RU2373251C2 - Composition for isolation of absorption zones - Google Patents

Composition for isolation of absorption zones Download PDF

Info

Publication number
RU2373251C2
RU2373251C2 RU2008100744/03A RU2008100744A RU2373251C2 RU 2373251 C2 RU2373251 C2 RU 2373251C2 RU 2008100744/03 A RU2008100744/03 A RU 2008100744/03A RU 2008100744 A RU2008100744 A RU 2008100744A RU 2373251 C2 RU2373251 C2 RU 2373251C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chalk
bentonite
solution
water
composition
Prior art date
Application number
RU2008100744/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008100744A (en
Inventor
Владимир Иванович Днистрянский (RU)
Владимир Иванович Днистрянский
Александр Николаевич Мокшаев (RU)
Александр Николаевич Мокшаев
Сергей Николаевич Горонович (RU)
Сергей Николаевич Горонович
Петр Федорович Цыцымушкин (RU)
Петр Федорович Цыцымушкин
Владимир Сергеевич Петров (RU)
Владимир Сергеевич Петров
Владимир Васильевич Романов (RU)
Владимир Васильевич Романов
Виктор Александрович Широков (RU)
Виктор Александрович Широков
Виталий Николаевич Степанов (RU)
Виталий Николаевич Степанов
Андрей Витальевич Ефимов (RU)
Андрей Витальевич Ефимов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург")
Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург"), Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург")
Priority to RU2008100744/03A priority Critical patent/RU2373251C2/en
Publication of RU2008100744A publication Critical patent/RU2008100744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373251C2 publication Critical patent/RU2373251C2/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: in composition for isolation of absorption zones, consisting of two reagents, one of which is a bentonite-chalk solution containing bentonite mud powder, technical chalk, sodium chloride and water, and the other one is an aluminium salt solution, bentonite-chalk solution additionally contains sodium silicate, with the following ratio of components, wt %: bentonite mud powder 8.88-9.08, technical chalk 29.66-30.27, sodium chloride 10.81-10.90, sodium silicate 0.18-0.54, water - the rest, and other reagent as aluminium salt contains aluminium polyoxychloride, with the following ratio of components, wt %: aluminium polyoxychloride 54.52-54.56, water - the rest, ratio of bentonite-chalk solution and aluminium salt solution makes 4.0-6.6: 1 accordingly.
EFFECT: wider assortment of isolating compositions used for elimination of zones with intense - catastrophe absorptions and higher plastic strength of plug.
3 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к составам для изоляции зон поглощений в трещиновато-кавернозных коллекторах в условиях интенсивных (катастрофических) поглощений.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to compositions for isolating absorption zones in fractured cavernous reservoirs under conditions of intense (catastrophic) absorption.

Известен состав для блокирования поглощающих пластов, состоящий из двух реагентов, в качестве первого из которых используют бентонитово-меловой раствор, содержащий, мас.%:Known composition for blocking the absorbing formations, consisting of two reagents, as the first of which use a bentonite-chalk solution containing, wt.%:

Бентонитовый глинопорошокBentonite Clay Powder 20,0-25,020.0-25.0 Мел молотыйGround chalk 7,0-8,07.0-8.0 СульфанолSulfanol 0,10-0,150.10-0.15 КарбоскиметилцеллюлозаCarboxymethyl cellulose 1,0-1,51.0-1.5 ВодаWater остальное,rest,

а в качестве второго реагента используют ингибированную соляную кислоту, содержащую, мас.%:and as the second reagent use inhibited hydrochloric acid containing, wt.%:

Соляная кислотаHydrochloric acid 23,0-24,023.0-24.0 Ингибитор КИ-1KI-1 inhibitor 1,0-1,51.0-1.5 ВодаWater остальноеrest

[Авторское свидетельство СССР №1802084, 5 МПК Е21В 33/138, з. №4890276, приоритет 23.10.1990 г., опубл. 15.03.1993 в бюл. №10].[USSR author's certificate No. 1802084, 5 IPC Е21В 33/138, з. No. 4890276, priority 10.23.1990, publ. 03/15/1993 in bull. No. 10].

Недостатком известного состава является низкая эффективность изоляции вследствие недостаточной пластической прочности образуемого блокирующего тампона. При последовательной закачке реагентов происходит недостаточное их перемешивание в условиях пласта за счет того, что бентонитово-меловой раствор продавливается в поры, и перемешивание с соляной кислотой ограничено лишь зоной их контакта. Вследствие ограниченного контакта реагентов невозможно получить прочный закупоривающий тампон. При взаимодействии соляной кислоты и бентонитово-мелового раствора образуется хлористый кальций, который находится в растворенном виде, что ограничивает закупоривающую способность образуемого геля и не позволяет надежно изолировать зону интенсивного поглощения.A disadvantage of the known composition is the low insulation efficiency due to insufficient plastic strength of the formed blocking swab. When the reagents are sequentially injected, their mixing in the formation is insufficient due to the fact that the bentonite-chalk solution is pushed into the pores, and mixing with hydrochloric acid is limited only by the zone of their contact. Due to the limited contact of the reagents, it is not possible to obtain a durable clogging swab. In the interaction of hydrochloric acid and bentonite-chalk solution, calcium chloride is formed, which is in dissolved form, which limits the clogging ability of the gel formed and does not allow reliable isolation of the intensive absorption zone.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является состав для изоляции зон поглощений, состоящий из двух реагентов, в качестве первого из которых используют бентонитово-меловой раствор, содержащий бентонитовый глинопорошок, мел технический, хлорид натрия и воду, а в качестве второго используют раствор сульфата алюминия, причем указанная смесь имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:The closest in technical essence and the set of essential features is the composition for isolating the absorption zones, consisting of two reagents, the first of which use a bentonite-chalk solution containing bentonite clay powder, technical chalk, sodium chloride and water, and the second one uses a solution aluminum sulfate, and the specified mixture has the following ratio of components, wt.%:

Бентонитовый глинопорошокBentonite Clay Powder 13,3-14,613.3-14.6 Мел техническийChalk technical 11,0-12,211.0-12.2 Хлорид натрияSodium chloride 12,6-13,812.6-13.8 Сульфат алюминияAluminum sulphate 3,9-5,73.9-5.7 ВодаWater остальноеrest

при соотношении первого и второго реагентов 3-5:1 соответственно [Патент РФ №2277574, 8МПК С09К 8/467, з. №2004131406, приоритет 27.10.2004 г., опубл. 10.06.2006 в бюл. №16].with a ratio of the first and second reagents 3-5: 1, respectively [RF Patent No. 2277574, 8MPK S09K 8/467, s. No. 2004131406, priority October 27, 2004, publ. 06/10/2006 in bull. No. 16].

Недостатком данного состава является то, что образующийся тампон обладает относительно не высокой пластической прочностью, находящейся в пределах 2,15-2,68 кПа.The disadvantage of this composition is that the resulting swab has a relatively low plastic strength, which is in the range of 2.15-2.68 kPa.

Задачей заявляемого технического решения является расширение ассортимента изолирующих составов, применяемых для ликвидации зон интенсивных (катастрофических) поглощений, и повышение пластической прочности тампона.The objective of the proposed technical solution is to expand the range of insulating compositions used to eliminate zones of intense (catastrophic) absorption, and increase the plastic strength of the tampon.

Поставленная задача в заявляемом составе для изоляции зон поглощений, состоящим из двух реагентов, в качестве одного из которых используют бентонитово-меловой раствор, содержащий бентонитовый глинопорошок, мел технический, хлорид натрия и воду, а в качестве другого используют водный раствор соли алюминия, решается тем, что бентонитово-меловой раствор дополнительно содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The task in the inventive composition for the isolation of absorption zones, consisting of two reagents, one of which is used bentonite-chalk solution containing bentonite clay powder, technical chalk, sodium chloride and water, and the other is used an aqueous solution of aluminum salt, is solved by that the bentonite-chalk solution additionally contains sodium silicate in the following ratio of components, wt.%:

Бентонитовый глинопорошокBentonite Clay Powder 8,88-9,088.88-9.08 Мел техническийChalk technical 29,66-30,2729.66-30.27 Хлорид натрияSodium chloride 10,81-10,9010.81-10.90 Силикат натрияSodium silicate 0,18-0,540.18-0.54 ВодаWater остальноеrest

а другой реагент в качестве соли алюминия содержит полиоксихлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:and the other reagent as an aluminum salt contains aluminum polyoxychloride in the following ratio of components, wt.%:

Полиоксихлорид алюминияAluminum polyoxychloride 54,52-54,5654.52-54.56 ВодаWater остальноеrest

причем соотношение бентонитово-мелового раствора и раствора соли алюминия составляет 4,0-6,6:1 соответственно.moreover, the ratio of the bentonite-chalk solution to the aluminum salt solution is 4.0-6.6: 1, respectively.

Отличием предлагаемого состава является то, что бентонитово-меловой раствор дополнительно содержит силикат натрия, а другой реагент в качестве соли алюминия содержит полиоксихлорид алюминия (ПОХА), а также новое соотношение компонентов.The difference of the proposed composition is that the bentonite-chalk solution additionally contains sodium silicate, and the other reagent as aluminum salt contains aluminum polyoxychloride (POHA), as well as a new ratio of components.

Силикат натрия выпускается промышленностью по ТУ 5743-002-31178039-2001 в виде сухого концентрата и представляет собой порошкообразное вещество с силикатным модулем 1,8-3,2, хорошо растворимое в воде, который используется в качестве связующего материала для различных целей.Sodium silicate is produced by industry according to TU 5743-002-31178039-2001 in the form of a dry concentrate and is a powdered substance with a silicate module of 1.8-3.2, highly soluble in water, which is used as a binder for various purposes.

Известно, что силикат натрия широко используется в составах для изоляции водопритоков в скважине (Патенты РФ №№2064571, 2067157, 2081297).It is known that sodium silicate is widely used in compositions for isolating water inflows in a well (RF Patents No. 2064571, 2067157, 2081297).

Полиоксихлорид алюминия выпускается промышленностью по ТУ 6-09-05-1456-96 под названием «Аква-Аурат™-30» и представляет собой порошкообразное вещество, полностью растворимое в воде, с массовыми долями оксида алюминия 30±3% и хлора 38±3%, и предназначен для очистки питьевой и сточных вод в промышленности, сельском хозяйстве и бытовых целях; для водоподготовки ТЭЦ и котельных; а также для проклеивания бумаги в бумажной промышленности.Aluminum polyoxychloride is produced by the industry according to TU 6-09-05-1456-96 under the name "Aqua-Aurat ™ -30" and is a powdery substance, completely soluble in water, with mass fractions of aluminum oxide 30 ± 3% and chlorine 38 ± 3 %, and is intended for the treatment of drinking and wastewater in industry, agriculture and domestic purposes; for water treatment of thermal power plants and boiler rooms; as well as for sizing paper in the paper industry.

Известно использование полиоксихлорида алюминия в качестве сшивателя в способе разработки неоднородного нефтяного пласта, включающего закачку в пласт водной дисперсии коллоидных частиц полиакриламида, или полисахарида, или эфира целлюлозы 0,005-0,5 мас.%, содержащей в качестве хлорида алюминия полиоксихлорид алюминия 0,0015-0,1 мас.%. Закачка указанного состава за счет изменения фильтрационных и нефтевытесняющих параметров неоднородного пласта увеличивает охват пласта воздействием и повышает коэффициент нефтеотдачи. [Патент РФ №2298088, 8 МПК Е21В 43/22, С09К 8/88, з. №2005130438, приоритет 30.09.2005, опубл. 27.04.2007 в бюл. №12].It is known to use aluminum polyoxychloride as a crosslinker in a method for developing an inhomogeneous oil formation, including injecting into the formation an aqueous dispersion of colloidal particles of polyacrylamide, or polysaccharide, or cellulose ether 0.005-0.5 wt.%, Containing 0.0015- aluminum polyoxychloride as aluminum chloride 0.1 wt.%. The injection of the specified composition due to changes in the filtration and oil-displacing parameters of an inhomogeneous formation increases the coverage of the formation by exposure and increases the oil recovery coefficient. [RF patent No. 2298088, 8 IPC Е21В 43/22, С09К 8/88, з. No. 20055130438, priority 30.09.2005, publ. 04/27/2007 in bull. No. 12].

Известно также использование полиоксихлорида алюминия в качестве добавки в облегченном тампонажном растворе, включающем воду, клинкер, гипс, трепел, запеченную пыль с электрофильтров [Патент №2230883, 7 МПК Е21В 33/138, з. №2002109342, приоритет 10.04.2002, опубл. 20.06.2004 в бюл. №17].It is also known the use of aluminum polyoxychloride as an additive in a lightweight grouting mortar, including water, clinker, gypsum, tripoli, baked dust from electrostatic precipitators [Patent No. 2230883, 7 IPC ЕВВ 33/138, з. No. 2002109342, priority 04/10/2002, publ. 06/20/2004 in the bul. No. 17].

Из известных источников научно-технической и патентной информации совместное использование силиката натрия в бентонитово-меловом растворе и раствора полиоксихлорида алюминия для изоляции зон интенсивных поглощений не выявлено.From the well-known sources of scientific, technical and patent information, the joint use of sodium silicate in a bentonite-chalk solution and a solution of aluminum polyoxychloride to isolate zones of intense absorption has not been identified.

В заявляемом составе силикат натрия при попадании в поры горной породы реагирует с породообразующими минералами, и в результате химической реакции образуется нерастворимый осадок силиката кальция (СаSiO3).In the claimed composition, sodium silicate reacts with rock-forming minerals when it enters the pores of a rock, and as a result of a chemical reaction, an insoluble precipitate of calcium silicate (CaSiO 3 ) is formed.

Na2SiO3+Са(ОН)2→СаSiO3↓+2NaOHNa 2 SiO 3 + Ca (OH) 2 → CaSiO 3 ↓ + 2NaOH

Полиоксихлорид алюминия участвует в сшивке компонентов бентонитово-мелового раствора и продуктов реакции, придавая образовавшемуся тампону повышенную прочность и устойчивость за счет получения дополнительных связей с образованием эластичной и разветвленной сетки.Aluminum polyoxychloride is involved in the crosslinking of the components of the bentonite-chalk solution and reaction products, giving the resulting swab increased strength and stability due to additional bonds with the formation of an elastic and branched network.

В результате химических реакций полиоксихлорида алюминия с компонентами бентонитово-мелового раствора образуются нерастворимые гелеобразующие осадки гидроксида алюминия (Аl(ОН)3) и хлористого кальция (CaCl2) с выделением углекислого газа (CO2), который обеспечивает более интенсивное перемешивание состава и способствует ускорению реакции.As a result of chemical reactions of aluminum polyoxychloride with the components of a bentonite-chalk solution, insoluble gelling precipitates of aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and calcium chloride (CaCl 2 ) are formed with the release of carbon dioxide (CO 2 ), which provides more intensive mixing of the composition and helps to accelerate reactions.

{[Аl(ОН)аСlb·nН2O]m}х+CaCO32О→Аl(ОН)3↓+CaCl2+CO2{[Al (OH) a Cl b · nH 2 O] m } x + CaCO 3 + H 2 O → Al (OH) 3 ↓ + CaCl 2 + CO 2

Образовавшийся в процессе реакции гидроксид алюминия вступает в реакцию со щелочью с образованием алюмината натрия (NaAlO2) с последующим образованием кристаллического осадка гидроаргиллита (Al2O3·3H2O)The aluminum hydroxide formed during the reaction reacts with alkali to form sodium aluminate (NaAlO 2 ), followed by the formation of a crystalline precipitate of hydroargillite (Al 2 O 3 · 3H2O)

Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2OAl (OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O

NaAlO2+H2O→NaOH+HAlO2,NaAlO 2 + H 2 O → NaOH + HAlO 2 ,

где HAlO2 - гидроокись алюминия, которая в щелочной среде при гидролизе образует гидроаргиллитwhere HAlO 2 - aluminum hydroxide, which in an alkaline medium during hydrolysis forms hydroargillite

2HAlO2+2H2O→Al2O3·3H2O2HAlO 2 + 2H 2 O → Al 2 O 3 · 3H 2 O

Кроме того, непрореагировавший силикат натрия при контакте с полиоксихлоридом алюминия образует гидроксид алюминия (Al(OH)3), золь кремниевой кислоты (H2SiO3) и кристаллическое вещество - хлорид натрия (NaCl).In addition, unreacted sodium silicate forms aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), silica sol (H 2 SiO 3 ), and crystalline substance sodium chloride (NaCl) upon contact with aluminum polyoxychloride.

{[Al(OH)aClb·nH2O]m}x+Na2SiO3+H2O→Al(OH)3↓+H2SiO3↓+NaCl↓{[Al (OH) a Cl b · nH 2 O] m } x + Na 2 SiO 3 + H 2 O → Al (OH) 3 ↓ + H 2 SiO 3 ↓ + NaCl ↓

В результате химических реакций происходит быстрое образование практически безводного тампона с более высокой по сравнению с составом-прототипом пластической прочностью (17,5-45,0 кПа), способного надежно закупорить околоскважинное пространство в зоне поглощения.As a result of chemical reactions, the formation of an almost anhydrous tampon with a higher plastic strength (17.5-45.0 kPa), which is able to reliably plug the near-well space in the absorption zone, occurs rapidly.

Экспериментально установлено, что совместное использование в заявляемом составе для изоляции зон поглощений бентонитово-мелового раствора, содержащего силикат натрия, и водного раствора полиоксихлорида алюминия при их соотношении 4,0-6,6:1 соответственно обеспечивает получение нового технического результата, заключающегося в повышении пластической прочности тампона, что повышает эффективность изоляции зон поглощений.It was experimentally established that the joint use in the inventive composition for isolating the absorption zones of a bentonite-chalk solution containing sodium silicate and an aqueous solution of aluminum polyoxychloride at a ratio of 4.0-6.6: 1, respectively, provides a new technical result, which consists in increasing the plastic tampon strength, which increases the efficiency of isolation of absorption zones.

Таким образом, введение в один реагент состава для изоляции дополнительного компонента, замена во втором реагенте одного компонента на другой и новое соотношение реагентов позволили получить новый технический результат, заключающийся в повышении пластической прочности образовавшегося тампона, обеспечивающий повышение эффективности изоляции зон поглощений, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».Thus, the introduction of a composition for isolation of an additional component into one reagent, replacement of one component by another in the second reagent, and a new ratio of reagents allowed us to obtain a new technical result consisting in increasing the plastic strength of the resulting tampon, which increases the efficiency of isolation of absorption zones, which allows us to conclude on the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "inventive step".

Для оценки эффективности заявляемого технического решения были проведены лабораторные исследования.To assess the effectiveness of the proposed technical solution, laboratory studies were conducted.

В качестве компонентов одного (I) реагента использовали:As components of one (I) reagent used:

- бентонитовый глинопорошок по ТУ 2-043-953-87;- bentonite clay powder according to TU 2-043-953-87;

- мел технический по ГОСТ 12085-88;- technical chalk in accordance with GOST 12085-88;

- хлорид натрия по ГОСТ 13830-91Е;- sodium chloride according to GOST 13830-91E;

- сухой концентрат силиката натрия по ТУ 5743-001-31178039-2001;- dry concentrate of sodium silicate according to TU 5743-001-31178039-2001;

- техническую воду.- technical water.

Для приготовления другого (II) реагента использовали:To prepare another (II) reagent used:

- полиоксихлорид алюминия по ТУ 6-09-05-1456-96;- aluminum polyoxychloride according to TU 6-09-05-1456-96;

- техническую воду.- technical water.

Реагенты готовили следующим образом.Reagents were prepared as follows.

Предварительно приготовили раствор хлорида натрия плотностью 1180 кг/м3, для чего в 1000 мл воды растворили 283 г хлорида натрия.A sodium chloride solution with a density of 1180 kg / m 3 was previously prepared, for which 283 g of sodium chloride was dissolved in 1000 ml of water.

Для приготовления бентонитово-мелового раствора (I реагента) взяли 1 л приготовленного раствора хлорида натрия, ввели в него 100 г бентонитового глинопорошка и перемешивали в течение 1 ч. Затем при постоянном перемешивании добавили 500 г порошкообразного мела и 20 г сухого концентрата силиката натрия и перемешивали в течение 4 ч. После чего замерили параметры исходного бентонитово-мелового раствора, которые составили: плотность -1410 кг/м3, растекаемость по конусу - 18 см, водоотдача 56 см3 за 30 мин.To prepare the bentonite-chalk solution (reagent I), 1 liter of the prepared sodium chloride solution was taken, 100 g of bentonite clay powder was added to it and stirred for 1 hour. Then, 500 g of powdered chalk and 20 g of dry sodium silicate concentrate were added with stirring and mixed for 4 hours. After that, we measured the parameters of the initial bentonite-chalk solution, which were: density -1410 kg / m 3 , cone spreadability - 18 cm, water loss 56 cm 3 in 30 minutes.

Для приготовления 1 л раствора соли алюминия (II реагента) взяли 614 мл воды, в которой растворили 736 г ПОХА, затем замерили плотность, которая составила 1350 кг/м.To prepare 1 l of a solution of aluminum salt (II reagent), 614 ml of water was taken, in which 736 g of POHA were dissolved, then the density was measured, which amounted to 1350 kg / m.

Пример 1. Для исследования характеристик образовавшегося тампона взяли 200 см3 исходного бентонитово-мелового раствора и при помешивании добавили в него 20 см3 раствора ПОХА. При этом содержание компонентов в I реагенте составило: бентонитовый глинопорошок 9,10 мас.%, мел 30,36 мас.%, хлорид натрия 10,90 мас.%, силикат натрия 0,16 мас.% и вода 49,48 мас.%; содержание компонентов во II реагенте составило: ПОХА 54,35 мас.% и вода 45,65 мас.%, а их объемное соотношение составило 10:1 соответственно. В результате химической реакции через 20 с произошло выпадение нерастворимых гелеобразующих осадков, и образовался прочный тампон. Затем на пластометре по методу академика П.А.Ребиндера произвели замер пластической прочности образовавшегося тампона, которая составила 10,5 кПа (опыт 1).Example 1. To study the characteristics of the resulting tampon, 200 cm 3 of the initial bentonite-chalk solution was taken and, with stirring, 20 cm 3 of the PHA solution was added. The content of the components in the first reagent was: bentonite clay powder 9.10 wt.%, Chalk 30.36 wt.%, Sodium chloride 10.90 wt.%, Sodium silicate 0.16 wt.% And water 49.48 wt. %; the content of the components in the second reagent was: POHA 54.35 wt.% and water 45.65 wt.%, and their volume ratio was 10: 1, respectively. As a result of the chemical reaction, after 20 s, insoluble gelling precipitation occurred and a durable tampon formed. Then, on the plastometer according to the method of academician P.A. Rebinder, the plastic strength of the resulting swab was measured, which amounted to 10.5 kPa (experiment 1).

Аналогичным образом были проведены исследования составов при различных сочетаниях компонентов, а результаты отражены в таблице.Similarly, studies of the compositions were conducted with various combinations of components, and the results are shown in the table.

Были проведены также лабораторные исследования состава по прототипу. Для этого в 1 л раствора хлорида натрия ввели 300 г бентонитового глинопорошка и перемешивали 1 ч, затем при перемешивании ввели 250 г порошкообразного мела и перемешивали еще в течение 4 ч.Also conducted laboratory studies of the composition of the prototype. To do this, 300 g of bentonite clay powder was introduced into a 1 liter of sodium chloride solution and stirred for 1 h, then 250 g of powdered chalk was added with stirring and stirred for another 4 hours.

Для приготовления 1 л раствора сульфата алюминия в 565 г воды ввели 735 г кристаллогидрата сульфата алюминия, подогрели до температуры 90°С, полностью растворили и затем охладили до комнатной температуры, после чего замерили плотность, которая составила 1290 кг/м.To prepare 1 l of a solution of aluminum sulfate in 565 g of water, 735 g of crystalline hydrate of aluminum sulfate was introduced, heated to a temperature of 90 ° C, completely dissolved and then cooled to room temperature, after which the density was measured, which amounted to 1290 kg / m.

Пример 2. Взяли 200 см3 бентонитово-мелового раствора и при помешивании в него добавили 60 см3 раствора сульфата алюминия. При этом содержание компонентов в I реагенте составило бентонитового глинопорошка 15,44 мас.%, мела 12,94 мас.%, хлорида натрия 14,53 мас.% и воды 57,09 мас.%, содержание компонентов во II реагенте составило сульфата алюминия 43,48 мас.% и воды 56,52 мас.%, а их объемное соотношение составило 3,3:1 соответственно. В результате химической реакции через 20 с произошло выпадение нерастворимых осадков, и образовался прочный тампон. Затем на пластометре замерили пластическую прочность, которая составила 2,68 кПа (опыт 10).Example 2. They took 200 cm 3 of a bentonite-chalk solution and, while stirring, added 60 cm 3 of a solution of aluminum sulfate. The content of the components in the first reagent was 15.44% by weight of bentonite clay powder, 12.94% of the chalk, 14.53% of sodium chloride and 57.09% of water, and the aluminum sulfate content of the second component 43.48 wt.% And water 56.52 wt.%, And their volume ratio was 3.3: 1, respectively. As a result of the chemical reaction, after 20 s, insoluble precipitation occurred and a strong tampon formed. Then, the plastic strength was measured on the plastometer, which amounted to 2.68 kPa (experiment 10).

Пример 3. Взяли 200 см3 этого же бентонитово-мелового раствора и добавили в него 57 см3 раствора ПОХА. При этом содержание компонентов в I реагенте составило бентонитового глинопорошка 16,01 мас.%, мела 13,42 мас.%, хлорида натрия 15,07 мас.% и воды 55,50 мас.%, содержание компонентов во II реагенте составило ПОХА 54,56 мас.% и воды 45,44 мас.%, а их объемное соотношение составило 3,5:1 соответственно. В результате химической реакции через 9 с произошло выпадение нерастворимых гелеобразующих осадков, и образовался прочный тампон. Затем на пластометре замерили пластическую прочность, которая составила 10,7 кПа (опыт 11).Example 3. They took 200 cm 3 of the same bentonite-chalk solution and added 57 cm 3 of the PHA solution. Moreover, the content of components in the first reagent was 16.01 wt.% Bentonite clay powder, 13.42% by weight of chalk, 15.07% by weight of sodium chloride and 55.50% by weight of water; the content of the components in the second reagent was POHA 54 , 56 wt.% And water 45.44 wt.%, And their volume ratio was 3.5: 1, respectively. As a result of a chemical reaction, after 9 seconds, insoluble gelling precipitation occurred and a durable tampon formed. Then, the plastic strength was measured on the plastometer, which amounted to 10.7 kPa (experiment 11).

У данного состава пластическая прочность значительно выше, чем у состава по прототипу (опыт 10), но при этом она все-таки значительно ниже, чем у заявляемого состава, отраженного в таблице (опыт 7), при добавлении одинакового количества ПОХА.In this composition, the plastic strength is significantly higher than that of the composition of the prototype (experiment 10), but it is still significantly lower than that of the claimed composition shown in the table (experiment 7), with the addition of the same amount of POHA.

Анализ данных таблицы показал, что наиболее высокая пластическая плотность тампона составляет 17,5-45,0 кПа.Analysis of the table data showed that the highest plastic density of the tampon is 17.5-45.0 kPa.

Авторами экспериментально установлено, что оптимальным содержанием компонентов в бентонитово-меловом растворе является их соотношение, мас.%:The authors experimentally found that the optimal content of the components in the bentonite-chalk solution is their ratio, wt.%:

Бентонитовый глинопорошокBentonite Clay Powder 8,88-9,088.88-9.08 Мел техническийChalk technical 29,66-30,2729.66-30.27 Хлорид натрияSodium chloride 10,81-10,9010.81-10.90 Силикат натрияSodium silicate 0,18-0,540.18-0.54 ВодаWater остальноеrest

а в растворе соли алюминия является оптимальным содержание компонентов, мас.%:and in a solution of aluminum salt is the optimal content of components, wt.%:

Полиоксихлорид алюминияAluminum polyoxychloride 54,52-54,5654.52-54.56 ВодаWater остальноеrest

Установлено, что оптимальное содержание в заявляемом составе бентонитового глинопорошка находится в пределах 8,88-9,08 мас.%. При содержании глинопорошка более 9,08 мас.% повышается вязкость бентонитово-мелового раствора, что усложняет его прокачиваемость и снижается пластическая прочность тампона (опыт 1). При содержании глинопорошка менее 8,88 мас.% в I реагенте становится недостаточно твердой фазы для формирования тампона (опыт 9).It was found that the optimal content in the claimed composition of bentonite clay powder is in the range of 8.88-9.08 wt.%. When the clay powder content is more than 9.08 wt.%, The viscosity of the bentonite-chalk solution increases, which complicates its pumpability and the plastic strength of the tampon decreases (experiment 1). When the clay powder content is less than 8.88 wt.% In the first reagent, the solid phase becomes insufficiently solid for the formation of the tampon (experiment 9).

Оптимальное содержание технического мела составляет 29,66-30,27 мас.%. При содержании мела более 30,27 мас.% ухудшается прокачиваемость раствора и снижается пластическая прочность тампона (опыт 2). При содержании мела менее 29,66 мас.% в I реагенте становится недостаточно карбонатной составляющей для образования нерастворимых гелеобразующих осадков, из которых формируется тампон (опыт 9).The optimal content of technical chalk is 29.66-30.27 wt.%. When the chalk content is more than 30.27 wt.%, The pumpability of the solution worsens and the plastic strength of the tampon decreases (experiment 2). When the chalk content is less than 29.66 wt.% In the reagent I, the carbonate component becomes insufficient for the formation of insoluble gel-forming precipitates from which the swab is formed (experiment 9).

Оптимальное содержание хлорида натрия составляет 10,81-10,90 мас.%. Содержание хлорида натрия более 10,90 мас.% приводит к снижению пластической прочности тампона и повышению вязкости раствора (опыт 2). Содержание хлорида натрия менее 10,81 мас.% приводит к повышению вязкости раствора до непрокачиваемого (опыт 9).The optimal content of sodium chloride is 10.81-10.90 wt.%. A sodium chloride content of more than 10.90 wt.% Leads to a decrease in the plastic strength of the tampon and an increase in the viscosity of the solution (experiment 2). A content of sodium chloride of less than 10.81 wt.% Leads to an increase in the viscosity of the solution to non-pumpable (experiment 9).

Оптимальное содержание силиката натрия составляет 0,18-0,54 мас.%. Содержание силиката натрия менее 0,18 мас.% приводит к снижению пластической прочности тампона (опыт 1). Содержание силиката натрия более 0,54 мас.% приводит к повышению вязкости раствора до непрокачиваемого (опыт 8).The optimal content of sodium silicate is 0.18-0.54 wt.%. The content of sodium silicate less than 0.18 wt.% Leads to a decrease in the plastic strength of the tampon (experiment 1). The content of sodium silicate of more than 0.54 wt.% Leads to an increase in the viscosity of the solution to non-pumpable (experiment 8).

Оптимальное содержание полиоксихлорида алюминия (ПОХА) составляет 54,52-54,56 мас.%. Снижение содержания ПОХА менее 54,52 мас.% приводит к снижению пластической прочности тампона (опыт 2). Увеличение содержания ПОХА более 54,56 мас.% приводит к получению хрупкого тампона (опыт 9).The optimal content of aluminum polyoxychloride (POHA) is 54.52-54.56 wt.%. A decrease in the content of POHA less than 54.52 wt.% Leads to a decrease in the plastic strength of the tampon (experiment 2). An increase in the content of POHA over 54.56 wt.% Leads to the production of a fragile tampon (experiment 9).

При этом оптимальное объемное соотношение I и II реагентов составляет 4,0-6,6:1 соответственно. При повышении соотношения более 6,6:1 повышается вязкость первого реагента до непрокачиваемого, увеличивается время на протекание химической реакции, происходит снижение пластической прочности, которая является недостаточной для создания изоляционного экрана в зоне катастрофических поглощений (опыт 2). При снижении соотношения менее 4,0:1 также происходит загустевание первого реагента до непрокачиваемого, пластическая прочность тампона повышается незначительно, и он становится хрупким, что может привести к его разрушению в скважине при создании нагрузок (опыт 8).The optimal volume ratio of I and II reagents is 4.0-6.6: 1, respectively. With an increase in the ratio of more than 6.6: 1, the viscosity of the first reagent increases to non-pumpable, the time for a chemical reaction increases, and the plastic strength decreases, which is insufficient to create an insulating screen in the catastrophic absorption zone (experiment 2). When the ratio decreases to less than 4.0: 1, the first reagent thickens to non-pumpable, the plastic strength of the tampon increases slightly, and it becomes brittle, which can lead to its destruction in the well when stress is created (experiment 8).

Для реализации заявляемого состава в промысловых условиях предварительно проводятся исследования. На основании результатов исследований производятся необходимые расчеты.For the implementation of the inventive composition in the field, preliminary studies are conducted. Based on the research results, the necessary calculations are made.

Необходимый объем образующегося тампона с учетом его пластической прочности рассчитывается индивидуально в каждом конкретном случае в зависимости от характеристики поглощающих пластов (пластового давления, приемистости пласта, открытой пористости пород и т.д.).The required volume of the resulting tampon, taking into account its plastic strength, is calculated individually in each case, depending on the characteristics of the absorbing formations (reservoir pressure, injectivity, open porosity of rocks, etc.).

Заблаговременно приготавливают расчетный объем бентонитово-мелового раствора. Для этого в отдельную емкость заливают техническую воду, добавляют хлорид натрия и перемешивают 1 ч. Затем вводят бентонитовый глинопорошок и перемешивают 4 ч, после чего добавляют мел технический и сухой концентрат силиката натрия и перемешивают еще 1 ч, в результате получается исходный бентонитово-меловой раствор с заданными параметрами.The estimated volume of the bentonite-chalk solution is prepared in advance. To do this, pour industrial water into a separate container, add sodium chloride and mix for 1 hour. Then add bentonite clay powder and mix for 4 hours, then add technical chalk and dry sodium silicate concentrate and mix for another 1 hour, resulting in an initial bentonite-chalk solution with the given parameters.

Также заблаговременно приготавливают раствор полиоксихлорида алюминия. Для этого в отдельную емкость загружают необходимое количество технической воды, в которой растворяют полиоксихлорид алюминия.An aluminum polyoxychloride solution is also prepared in advance. For this, the required amount of industrial water is loaded into a separate container in which aluminum polyoxychloride is dissolved.

Использование состава осуществляют следующим способом.The use of the composition is carried out in the following way.

В трубное пространство закачивают расчетный объем бентонитово-мелового раствора, который размещают в стволе скважины выше зоны поглощения. Затем в зону поглощения по трубному пространству закачивают буферную жидкость, раствор ПОХА, буферную жидкость, цементный раствор, продавочную жидкость. При достижении раствора ПОХА кровли зоны поглощения одновременно по трубному и затрубному пространствам закачивается продавочная жидкость. Одновременное закачивание продавочной жидкости производится до момента выхода из открытого конца бурильных труб раствора ПОХА. Далее при интенсивном перемешивании и в процессе химического взаимодействия практически мгновенно (4-14 с) образуются продукты реакции в виде прочного тампона, который закупоривает зону поглощения. После чего в стволе скважины в интервале зоны поглощения размещают цементный раствор, который взаимодействует с оставшимся непрореагировавшим раствором ПОХА, образуя цементный камень. После чего скважина оставляется на ожидание затвердевания цемента.The calculated volume of the bentonite-chalk solution, which is placed in the wellbore above the absorption zone, is pumped into the pipe space. Then, buffer liquid, POHA solution, buffer liquid, cement mortar, squeezing liquid are pumped into the absorption zone through the tube space. Upon reaching the POHA solution of the roof of the absorption zone, squeezing fluid is simultaneously pumped through the pipe and annular spaces. Simultaneous pumping of the squeezing fluid is performed until the POHA solution exits the open end of the drill pipes. Further, with vigorous stirring and in the process of chemical interaction almost instantly (4-14 s), the reaction products are formed in the form of a durable swab that clogs the absorption zone. Then, a cement mortar is placed in the wellbore in the interval of the absorption zone, which interacts with the remaining unreacted POHA solution, forming a cement stone. After which the well is left waiting for the cement to harden.

Преимущества заявляемого состава для изоляции зон поглощений:The advantages of the claimed composition for the isolation of absorption zones:

- повышение надежности блокирования призабойной зоны за счет образования тампона с высокой пластической прочностью, составляющей 17,5-45,0 кПа;- improving the reliability of blocking the bottom-hole zone due to the formation of a tampon with high plastic strength of 17.5-45.0 kPa;

- сокращение сроков твердения состава.- reduction of the curing time of the composition.

Были проведены опытно-промысловые испытания заявляемого состава для изоляции зон поглощений в 2007 году на скважинах №9044 Оренбургского НГКМ и №3 Царичанского месторождения при ликвидации катастрофических поглощений, где неоднократные попытки ликвидации поглощения с помощью установки цементных мостов с наполнителями и ускорителями сроков схватывания цементного раствора положительных результатов не дали. При применении заявляемого состава поглощение было ликвидировано за одну операцию.Field tests of the inventive composition were conducted to isolate the absorption zones in 2007 at wells No. 9044 of the Orenburg oil and gas condensate field and No. 3 of the Tsarichanskoye field during the elimination of catastrophic absorption, where repeated attempts to eliminate absorption by installing cement bridges with fillers and accelerators for setting cement slurry positive no results. When applying the inventive composition, the absorption was eliminated in one operation.

Использование заявляемого состава позволяет расширить ассортимент реагентов, применяемых для изоляции зон катастрофических поглощений.The use of the inventive composition allows you to expand the range of reagents used to isolate zones of catastrophic absorption.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Состав для изоляции зон поглощений, состоящий из двух реагентов, в качестве одного из которых используют бентонитово-меловой раствор, содержащий бентонитовый глинопорошок, мел технический, хлорид натрия и воду, а в качестве другого используют водный раствор соли алюминия, отличающийся тем, что бентонитово-меловой раствор дополнительно содержит силикат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бентонитовый глинопорошок 8,88-9,08 Мел технический 29,66-30,27 Хлорид натрия 10,81-10,90 Силикат натрия 0,18-0,54 Вода Остальное

а другой реагент в качестве соли алюминия содержит полиоксихлорид алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиоксихлорид алюминия 54,52-54,56 Вода Остальное

причем соотношение бентонитово-мелового раствора и раствора соли алюминия составляет 4,0-6,6:1 соответственно.
Composition for isolating absorption zones, consisting of two reagents, one of which is a bentonite-chalk solution containing bentonite clay powder, industrial chalk, sodium chloride and water, and the other is an aqueous solution of aluminum salt, characterized in that the bentonite the chalk solution additionally contains sodium silicate, in the following ratio of components, wt.%:
Bentonite Clay Powder 8.88-9.08 Chalk technical 29.66-30.27 Sodium chloride 10.81-10.90 Sodium silicate 0.18-0.54 Water Rest

and another reagent as an aluminum salt contains aluminum polyoxychloride, in the following ratio, wt.%:
Aluminum polyoxychloride 54.52-54.56 Water Rest

moreover, the ratio of the bentonite-chalk solution to the aluminum salt solution is 4.0-6.6: 1, respectively.
RU2008100744/03A 2008-01-09 2008-01-09 Composition for isolation of absorption zones RU2373251C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100744/03A RU2373251C2 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Composition for isolation of absorption zones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100744/03A RU2373251C2 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Composition for isolation of absorption zones

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008100744A RU2008100744A (en) 2009-07-20
RU2373251C2 true RU2373251C2 (en) 2009-11-20

Family

ID=41046672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008100744/03A RU2373251C2 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Composition for isolation of absorption zones

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373251C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487909C1 (en) * 2012-04-12 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Blocking composite for isolation of loss-circulation zones during well drilling and workover operation
RU2518615C1 (en) * 2013-04-23 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of non-homogeneous oil formation (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487909C1 (en) * 2012-04-12 2013-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Blocking composite for isolation of loss-circulation zones during well drilling and workover operation
RU2518615C1 (en) * 2013-04-23 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of non-homogeneous oil formation (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008100744A (en) 2009-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8627888B2 (en) Settable compositions containing metakaolin having reduced portland cement content
US7431086B2 (en) Methods of servicing a wellbore with compositions comprising quaternary material and sorel cements
US7654326B1 (en) Sorel cements and methods of making and using same
US7297664B2 (en) Cement-free zeolite and fly ash settable fluids and methods therefor
US7350575B1 (en) Methods of servicing a wellbore with compositions comprising Sorel cements and oil based fluids
US8685901B2 (en) Wellbore servicing compositions and methods of using same
US7763572B2 (en) Compositions comprising quaternary material and sorel cements
CA2827532C (en) Use of aqueous alkali aluminosilicate for profile modification, water control and stabilization
WO2004055321A1 (en) Methods of cementing high temperature wells and cement compositions therefor
CA2928334C (en) Corrosion-resistant refractory binder compositions and oil well completion and production operations
US11434410B2 (en) Methods of making and using a wellbore servicing fluid for controlling losses in permeable zones
US11512240B2 (en) Geopolymer cement compositions and methods of use
CA2930853A1 (en) In situ refractory binder compositions
CA2934619C (en) Magnesium metal ore waste in well cementing
NO20240109A1 (en) Method for enhancing reactivity of pozzolanic materials
RU2373251C2 (en) Composition for isolation of absorption zones
US20090107677A1 (en) Sealant Composition
US2995189A (en) Hydraulic cements having an extended thickening time, methods of making the same, and processes employing the same
RU2431651C1 (en) Composition for insulation of thief zones
RU2277574C1 (en) Method of insulating thief zones
US11643587B2 (en) Methods of making cement slurries and cured cement and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160110