор 8, кислотный на- .сос 9 и подпорный насос 6. Закрывают кран 4, открывают кран 5 и дожимным насосом 7, включенным на подачу 125 дм /мин, осуществляют в течение 7,1 мин продавливание ОГЖС из бурильной колонны в зону тампонирования.Затем осуществляют выдержку тампонирующей смеси под давлением в течение 1-4 ч до окончательного формирования 35пространственной структуры пенопласта, после чего производ т разгерметизацию затрубного пространства путем открытия пакера и дальнейшие работы 40на скважине. Формула изобретения Способ тампонирования скважин отверждающимися газожидкостными смеся" ми, включающий нагнетание газожидкостной смеси, содержащей смолу,пенообразователь, воду, воздух, и отвердителя в скважину .и последукнцее ее продавливание до начала интенсивного отверждения и деформационного разунрочнения газожидкостной смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества там" понирования за счет предупреждения преждевременного отверждения при од новременном снижении энергоемкостинагнетания и продавливания, нагнетание газа и отвердителя осуществляют3 1402661 4туры (дат) составит 3,39-11,8 Ссоответственно, а ее конечная температура по формуле (2) будет находиться в пределах 28-37 С соответственноДалее, исходя из необходимого объема закачиваемой ОГЖС (3 м)и продавочной жидкости, а также технической характеристики нагнетательного оборудования (фиг, 1), находимнеобходимое время нагнетания и продавливания смеси.Используемый дожимной насос НБ 4320/63 при диаметре плунжера 80 ммобеспечивает подачу 125, 180 и320 дм/мин, Для нагнетания 3 мОГЖС на 111-й ступени подачи необходимое время составит 9,4 мин, адля нагнетания продавочной жидкости(0,885 мз при внутреннем объеме 1 мбурильных труб, равном 1 дм) на1-й ступени подачи - 7,1 мин. Общеевремя нагнетания и продавливанияОГЖС дляданных условий составляетне менее 16,5 мин. Таким образом,необходимо выбрать такое сочетаниеК,и содержание отвердителя в тампонирующей смеси, чтобы время начала ее интенсивного отверждения и деформационного разупрочнения (табл. 2), определяемое по кривым кинетики отверждения для температурного интервала 28-37 С, т.е, сучетом повышения температуры от сжатия газовой фазы, было равным илинесколько превышало общее время нагнетания и продавливания ОГЖС(16,5 мин).По данным табл. 1 и 2 (или фиг.2и 3) этому условию отвечает К = 20и концентрация отвердителя (щавеле 1вой кислоты) в ОГЖС 0,15 мас. ., атакже К =50 и концентрация отвердителя 0,1 мас. .С учетом обеспечения минимального расхода компонентов ОГЖС, которыйуменьшается с увеличением К, прини-маем К=50 и концентрацию отвердителя 0,1 мас. . Тогда необходимый объемный расход воздуха при расходе жидкой фазы ОГЖС Ч ф =10 дм/мин составит Ч=К Ч =50 10 дм/мин500 д з /минТампонирование по предлагаемомуспособу после расчета необходимыхданных осуществляют следующим образом.В емкости 1 (фиг.1) приготавливается раствор смолы (КФ-МТ) и пенооб1402661 зы при давлении нагнетания и продавлив ан ия еТаблица 1 с учетом прироста температуры отадиабатиче ского сжатия воздушной фа 1 Прирост температуры д етампонирующейсмеси, фС, при газожидкостном соотношении,Ка Давление продавливанияР,1, кг/см 20 50 70 100 0,33 0,84 1,16 1,67 10 0,88 2,19 3,07 4,4 5,227,31 10,44 2,09 20 8,46 30 3,39 11,85 40 4,73 11,83 15,28 18 78 33,18 6,11 50 60 7,51 13,27 100 Таблица 2 Время начала интенсивного отверждения, мнн, при содержании отвердителя, мас. % 0,1 0,15 0,3 0,6 1,0 50 27 66 30 18 5638 52 36 26го 15 22 1316 8,5 34 26 20 12 6 20 21 гбэ 5 13 ф 8 э 5 3,4 28 30 19 15 11,5 7,5 3,2 33 16,5 13,3 10 5 2,8 13,6 10 7 37 40 118 8 ф 5 6 10,5 7,87 54,5 3,3 42 1,8 0,8 0,4 60 Температура отвержденияили конечная температуратампонирующей смеси в интервале тампонированияпосле сжатия с С 16,56 21,39 26,29 46,45 16,92 23,66 30,56 37,56 66,36 4 2 3 1,5 2,5 1,2 1,4 0,8