×
20.02.2019
219.016.c02d

ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к тампонажным составам для изоляции и разобщения зон поглощений технологических жидкостей при бурении и креплении скважин в интервалах интенсивного движения пластовых вод, в том числе в зонах соляного карста. Тампонажный состав содержит, мас.%: гипсовое вяжущее - 46,58-53,46; гипсоглиноземистый расширяющийся цемент - 6,21-9,43; порошок магнезитовый каустический - 3,10-6,28; хлористый магний - 7,56-8,40; вода - до 100. Технический результат - придание тампонажному составу и его смеси с водой приемлемых для производства работ сроков загустевания и схватывания в условиях пониженных положительных температур до 6°С при одновременном повышении водостойкости сформировавшегося цементного камня. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к тампонажным составам для изоляции и разобщения зон поглощений технологических жидкостей при бурении и креплении низкотемпературных скважин в интервалах интенсивного движения пластовых вод, в том числе в зонах соляного карста.

Известен тампонажный материал для изоляции водопритоков в эксплуатирующихся скважинах, содержащий, мас %: гипсоглиноземистый или напрягающий цемент - 55-65; модифицированную ПАВ углеводородную жидкость - остальное (Патент РФ №2139985, кл. Е21В 33/138, опубл. 1999 г.).

Недостатком указанного известного материала являются длительные сроки схватывания даже при твердении в условиях нормальной температуры, а цементный камень известного тампонажного материала, полученного затворением цемента углеводородной жидкостью, не обеспечивает формирование адгезионной связи цементного камня с горными породами стенок скважины. Указанные недостатки известного тампонажного материала не позволяют эффективно использовать его при ликвидации поглощений в зонах соляного карста и интенсивного движения пластовых вод в условиях низких положительных температур.

Также известен тампонажный цемент для низкотемпературных скважин «Аркцемент», содержащий, мас.%: портландцемент - 48-80; гипс и/или глиноземистый цемент - 20-50; противоморозную добавку - хлористую соль щелочного или щелочноземельного металла - 4-6; пластификатор - 0,15-0,7 от массы тампонажного цемента (Патент РФ №2144977, кл. Е21В 33/138, опубл. 2000 г.).

Однако тампонажные материалы, приготовленные из этого цемента, характеризуются длительными сроками схватывания и продолжительным временем между его началом и окончанием. Разбавление же раствора известного тампонажного материала пластовой водой в зоне поглощения приводит к образованию смесей, характеризующихся запредельными сроками загустевания и схватывания. По этим причинам известный цемент не может быть использован для приготовления тампонажного материала для результативного проведения изоляционных работ в скважинах в указанных выше условиях.

По совокупности признаков и назначению наиболее близким к заявляемому техническому решению является тампонажный состав для изоляции зон поглощений при бурении скважин, содержащий гипсовое вяжущее, порошок магнезитовый каустический, хлористый магний и воду, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гипсовое вяжущее47,64-56,27
Порошок магнезитовый каустический2,90-10,35
Хлористый магний9,15-11,92
Водаостальное

(Патент РФ №.2273724, кл. Е21В 33/138, опубл. 2006 г.).

Высокая эффективность применения этого известного состава связана с тем, что при смешивании его с водами, находящимися в поглощающем пласте, образуется быстросхватывающаяся смесь (БСС), эффективно закупоривающая каналы и трещины и, тем самым, обеспечивающая создание надежного изоляционного экрана в околоствольном массиве горных пород.

Существенным недостатком указанного известного тампонажного состава является невысокая эффективность применения его в условиях низких положительных температур (4-10°С) по причине увеличенных сроков загустевания и схватывания как самого состава, так и его смесей с водами, находящимися в поглощающем пласте.

Кроме того, формирующийся из указанного состава цементный камень имеет ограниченную водостойкость, что со временем может привести к разрушению изоляционного экрана и возобновлению поглощения технологических жидкостей в скважине. Отмеченные недостатки препятствуют широкому применению известного состава при ликвидации поглощений в скважинах.

Задача предлагаемого изобретения - расширение области применения тампонажных составов на основе гипсовых вяжущих материалов и повышение эффективности проводимых с их использованием работ в более широком диапазоне температур за счет сокращения сроков загустевания и схватывания как самого тампонажного состава, так и его смесей с пластовыми водами в интервалах ствола скважины с низкими положительными температурами, а также за счет повышения водостойкости формирующегося цементного камня.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в придании тампонажному составу и его смеси с водой приемлемых для производства работ сроков загустевания и схватывания в условиях пониженных положительных температур до 6°С при одновременном повышении водостойкости сформировавшегося цементного камня.

Указанный технический результат достигается заявляемым тампонажным составом для изоляции зон поглощений технологических жидкостей при бурении скважин, содержащим гипсовое вяжущее, порошок магнезитовый каустический, хлористый магний и воду, при этом он дополнительно содержит гипсоглиноземистый расширяющийся цемент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гипсовое вяжущее46,58-53,46
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент6,21-9,43
Порошок магнезитовый каустический3,10-6,28
Хлористый магний7,56-8,40
Водадо 100

В качестве хлористого магния в тампонажном составе используют бишофит.

Отличительными признаками заявляемого состава от состава по прототипу является наличие в нем гипсоглиноземистого расширяющегося цемента (далее ГТРЦ), а также иное количественное соотношение используемых ингредиентов.

Достижение указанного технического результата, по-видимому, обеспечивается не только за счет ускоренного схватывания состава, содержащего ГГРЦ, но и за счет образования низкоосновных гидросульфоалюминатов и гидрохлоралюминатов кальция. Это обуславливает повышенную скорость структурообразования исходного состава и смеси его с пластовой водой, а также длительную водостойкость образующегося цементного камня. Благодаря указанным свойствам предлагаемый состав может безопасно и эффективно применяться при ликвидации поглощений технологических жидкостей при низких положительных температурах до 6°С в условиях длительного воздействия на сформировавшийся цементный камень подземных вод.

Для приготовления предлагаемого тампонажного состава используются следующие вещества:

- гипсовое вяжущее марки Г-7 по ГОСТ 125-79;

- порошок магнезитовый каустический марки ПМК-83 по ГОСТ 1216-87;

- гипсоглиноземистый расширяющийся цемент по ГОСТ 11052-74;

- хлористый магний технический по ТУ 2152-018-00203944-97 (взамен хлористого магния может быть использован бишофит по ТУ 2152-063-00209527-99);

- вода техническая.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером.

Пример. Для приготовления предлагаемого тампонажного состава готовят отдельно сухую тампонажную смесь и жидкость затворения. Сухую тампонажную смесь готовят путем смешивания 50,02 г гипсового вяжущего марки Г-7, 7,82 г гипсоглиноземистого расширяющегося цемента и 4,69 г порошка магнезитового каустического марки ПМК-83. С использованием водного раствора хлористого магния готовят жидкость затворения, состоящую из 7,98 г хлористого магния и из 29,49 г воды. Затем сухую тампонажную смесь затворяют приготовленной жидкостью затворения, перемешивают в течение трех минут и получают состав со следующим содержанием ингредиентов, мас.%:, гипсовое вяжущее 50,02; гипсоглиноземистый расширяющийся цемент 7,82; порошок магнезитовый каустический 4,69; хлористый магний 7,98 и вода 29,49.

Предлагаемые тампонажные составы с другим содержанием ингредиентов готовят аналогичным образом.

Содержание хлористого магния и воды в заявленных пределах обусловлено необходимостью получения водного раствора хлористого магния - жидкости затворения - плотностью 1180-1220 кг/м3.

При смешивании указанных ингредиентов, имеющих температуру от 4 до 6°С, образуется предлагаемый тампонажный состав, который при разбавлении пластовой водой (это происходит в скважинных условиях в канале зоны поглощения) с такой же температурой образует быстросхватывающую смесь (БСС), загустевающую через 11-13 мин и имеющую начало схватывания через 16-18 мин, а конец схватывания - через 18-20 минут. Столь короткие сроки загустевания и схватывания БСС позволяют более эффективно изолировать каналы поглощающего пласта даже при высокой интенсивности поглощения промывочной жидкости. Тампонажный состав, оставшийся в стволе скважины и не смешанный с пластовой водой, загустевает через 100-130 минут. Это позволяет обеспечить безопасность (исключить прихват инструмента в стволе скважины) и надежность выполнения высокотехнологичных операций при проведении работ по изоляции зон поглощения технологических жидкостей.

В ходе лабораторных испытаний определяли следующие свойства полученного исходного тампонажного состава: плотность, растекаемость, сроки загустевания и схватывания.

Также в лабораторных условиях определяли свойства БСС, образующейся из предлагаемого тампонажного состава. Для этого полученный тампонажный состав продолжали перемешивать в течение еще 60 минут (технологически необходимое суммарное время для приготовления и доставки состава в зону поглощения в условиях буровой). После этого производили смешивание тампонажного состава с водой в объемном соотношении 1:1 и замеряли сроки загустевания и схватывания полученных БСС.

В процессе проведения испытаний предлагаемого состава оценивалась также прочность на изгиб образующегося из него цементного камня через одни сутки воздушного твердения, а также после 7 суток хранения в воде.

Согласно рецептуре предлагаемого тампонажного состава были приготовлены 5 составов с различным соотношением ингредиентов.

Приготовленные составы прошли лабораторные испытания. Температура испытания составила от 4 до 6°С. Данные о содержании ингредиентов и о свойствах известного и предлагаемого тампонажных составов, а также об их свойствах после смешивания с водой приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, известный тампонажный состав (прототип) и его смесь с водой имеют длительные сроки загустевания и схватывания. Относительно свойств образующегося из указанного состава цементного камня можно отметить, что при существенной начальной прочности потеря прочности за 7 суток водного хранения весьма значительна (более чем в три раза).

Предлагаемый тампонажный состав характеризуется необходимыми значениями показателей основных свойств, определяющих качество изоляционных работ, а именно приемлемыми сроками загустевания и схватывания как самого состава, так и его смесей с водой. Сформировавшийся цементный камень имеет достаточно высокую прочность, а ее снижение при водном хранении существенно меньше, чем у прототипа (опыты 3-5 таблицы).

Выход за нижний предел содержания порошка магнезитового каустического, ГГРЦ и хлористого магния приводит к существенному удлинению сроков загустевания и схватывания исходного тампонажного состава и его смесей с водой. Это снижает эффективность применения данного тампонажного состава из-за возможности разбавления и уноса его пластовой водой из зоны поглощения, а также может привести к разрушению изоляционного экрана в зоне поглощения (опыт 2 таблицы).

При выходе за верхний предел содержания порошка магнезитового каустического, ГГРЦ и хлористого магния исходный состав обладает короткими сроками загустевания, недостаточными для доставки его в зону поглощения и безопасного проведения изоляционных работ (опыт 6 таблицы).

Сформировавшийся из предлагаемого тампонажного состава цементный камень имеет существенно более длительную водостойкость в сравнении с прототипом.

Способ приготовления и использования заявляемого тампонажного состава достаточно прост и может быть реализован с помощью серийной цементировочной техники. Доставка тампонажного состава в промысловых условиях в зону поглощения технологической промывочной жидкости аналогична способу доставки состава-прототипа, т.е. тампонажный состав при транспортировании к зоне поглощения размещают между двумя буферными пачками раствора бишофита.

Из приведенных в таблице значений показателей технико-технологических свойств тампонажного состава и его смесей с водой следует, что преимущества предлагаемого тампонажного состава по сравнению с прототипом состоят в том, что заявляемый тампонажный состав, а также его смесь с пластовой водой имеют сокращенные сроки загустевания и схватывания, а формирующийся при его твердении цементный камень обладает более высокой водостойкостью. Это приведет к значительному повышению качества и эффективности изоляционных работ в скважинах в условиях возможного интенсивного разбавления тампонажного состава движущимися пластовыми водами с низкими положительными температурами. Учитывая, что интервалы некачественного цементирования обсадных колонн скважин, как правило, приурочены к зонам поглощений технологических жидкостей, использованием предлагаемого тампонажного состава можно улучшить качество строительства скважин в целом.

Состав и свойства тампонажного состава и его смесей с водой при Т=5°С
№ составаСостав, мас.%Свойства тампонажного составаСвойства смеси тампонажного состава с водой*
Гипсовое вяжущееПМКГГРЦХлористый магнийВодаПлотность, кг/м3Растекаемость, смВремя загустеванияСроки схватывания начало/конец, час-минПрочное при изгибе через 1 сут., МПаПрочность при изгибе после 7 суток хранения в водной среде, МПа
Время загустеванияСроки схватывания начало/конец, час-мин
1234567891011121314
Известный состав (прототип)
154,866,10-9,5329,5118451805-055-30/6-003,711,081-302-05/2-40
Предлагаемые составы
255,072,945,897,1828,9218701802-553-05/3-305,022,910-250-30/0-35
353,463,106,217,5629,6718651902-102-40/3-203,912,510-130-18/0-20
450,024,697,827,9829,4918651851-552-20/2-453,352,110-110-17/0-19
546,586,289,438,4029,3118651851-402-10/2-503,211,870-110-16/0-18
645,186,599,908,8229,5118651850-551-35/2-052,611,620-110-14/0-19
* Соотношение объемов смешиваемого раствора тампонажного состава с водой 1:1

гипсовоевяжуще46,58-53,46гипсоглиноземистыйрасширяющийсяцемент6,21-9,43порошокмагнезитовыйкаустический3,10-6,28хлористыймагний7,56-8,40водадо100.c0c1211none7491.Тампонажныйсоставдляизоляциизонпоглощениятехнологическихжидкостейприбурениискважин,содержащийгипсовоевяжущее,порошокмагнезитовыйкаустический,хлористыймагнийиводу,отличающийсятем,чтоондополнительносодержитгипсоглиноземистыйрасширяющийсяцементприследующемсоотношенииингредиентов,мас.%:12.Тампонажныйсоставпоп.1,отличающийсятем,чтовкачествехлористогомагнияиспользуютбишофит.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 22 items.
25.08.2017
№217.015.ce3d

Индукционный скважинный нагреватель

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для теплового воздействия на призабойную зону и нефтяной пласт для предупреждения образования парафиногидратных отложений в зоне перфорации и под насосным оборудованием. Индукционный скважинный нагреватель включает корпус, соосно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620820
Дата охранного документа: 30.05.2017
25.08.2017
№217.015.ce91

Способ выбора бурового раствора для строительства наклонных и горизонтальных скважин, пробуренных в неустойчивых глинистых отложениях

Изобретение относится к области бурения скважин в интервалах, представленных неустойчивыми глинистыми отложениями. При осуществлении способа проводят построение геомеханической модели устойчивости ствола по пробуренным на месторождении скважинам путем установления вертикального напряжения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620822
Дата охранного документа: 30.05.2017
26.08.2017
№217.015.d464

Способ использования установки на основе органического цикла ренкина для обеспечения тепловой энергией объектов установки промысловой подготовки нефти

Изобретение относится к установкам промысловой подготовки нефти для нагрева нефтяной продукции скважин и воды с использованием тепла, полученного при сгорании природного, попутного нефтяного газа или их смеси. Способ использования органического цикла Ренкина (ORC-модуля) для обеспечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622143
Дата охранного документа: 13.06.2017
14.11.2018
№218.016.9cb3

Интерактивная автоматизированная система для проведения научных исследований, проектирования и обучения персонала эксплуатации электротехнических комплексов в нефтяной отрасли

Интерактивная автоматизированная система для проведения научных исследований, проектирования и обучения персонала эксплуатации электротехнических комплексов в нефтяной отрасли (далее-система) относится к автоматизированным учебно-тренировочным средствам обучения персонала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672163
Дата охранного документа: 12.11.2018
11.03.2019
№219.016.db08

Способ строительства многоствольной скважины

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к способу проводки многозабойных нефтяных и газовых скважин. Из основного ствола скважины, обсаженного обсадной колонной, производят бурение нижележащего ствола и закрепляют его хвостовиком. С помощью ориентирующего узла с извлекаемым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410513
Дата охранного документа: 27.01.2011
11.03.2019
№219.016.dbf4

Фиброармированный тампонажный материал для цементирования продуктивных интервалов, подверженных перфорации в процессе освоения скважин

Изобретение относится к фиброармированному тампонажному материалу и может найти применение в нефтегазодобывающей промышленности при строительстве скважин, в том числе горизонтальных, для цементирования обсадных колонн в интервалах продуктивных пластов, подверженных перфорационному воздействию в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458962
Дата охранного документа: 20.08.2012
11.03.2019
№219.016.dd4d

Тампонажный материал для цементирования скважин с большим газовым фактором

Изобретение относится к области строительства скважин, в частности к тампонажным составам, используемым при цементировании обсадных колонн, преимущественно, с большим газовым фактором. Тампонажный материал содержит портландцемент, оксиэтилцеллюлозу, пластификатор, пеногаситель -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002447123
Дата охранного документа: 10.04.2012
09.05.2019
№219.017.4c07

Способ определения газового фактора нефти

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано для измерения количества газа, извлекаемого вместе с нефтью, а также для оперативного контроля и регулирования процесса выработки запасов нефти и газа. Техническим результатом изобретения является повышение точности способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002348805
Дата охранного документа: 10.03.2009
29.06.2019
№219.017.9d07

Способ эксплуатации трубопроводов с фланцевыми соединениями и межфланцевый компенсатор для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроения. Из общей системы трубопроводов выделяют участки трубопроводов с подключенными к ним аппаратами и фланцевой арматурой, подлежащей по правилам эксплуатации периодической замене. В пределах выделенных участков фиксируют фланцевые соединения, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381407
Дата охранного документа: 10.02.2010
29.06.2019
№219.017.9d78

Способ определения дебита продукции скважин

Изобретение относится к области измерения количества жидкости и газа в газожидкостной смеси. Оно может быть использовано как в нефтедобывающей промышленности, так и в тех сферах производства, где необходимо измерить количество жидкости и газа в двухфазном потоке. Обеспечивает повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002355883
Дата охранного документа: 20.05.2009
Showing 11-20 of 41 items.
10.01.2015
№216.013.1a22

Имитатор запаха каннабиса для дрессировки служебных собак

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак, и может быть использовано для тренировки и постановки на запах собак кинологических служб, используемых для поиска запрещенных к обороту сильнодействующих и наркотических веществ, а именно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538118
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.26e2

Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ для кинологической службы

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак, и может быть использовано для тренировки и постановки на запах собак кинологических служб, используемых для поиска взрывчатых веществ. Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541407
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.02.2015
№216.013.26e3

Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ для кинологической службы

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак, и может быть использовано для тренировки и постановки на запах собак кинологических служб, используемых для поиска взрывчатых веществ. Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541408
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.38c1

Имитатор запаха галлюциногенного растения-малой гавайской древовидной розы для дрессировки служебных собак

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак, и может быть использовано для тренировки и постановки на запах собак кинологических служб, используемых для поиска запрещенных к обороту сильнодействующих и наркотических веществ, а именно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546017
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.07.2015
№216.013.5ef8

Способ получения монохромата натрия

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения монохромата натрия включает двухстадийное прокаливание шихты, содержащей хромовую руду и кальцинированную соду, выщелачивание полученного спека и фильтрацию пульпы спека. Соду берут на I стадии приготовления шихты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555853
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.68fb

Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ для кинологической службы

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак. Учебный реквизит запахов взрывчатых веществ для кинологической службы содержит смесь инертного носителя и одорологической добавки. В качестве одорологической добавки он содержит смесь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558428
Дата охранного документа: 10.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e9a

Способ получения антигена вируса лейкоза крупного рогатого скота

Изобретение относится к ветеринарной вирусологии, в частности к способам получения антигена вируса лейкоза (ВЛКРС) для серологической и иммунохимической диагностики болезни. Способ состоит в осаждении циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) сыворотки крови больных лейкозом животных с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564007
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.10.2015
№216.013.85c0

Способ мониторинга транспортного средства на наличие запрещенных к перевозке веществ и грузов

Изобретение относится к области контроля перемещающихся своим ходом транспортных средств и может быть использовано для досмотра с целью обнаружения скрытых предметов, веществ и материалов, запрещенных к перевозке. При реализации способа в объеме транспортного средства размещают устройство,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565843
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.11.2015
№216.013.932d

Имитатор для обучения собак по поиску трупов

Изобретение относится к области служебного собаководства, а именно к области дрессировки служебных собак, и может быть использовано для тренировки и постановки собак кинологических служб на запах трупа человека. Имитатор для обучения собак по поиску трупов содержит одорологическое вещество и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569295
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.03.2016
№216.014.c694

Алюмотермитная смесь для сварки стальных элементов и способ алюмотермитной сварки стальных элементов

Изобретение может быть использовано для жесткого долговременного соединения алюмотермитной сваркой стальных элементов, предпочтительно рельсов. Алюмотермитная смесь для сварки стальных элементов содержит прокаленную железную окалину, порошок алюминия и легирующие присадки. В качестве легирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578271
Дата охранного документа: 27.03.2016
+ добавить свой РИД