состав для ремонтно-изоляционных работ в скважине

Формула изобретения

Полимерный тампонажный состав, включающий карбамидоформальдегидную смолу, гидролизующийся отвердитель, препарат поверхностно-активный и растворитель, отличающийся тем, что в качестве гидролизующегося отвердителя используют кремнийорганический продукт 119-204, а в качестве растворителя пластовую воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Карбамидоформальдегидная смола 100

Кремнийорганический продукт 119-204 0,1-10,0

Препарат поверхностно-активный МЛ-80 0,2-3,0

Пластовая вода 20,0-40,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважине.

Известен полимерный тампонажный состав для проведения ремонтно-изоляционных работ в скважине на основе карбамидоформальдегидной смолы и алюмохлорида в качестве отвердителя [1].

Недостатком известного состава является значительная усадка твердого камня, обусловленная применением высоких концентраций отвердителя - раствора алюмохлорида (до 50% мас.), содержащего ~70% воды, не участвующей в отверждении смолы и выделяющейся из нее при отверждении.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является полимерный тампонажный состав для проведения ремонтно-изоляционных работ в скважинах на основе карбамидоформальдегидной смолы, кремнефтористой кислоты или ее натриевой соли, смеси спирта из группы С-С₄ с водой или воды [2].

Недостатками известного полимерного тампонажного состава являются низкие прочностные характеристики формируемого полимерного камня, необходимость применения разных отвердителей для “холодных” и “горячих” скважин.

Технической задачей изобретения является повышение качества ремонтно-изоляционных работ (РИР) путем разработки состава с повышенной прочностью, улучшенной адгезией к различным поверхностям, применения единого отвердителя при работе в “холодных” и “горячих” скважинах.

Задача достигается тем, что в качестве полимерного состава используется карбамидоформальдегидная смола, гидролизующийся отвердитель, добавка поверхностно-активного вещества МЛ-80 и растворитель, в качестве гидролизующегося отвердителя используют кремнийорганический продукт 119-204, а в качестве растворителя - пластовую воду при следующем содержании компонентов, % мас.:

Карбамидоформальдегидная смола 100

Кремнийорганический продукт 119-204 0,1-10,0

Препарат поверхностно-активный МЛ-80 0,2-3,0

Пластовая вода 20,0-40,0

Применяемая карбамидоформальдегидная смола представляет собой однородную суспензию от белого до светло-желтого цвета без посторонних включений по ГОСТ 14231-88, марка КФЖ.

Кремнийорганический продукт 119-204 представляет собой смесь олигоорганоэтоксихлорсилоксанов по ТУ 6-02-1294-84. Смесь олигоорганоэтоксихлорсилоксанов гидролизуется в присутствии воды с выделением соляной кислоты, которая играет роль катализатора отверждения.

Препарат МЛ-80 представляет собой синергетическую смесь синтетических поверхностно-активных веществ, выпускаемый по ТУ 84-1051-85. Присутствие в композиции добавки поверхностно-активного вещества МЛ-80 приводит к ликвидации усадки и позволяет получить однородный полимерный состав и равномерное структурообразование.

Пластовая вода девонского горизонта добывается с глубины 1700-1900 м нефтяных месторождений Республики Татарстан. Пластовая вода в качестве растворителя повышает текучесть полимерного состава и снижает температуру замерзания тампонажного состава.

Солевой компонентный состав представляет преимущественно, % мас.:

CaCI₂ - 5,48; MgCI₂ - 1,57; KCI - 0,23; NaCI - 16,4.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом изобретении, то есть о соответствии заявляемого решения критерию “изобретательский уровень”.

Соотношение ингредиентов в тампонажном составе предлагаемого состава и прототипа приведены в таблице 1. Технологические параметры тампонажного раствора и камня приведены в таблице 2.

Ниже приведен пример приготовления полимерного тампонажного состава.

Пример 2. Готовят полимерный тампонажный состав (см. таблицу 1) при соотношении карбамидоформальдегидная смола, кремнийорганический продукт 119-204, препарат МЛ-80, пластовая вода, мас.ч.: 100, 0,1, 0,2, 20 соответственно. Для этого к 100 мас.ч. смолы добавляют 20 мас.ч. пластовой воды и тщательно перемешивают. Далее к смеси добавляют 0,2 мас.ч. МЛ-80 и кремнийорганический продукт 119-204 в количестве 0,1 мас.ч. и все перемешивают. Температура опыта 120°С. Время начала и конца отверждения состава 1-00 ч и 1-45 ч определяют визуально в стеклянных стаканчиках, помещаемых в термостат с заданной температурой. Прочностные характеристики через 28 суток хранения отвержденных образцов в пластовой воде (по ГОСТ 26798.1-96), МПа: на изгиб - 9,62, на сжатие - 40,4. Адгезионные характеристики через 2-е суток хранения отвержденных образцов в пластовой воде составили, МПа: с поверхностью породы - 0,46; с поверхностью металла - 0,17; с поверхностью цемента - 0,26. Адгезионные свойства образующегося полимерного материала с поверхностью металла, породы и цемента определяли по известной методике [3].

Примеры с 3 по 12 (см. таблицу 1) аналогичны первому, отличаются количеством отвердителя, добавкой поверхностно-активного вещества и растворителем, температурой отверждения.

Как видно из таблицы, температурный диапазон применения отвердителя увеличился по сравнению с прототипом и составил 20-120°С, время отверждения составило ~1-45 - 5-00 ч, прочность соответствует требованиям к изоляционным материалам, адгезионные свойства увеличились по сравнению с прототипом и составили к поверхности породы 0,46-0,81 МПа, к поверхности металла 0,17-0,33 МПа, к поверхности цемента 0,26-0,39 МПа. Содержание компонентов, большее или меньшее указанных пределов, приводит к ухудшению времени отверждения.

Таким образом, предлагаемый тампонажный полимерный состав соответствует качественным показателям, позволяющим применять его для проведения РИР.

Для проведения эффективных ремонтно-изоляционных работ в зону нарушения эксплуатационной колонны, негерметичности цементного кольца или отключаемого пласта приготовленный тампонирующий раствор закачивается по колонне насосно-компрессорных труб. Раствор готовится в следующей последовательности. Необходимое соотношение компонентов выбирается в зависимости от температуры в скважине. На поверхности в мернике цементировочного агрегата ЦА-320 М нужно приготовить тампонажный состав в следующей последовательности операций: из бочек перекачать необходимое количество смолы (согласно таблице 1), в нее добавить пластовую воду, препарат поверхностно-активный МЛ-80 и смесь тщательно перемешать; далее при круговой циркуляции смеси в нее добавить кремнийорганический продукт 119-204. Закачать приготовленный состав в нарушение и закрыть скважину на 24 часа для ожидания затвердевания тампонажной смеси. Произвести освоение и пуск скважины.

Использование предлагаемого состава обеспечит повышение эффективности РИР путем повышения прочности образующегося полимерного камня, улучшения адгезии его к различным поверхностям, применения единого отвердителя при работе в “холодных” и “горячих” скважинах.

Использованная литература:

1. Авторское свидетельство №1763638, Е 21 В 33/138, от 23.09.92.

2. Патент РФ №2167267, МПК 7 Е 21 В 33/138. Полимерный тампонажный состав. - Опубл. 20.05.2001. Бюл.№14. Прототип.

3. Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых М.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1987, с 373.