RU2380394C2 - Viscous elastic composition for borehole operations - Google Patents
Viscous elastic composition for borehole operations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380394C2 RU2380394C2 RU2008116076/03A RU2008116076A RU2380394C2 RU 2380394 C2 RU2380394 C2 RU 2380394C2 RU 2008116076/03 A RU2008116076/03 A RU 2008116076/03A RU 2008116076 A RU2008116076 A RU 2008116076A RU 2380394 C2 RU2380394 C2 RU 2380394C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gkzh
- water
- wcs
- teat
- polyvinyl alcohol
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к вязкоупругим составам (ВУС) для изоляционных работ в скважинах, которые могут быть использованы для изоляции водопритока в скважину, для ликвидации межколонных газопроявлений и других ремонтных работах.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to viscoelastic compositions (WCS) for insulation work in wells that can be used to isolate water inflow into a well, to eliminate annular gas showings and other repair work.
Анализ существующего уровня техники показал следующее:Analysis of the current level of technology showed the following:
известен состав для изоляции водопритока в скважину, рецептура которого имеет следующее соотношение ингредиентов, мас.%:known composition for isolating water inflow into the well, the formulation of which has the following ratio of ingredients, wt.%:
(см. патент РФ №2205269 от 13.06.2001 г. по кл. Е21В 33/138, опубл. в Бюл. №15, 2003 г.).(see RF patent No. 2205269 of 06/13/2001, according to CL EV 33/138, published in Bull. No. 15, 2003).
Недостатком указанного состав является недостаточная эффективность проведения изоляционных работ в скважинах. Это обусловлено следующими причинами: использование состава с указанным временем гелеобразования (см. таблицу описания) в промысловых условиях приведет к непроизводительным затратам и удорожанию проводимых работ по изоляции водопритока в скважину. В результате взаимодействия алюмохлорида и силиката натрия образуется гель, неспособный связывать воду, в которой были растворены ингредиенты состава. Указанная рецептура состава не обеспечивает образование геля с высокими показателями прочности, так как в результате реакцииThe disadvantage of this composition is the lack of effectiveness of insulation work in wells. This is due to the following reasons: the use of a composition with the indicated gelation time (see the description table) in the field will lead to unproductive costs and the cost of ongoing work to isolate water inflow into the well. As a result of the interaction of aluminum chloride and sodium silicate, a gel is formed that is unable to bind water in which the ingredients of the composition were dissolved. The specified composition formulation does not provide gel formation with high strength indicators, since as a result of the reaction
2AlCl3+3NaSiO3=Al2(SiO3)3+6NaCl2AlCl 3 + 3NaSiO 3 = Al 2 (SiO 3 ) 3 + 6NaCl
происходит образование поликристаллической системы силиката алюминия, в которой связи между кристаллами слабее химических связей внутри кристаллов. Кроме того, проникшая на небольшую глубину в пласт жидкая фаза состава образует непрочный гель и не способствует получению упругопластичного экрана, что может привести к нарушению этой изоляции за счет давления пластовой воды и деформации пласта. Это связано с тем, что находящийся в составе многоатомный спирт с силикатом натрия химически не взаимодействует, а с алюмохлоридом при нормальной температуре образует гелеобразные глициды или гликоляты - малопрочные комплексные соединения, которые только регулируют время гелеобразования изолирующего состава, но не участвуют в формировании структурной прочности изоляционного экрана. Они легко разрушаются при повышенной температуре пласта, из-за чего основную прочность изоляционному экрану обеспечивают хрупкие стекловидные продукты реакции силиката натрия и алюмохлорида, что не обеспечит эффективной изоляции водопритока в скважину;A polycrystalline aluminum silicate system is formed in which the bonds between the crystals are weaker than the chemical bonds inside the crystals. In addition, the liquid phase of the composition that has penetrated to a small depth in the formation forms a weak gel and does not contribute to the production of an elastic-plastic screen, which can lead to a violation of this insulation due to formation water pressure and formation deformation. This is due to the fact that the polyhydric alcohol in the composition does not chemically interact with sodium silicate, and forms gel-like glycides or glycolates, which are low-strength complex compounds that only regulate the gelation time of the insulating composition, but do not participate in the formation of the structural strength of the insulation screen. They are easily destroyed at an elevated temperature of the formation, because of which the main strength of the insulating screen is provided by the fragile glassy reaction products of sodium silicate and aluminum chloride, which will not provide effective isolation of water inflow into the well;
- известен ВУС для изоляции пластовых вод, ликвидации межпластовых и заколоннных перетоков (ремонтно-изоляционные работы в скважинах), содержащий кремнийорганическую жидкость и спиртсодержащий раствор. В качестве кремнийорганической жидкости он содержит водно-спиртовые растворы этилсиликоната натрия - ГКЖ-10 или метилсиликоната натрия - ГКЖ-11, а в качестве спиртсодержащего раствора - водный раствор поливинилового спирта с концентрацией 5,0-7,5% при их объемном соотношении 1:1 (см. патент РФ №2032068 от 27.07.1992 г. по кл. Е21В 33/138, опубл. в Бюл. №9, 1995 г.). Недостатком указанного ВУС является недостаточная эффективность проведения изоляционных работ в скважинах. Это обусловлено следующими причинами: при указанных количественных соотношениях ингредиентов ВУС происходит высаливание поливинилового спирта под действием ГКЖ-10 или ГКЖ-11, что приводит к получению незначительного объема геля в результате и выделению достаточно большого количества жидкости («лишней воды»). В поровом пространстве обводненного пласта структурно не связанная («лишняя») вода, находящаяся в ВУС, образует каналы для фильтрации пластовых вод, что увеличит проницаемость изоляционного экрана и приведет к неэффективности проводимых изоляционных работ. Кроме того, ГКЖ-10 или ГКЖ-11 является слабым гидрофобизатором, что способствует дальнейшему проникновению воды в пласт. ВУС не обладает необходимой адгезией к металлу труб ввиду следующего: указанные ГКЖ придают ВУС гидрофобные свойства, а металлическая поверхность труб имеет гидрофильные свойства. Данное не обеспечивает прочной связи между ВУС и контактирующей с ним поверхностью металла;- the WCS is known for isolating formation waters, eliminating interstratal and annulus flows (repair and insulation works in wells) containing an organosilicon liquid and an alcohol-containing solution. As an organosilicon liquid, it contains aqueous-alcoholic solutions of sodium ethylsiliconate - GKZH-10 or sodium methylsiliconate - GKZH-11, and as an alcohol-containing solution - an aqueous solution of polyvinyl alcohol with a concentration of 5.0-7.5% with a volume ratio of 1: 1 (see RF patent No. 2032068 of 07.27.1992, according to CL E21B 33/138, publ. In Bull. No. 9, 1995). The disadvantage of this WCS is the lack of effectiveness of insulation work in wells. This is due to the following reasons: at the indicated proportions of HCL ingredients, salting out of polyvinyl alcohol occurs under the action of GKZh-10 or GKZh-11, which results in a small amount of gel as a result and a sufficiently large amount of liquid (“excess water”) is released. In the pore space of a flooded formation, structurally unbound (“excess") water located in the WCS forms channels for filtering formation water, which will increase the permeability of the insulating screen and lead to inefficiency of the insulation work. In addition, GKZH-10 or GKZH-11 is a weak water repellent, which contributes to the further penetration of water into the reservoir. HCL does not have the necessary adhesion to the metal of the pipes due to the following: the specified HCG give the HCL hydrophobic properties, and the metal surface of the pipes has hydrophilic properties. This does not provide a strong connection between the WCS and the metal surface in contact with it;
- в качестве прототипа взят ВУС для ремонтно-водоизоляционных работ, рецептура которого имеет следующее соотношение ингредиентов, об.%:- as a prototype taken VUS for repair and waterproofing, the formulation of which has the following ratio of ingredients, vol.%:
(см. патент РФ №2211306 от 11.03.2002 г. по кл. Е21В ЗЗ/138, опубл., 2003 г.).(see RF patent No. 2211306 of March 11, 2002, according to class E21B ZZ / 138, publ., 2003).
Недостатком указанного ВУС является недостаточная эффективность проведения изоляционных работ в скважинах. Это обусловлено следующими причинами: использование данного ВУС предусматривает последовательную закачку ингредиентов, входящих в рецептуру ВУС, что в промысловых условиях приводит к непроизводительным затратам. Время гелеобразования состава нерегулируемо и поэтому может произойти мгновенное образование ВУС при смешении ингредиентов, что приведет к образованию изоляционного экрана малой толщины и в дальнейшем не обеспечит проникновение ингредиентов в пористую среду. При указанных количественных соотношениях ингредиентов ВУС происходит высаливание поливинилового спирта под действием ГКЖ-10 или ГКЖ-11, что приводит к получению недостаточно прочного по структуре незначительного объема геля в результате и выделению достаточно большого количества жидкости («лишней воды»). В поровом пространстве обводненного пласта структурно не связанная («лишняя») вода, находящаяся в ВУС, образует каналы для фильтрации пластовых вод, что увеличит проницаемость изоляционного экрана и приведет к неэффективности проводимых изоляционных работ. Кроме того, ГКЖ-10 или ГКЖ-11 является слабым гидрофобизатором, что способствует дальнейшему проникновению воды в пласт. ВУС не обладает необходимой адгезией к металлу труб ввиду следующего: ГКЖ-10 или ГКЖ-11 придают ВУС гидрофобные свойства, а металлическая поверхность труб имеет гидрофильные свойства. Указанное не обеспечивает прочной связи между ВУС и контактирующей с ним поверхностью металла. При продавливании ВУС в пласт, особенно если он сложен песчаником, алюмосиликатные микросферы будут отфильтровываться на поверхности пласта. Последнее препятствует проникновению состава в мелкие и средние поры пласта. Заполняются в основном крупные поры и трещины, изоляционный экран будет неоднородным, не сплошным, что приведет в итоге к недостаточной эффективности проводимых изоляционных работ в скважинах. В рецептуре ВУС отсутствует ингредиент, способствующий газовыделению. Не происходит увеличения объема и, как следствие, не происходит полного насыщения ВУС зоны изоляции. Использование данного ВУС для ликвидации межколонных газопроявлений малоэффективно.The disadvantage of this WCS is the lack of effectiveness of insulation work in wells. This is due to the following reasons: the use of this WCS involves the sequential download of the ingredients included in the recipe of the WCS, which in commercial conditions leads to unproductive costs. The gelation time of the composition is unregulated and therefore, instant formation of WCS can occur when the ingredients are mixed, which will lead to the formation of an insulating screen of small thickness and will not further ensure the penetration of the ingredients into the porous medium. At the indicated quantitative proportions of HCL ingredients, the salting out of polyvinyl alcohol occurs under the action of GKZh-10 or GKZh-11, which results in the insignificant volume of the gel insufficiently strong in structure as a result and a sufficiently large amount of liquid (“excess water”) is released. In the pore space of the flooded formation, structurally unbound (“excess") water located in the WCS forms channels for filtering formation water, which will increase the permeability of the insulating screen and lead to inefficiency of the insulation work. In addition, GKZH-10 or GKZH-11 is a weak water repellent, which contributes to the further penetration of water into the reservoir. VUS does not have the necessary adhesion to the pipe metal due to the following: GKZh-10 or GKZh-11 give the VUS hydrophobic properties, and the metal surface of the pipes has hydrophilic properties. The above does not provide a strong connection between the WCS and the metal surface in contact with it. When forcing the WCS into the formation, especially if it is composed of sandstone, aluminosilicate microspheres will be filtered on the surface of the formation. The latter prevents the penetration of the composition into small and medium pores of the reservoir. Mainly large pores and cracks are filled, the insulating screen will be heterogeneous, not continuous, which will ultimately lead to insufficient efficiency of the ongoing insulation work in the wells. There is no ingredient that promotes gas evolution in the HCL formulation. There is no increase in volume and, as a result, there is no complete saturation of the WCS of the isolation zone. The use of this WCS for the elimination of intercolumnar gas manifestations is ineffective.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, сводится к следующему: повышается эффективность проведения изоляционных работ в скважинах с использованием ВУС с улучшенными технологическими свойствами, обусловленными регулируемым временем гелеобразования, обеспечивающим проникновение состава в пористую среду, повышенной адгезией к металлу труб и прочностью образующегося геля, более полным насыщением зоны изоляции ВУС за счет увеличения его объема, происходящего в результате интенсивного газовыделения.The technical result that can be obtained by implementing the present invention is as follows: the efficiency of insulation work in wells is increased using a hydraulic control system with improved technological properties due to adjustable gelation time, which ensures penetration of the composition into a porous medium, increased adhesion to pipe metal and strength the resulting gel, a more complete saturation of the isolation zone of the WCS due to an increase in its volume resulting from intensive about gas evolution.
Технический результат достигается с помощью известного ВУС для изоляционных работ в скважинах, содержащего поливиниловый спирт, кремнийорганическую жидкость, алюминийсодержащую добавку и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триэтаноламинтитанат - ТЭАТ-1, а в качестве кремнийорганической жидкости - водно-спиртовые растворы этилсиликоната натрия - ГКЖ-10 или метилсиликоната натрия - ГКЖ-11, в качестве алюминийсодержащей добавки - пудру алюминиевую при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The technical result is achieved using the well-known WCS for insulation in wells containing polyvinyl alcohol, an organosilicon liquid, an aluminum-containing additive and water, characterized in that it additionally contains triethanolamine titanate - TEAT-1, and as an organosilicon liquid - aqueous-alcoholic solutions of sodium ethylsiliconate - GKZH-10 or sodium methylsiliconate - GKZH-11, as an aluminum-containing additive - aluminum powder in the following ratio of ingredients, wt.%:
Поливиниловый спирт 2,9-6,9; ТЭАТ-1 0,3-0,6; ГКЖ-10 или ГКЖ-11 0,1-0,3; пудра алюминиевая 0,1-0,4; вода остальное. Заявляемый ВУС соответствует условию «новизна». Для приготовления ВУС используют поливиниловый спирт по ТУ 6-05-313-85, пудру алюминиевую по ТУ-5494-95, ГКЖ -10, ГКЖ-11 - 30%-ный водно-спиртовый раствор этилсиликоната натрия или метилсиликоната натрия ТУ 6-02-696-76. ТЭАТ-1 по ТУ 6-09-11-2119-93. Представляет собой вязкую смолообразную массу темного цвета.Polyvinyl alcohol 2.9-6.9; TEAT-1 0.3-0.6; GKZH-10 or GKZH-11 0.1-0.3; aluminum powder 0.1-0.4; water the rest. The inventive WMC meets the condition of "novelty." Polyvinyl alcohol according to TU 6-05-313-85, aluminum powder according to TU-5494-95, GKZh-10, GKZh-11 - 30% aqueous-alcoholic solution of sodium ethylsiliconate or sodium methylsiliconate TU 6-02 -696-76. TEAT-1 according to TU 6-09-11-2119-93. It is a viscous, resinous mass of dark color.
В основе приготовления ВУС лежит реакция поликонденсации ПВС с ТЭАТ-1The preparation of the WCS is based on the reaction of polycondensation of PVA with TEAT-1
В процессе поликонденсации образуется пространственный сетчатый каркас, ячейки которого заполнены иммобилизированной водой, что обуславливает высокие прочностные характеристики ВУС. Высокие прочностные характеристики позволяют добиться полной закупорки пор изолируемого пласта, повышается эффективность проведения изоляционных работ в скважинахIn the process of polycondensation, a spatial mesh frame is formed, the cells of which are filled with immobilized water, which determines the high strength characteristics of the WCS. High strength characteristics make it possible to achieve complete plugging of the pores of the insulated formation, increasing the efficiency of insulation work in wells
Заявляемый ВУС характеризуется повышенной адгезией к металлу труб, что обусловлено следующим: поливиниловый спирт и ТЭАТ-1 являются ярко выраженными гидрофильными соединениями, которые хорошо смачивают металлическую поверхность труб, обладающую также гидрофильными свойствами, в результате чего обеспечивается тесный контакт между молекулами и функциональными группами молекул поливинилового спирта, ТЭАТ-1 и металла. Далее происходит непосредственное взаимодействие сшиваемого полимера и поверхности металла, которое обусловлено различными силами - от Ван-дер-ваальсовых до химических. Такое межмолекулярное взаимодействие контактирующих фаз приводит к повышенной адгезии, что соответствует минимальной межфазной энергии. Протекание описанных процессов приводит к образованию прочного флюидонепроницаемого герметизирующего каркаса, надежно сцепленного с поверхностью труб, ликвидирующего межколонные газопроявления.The inventive WCS is characterized by increased adhesion to the metal of the pipes, which is due to the following: polyvinyl alcohol and TEAT-1 are pronounced hydrophilic compounds that well wet the metal surface of the pipes, which also has hydrophilic properties, resulting in close contact between the molecules and functional groups of polyvinyl molecules alcohol, TEAT-1 and metal. Next, there is a direct interaction of the crosslinkable polymer and the metal surface, which is caused by various forces - from Van der Waals to chemical. Such intermolecular interaction of the contacting phases leads to increased adhesion, which corresponds to the minimum interfacial energy. The course of the described processes leads to the formation of a durable fluid-tight sealing frame, reliably adhered to the surface of the pipes, eliminating the annular gas manifestations.
Приведенная реакция поликонденсации поливинилового спирта и ТЭАТ-1 протекает медленно, так как одновременно протекает реакция гидролиза триэтаноламинтитаната. При этом образуются смешанные гидроксоаквакомплексы, которые затем вступают в реакцию с гидроксильными группами ПВС. Процесс гелеобразования протекает не мгновенно, а с низкой скоростью, зависящей от концентрации ПВС и концентрации ТЭАТ-1, введенных в раствор. Для регулирования времени гелеобразования смеси поливинилового спирта и ТЭАТ-1 в нее добавляют ГКЖ-10 или ГКЖ-11. В результате добавки ГКЖ-10 или ГКЖ-11 временем гелеобразования системы можно управлять. Время гелеобразования находится в интервале от 60 минут до 90 минут. Указанное время обеспечивает проникновение ВУС в пористую среду и достаточно для приготовления и закачки ВУС при проведении изоляционных работ в скважинах.The above polyconvinyl alcohol and TEAT-1 polycondensation reaction proceeds slowly, since the hydrolysis of triethanolamine titanate proceeds simultaneously. In this case, mixed hydroxo-aqua complexes are formed, which then react with the hydroxyl groups of PVA. The gelation process does not proceed instantly, but at a low rate, depending on the concentration of PVA and the concentration of TEAT-1 introduced into the solution. To control the gelation time of a mixture of polyvinyl alcohol and TEAT-1, GKZh-10 or GKZh-11 is added to it. As a result of the addition of GKZh-10 or GKZh-11, the gelation time of the system can be controlled. The gelation time is in the range from 60 minutes to 90 minutes. The indicated time provides the penetration of the WCS into the porous medium and is sufficient for the preparation and injection of the WCS during the insulation work in the wells.
В водном растворе происходит гидролиз ГКЖ-11 или ГКЖ-10 с образованием гидроксида натрия.In an aqueous solution, hydrolysis of GKZh-11 or GKZh-10 occurs with the formation of sodium hydroxide.
Гидроксид натрия вступает в реакцию с триэтаноламинтитанатом, при этом образуются активные молекулы гидроксида титана (IV), которые легко вступают в реакцию поликонденсации с гидроксильными группами ПВС.Sodium hydroxide reacts with triethanolamine titanate, and active molecules of titanium (IV) hydroxide are formed, which easily enter into the polycondensation reaction with the hydroxyl groups of PVA.
(C6H12O3N)4Ti3+12 NaOH→3 Ti(OH)4+4 C6H12O3NNa3 (C 6 H 12 O 3 N) 4 Ti 3 +12 NaOH → 3 Ti (OH) 4 +4 C 6 H 12 O 3 NNa 3
Образовавшаяся натриевая соль триэтаноламина мгновенно гидролизуется, как и все алкоголяты щелочных металлов.The resulting sodium salt of triethanolamine is instantly hydrolyzed, like all alkali metal alcoholates.
C6H12O3NNa3+H2O→C6H15O3N+3 NaOHC 6 H 12 O 3 NNa 3 + H 2 O → C 6 H 15 O 3 N + 3 NaOH
Как видно из приведенных схем, гидроксид натрия не расходуется в процессе реакций, то есть в данном случае мы имеем пример гомогенного щелочного катализа.As can be seen from the above schemes, sodium hydroxide is not consumed in the process of reactions, that is, in this case we have an example of homogeneous alkaline catalysis.
При некачественном цементировании может произойти недоподъем тампонажного материала, в результате чего пространство между колоннами остается незаполненным и возникают межколонные газопроявления. С целью наиболее полного заполнения данного пространства, а также при проведении изоляции водопритока в скважину в ВУС необходимо вводить добавку, позволяющую ему увеличиваться в объеме. В качестве газовыделяющей добавки используют пудру алюминиевую. Роль ингредиента, обеспечивающего интенсивное газовыделение в заявляемом ВУС, выполняет ТЭАТ-1. Это обусловлено следующим: триэтаноламин при взаимодействии с водой образует органическое основаниеWith poor-quality cementing, under-grouting material may occur, as a result of which the space between the columns remains unfilled and intercolumn gas manifestations occur. In order to fill this space to the fullest extent, as well as during isolation of water inflow into the well, it is necessary to introduce an additive in the WUS that allows it to increase in volume. As a gas-generating additive, aluminum powder is used. The role of the ingredient, providing intensive gas evolution in the inventive WCL, is performed by TEAT-1. This is due to the following: triethanolamine forms an organic base when reacted with water
C6H15O3N+H2O→C6H15O3NHOHC 6 H 15 O 3 N + H 2 O → C 6 H 15 O 3 NHOH
С этим основанием реагирует пудра алюминиевая с выделением газообразного водородаAluminum powder reacts with this base to produce hydrogen gas
2 Al+6 C6H15O3NHOH+6 H2O→2 [C6H15O3N]3[Al(OH)6]+6 H2↑2 Al + 6 C 6 H 15 O 3 NHOH + 6 H 2 O → 2 [C 6 H 15 O 3 N] 3 [Al (OH) 6 ] +6 H 2 ↑
Пудра алюминиевая также вступает в реакцию с гидроксидом натрия, образовавшимся при гидролизе натриевой соли триэтаноламмония С6Н12О3NNa3, выделяется дополнительное количество водорода. Тем самым происходит интенсивное газовыделение.Aluminum powder also reacts with sodium hydroxide formed during the hydrolysis of the sodium salt of triethanolammonium With 6 H 12 About 3 NNa 3 , an additional amount of hydrogen is released. Thus, intense gas evolution occurs.
2 Al+6 NaOH+6 H2O=2 Na3[Al(OH)6]+3 H2↑2 Al + 6 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na 3 [Al (OH) 6 ] +3 H 2 ↑
При совместном использовании пудры алюминиевой и ТЭАТ-1 происходит равномерное распределение пор в виде полидисперсных по размеру, замкнутых, деформированных в правильные многогранники с глянцевой поверхностью припорового слоя, разделенных тонкими, но плотными и одинаковыми по сечению межпоровыми перегородками. Приведенные реакции позволяют сделать вывод о том, что триэтаноламинтитанат является инициатором газовыделения, что ранее не было известно.When aluminum and TEAT-1 powders are used together, the pores are uniformly distributed in the form of polydisperse in size, closed, deformed into regular polyhedrons with a glossy surface of the pore layer, separated by thin, but dense and identical cross-sectional pore septa. The above reactions allow us to conclude that triethanolamine titanate is the initiator of gas evolution, which was not previously known.
Совместное использование ингредиентов в заявляемых интервалах в заявляемом ВУС с улучшенными технологическими свойствами повышает эффективность проведения изоляционных работ в скважинах с использования ВУС.The joint use of ingredients in the claimed intervals in the inventive WCS with improved technological properties increases the efficiency of insulation work in wells using WCS.
Содержание в ВУС поливинилового спирта менее 2,9 мас.% нецелесообразно, так как не обеспечивает образование геля, а более 6,9 мас.% экономически и технологически нецелесообразно, так как существенного улучшения технологических свойств не происходит.The content in the WCS of polyvinyl alcohol of less than 2.9 wt.% Is impractical, since it does not provide gel formation, and more than 6.9 wt.% Is economically and technologically impractical, since there is no significant improvement in technological properties.
Содержание в ВУС ТЭАТ-1 менее 0,3% нецелесообразно, так как не обеспечивается образования прочного сшитого геля и не происходит интенсивного газовыделения, а более 6,0 мас.% нецелесообразно, так как приводит к мгновенному гелеобразованию, могут возникнуть осложнения при прокачивании в процессе использования.The content in the VUS TEAT-1 of less than 0.3% is impractical, since it does not provide the formation of a strong cross-linked gel and there is no intense gas evolution, and more than 6.0 wt.% Is impractical, since it leads to instant gelation, complications may arise during pumping process of use.
Содержание в ВУС пудры алюминиевой в количестве менее 0,1 мас.% не обеспечивает облегчения гелеобразной структуры, а более 0,4 мас.% приводит к чрезмерному вспениванию ВУС и снижению прочности геля.The content in the WCS of aluminum powder in an amount of less than 0.1 wt.% Does not provide relief of the gel-like structure, and more than 0.4 wt.% Leads to excessive foaming of the WCS and a decrease in gel strength.
Содержание в ВУС ГКЖ-10 или ГКЖ-11 в количестве менее 0,1 мас.% нецелесообразно из-за невозможности регулировать временем гелеобразования, а более 0,3 мас.% приводит к ускоренной сшивке смеси, в результате чего возникают осложнения при прокачивании в процессе использования.The content in the HCL GKZH-10 or GKZH-11 in an amount of less than 0.1 wt.% Is impractical due to the inability to control the gelation time, and more than 0.3 wt.% Leads to accelerated crosslinking of the mixture, resulting in complications when pumping in process of use.
Таким образом, согласно вышесказанному ВУС обеспечивает достижение заявляемого технического результата. Не выявлены по имеющимся источникам известности технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения по заявляемому техническому результату.Thus, according to the above, the SCC ensures the achievement of the claimed technical result. Not identified by available sources of fame, technical solutions having features that match the distinctive features of the invention according to the claimed technical result.
Заявляемый ВУС соответствует условию «изобретательский уровень».The inventive HUS meets the condition of "inventive step".
Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following examples.
Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following examples.
Пример (промысловый). Проводят работы по ликвидации межколонных газопроявлений на скважине №93 Песчано-Уметского УПХГ, межколонное давление - 0,72 МПа.Example (fishing). Work is underway to eliminate intercolumn gas occurrences at well No. 93 of the Peschano-Umetsky gas condensate storage facility, intercolumn pressure is 0.72 MPa.
Колонная головка ГКК 125-146×219-245. Фонтанная арматура АФТ 2 l/2"×350.GKK column head 125-146 × 219-245. Fountain fittings AFT 2 l / 2 " × 350.
МКП245×324 оборудовано отводом (2") с задвижкой и быстроразъемным соединением. Объем ВУС для заполнения МКП245х324 с учетом ликвидации газопроявления в пласте-коллекторе мячковского горизонта VВУС определяют по формуле MCP 245 × 324 is equipped with a bend (2 ") with a valve and quick-disconnect connection. The volume of WCS to fill the MCP 245x324 taking into account the elimination of gas in the reservoir of the Boykov horizon V VUS is determined by the formula
где Vк - внутренний объем кондуктора на глубину спуска, м3;where V to - the internal volume of the conductor to the depth of descent, m 3 ;
Vпр - объем промежуточной колонны по наружному диаметру, м3;V CR - the volume of the intermediate column on the outer diameter, m 3 ;
Dк - внутренний диаметр кондуктора (при толщине стенки 5=12 мм), м;D to - the inner diameter of the conductor (with a wall thickness of 5 = 12 mm), m;
Dпр - наружный диаметр промежуточной колонны, м;D CR - the outer diameter of the intermediate column, m;
К - коэффициент запаса, равный 2;K is a safety factor of 2;
L - глубина спуска кондуктора, м;L is the depth of the descent of the conductor, m;
VВУС=0,785·(0,32-0,2452)·224·2=10,55 м3.V WCS = 0.785 · (0.3 2 -0.245 2 ) · 224 · 2 = 10.55 m 3 .
Готовят 10,55 м3 ВУС плотностью 1000 кг/м3 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Prepare 10.55 m 3 WCS with a density of 1000 kg / m 3 in the following ratio of ingredients, wt.%:
В емкость объемом 15 м3 заливают 9593 л (91,2 мас.%) воды, подогретой до температуры 80°С, порциями добавляют 760 кг (6,9 мас.%) поливинилового спирта, тщательно перемешивают до полного растворения, циркулируя насосным агрегатом ЦА-320, не допускают вспенивания и образования крупных комков. В приготовленный раствор поливинилового спирта при перемешивании вводят 42,2 кг (0,4 мас.%) пудры алюминиевой. В отдельной емкости ТЭАТ-1 в количестве 63,4 кг (0,6 мас.%) растворяют в 60 л (0,6 мас.%) воды, подогретой до температуры 45°С. Этот раствор соединяют с раствором поливинилового спирта и далее добавляют 26,4 л (0,3 мас.%) ГКЖ-11, тщательно перемешивают. По отводу с задвижкой состав закачивают в скважину, предварительно закачав в нее буферную жидкость (техническую воду) в объеме 5 м3.9593 l (91.2 wt.%) Of water heated to a temperature of 80 ° C are poured into a 15 m 3 container, 760 kg (6.9 wt.%) Of polyvinyl alcohol are added in portions, mixed thoroughly until completely dissolved, circulating with a pump unit CA-320, do not allow foaming and the formation of large lumps. 42.2 kg (0.4 wt.%) Of aluminum powder is introduced into the prepared solution of polyvinyl alcohol with stirring. In a separate container TEAT-1 in the amount of 63.4 kg (0.6 wt.%) Is dissolved in 60 l (0.6 wt.%) Of water, heated to a temperature of 45 ° C. This solution is combined with a solution of polyvinyl alcohol and then 26.4 L (0.3 wt.%) GKZH-11 is added, mixed thoroughly. At the outlet with a valve, the composition is pumped into the well, after having previously pumped buffer liquid (process water) into it in a volume of 5 m 3 .
Завершив закачку, закрывают задвижку и скважину оставляют на отстой сроком на 6 ч для приобретения ВУС необходимых технологических свойств.Having completed the injection, the valve is closed and the well is left to sediment for a period of 6 hours to acquire the WCS of the necessary technological properties.
ВУС имеет следующие свойства: время гелеобразования τг=60 мин, адгезия к металлу Рм=0,13 МПа, прочность геля Р=0,007 МПа, кратность ВУС к=1,3, проницаемость по воде: до обработки 3,8 мкм2 - 10'3, после обработки - 0, коэффициент закупорки К=100%.HCL has the following properties: gel time τ g = 60 min, adhesion to metal P m = 0.13 MPa, gel strength P = 0.007 MPa, HCL ratio k = 1.3, water permeability: before treatment 3.8 μm 2 - 10 ' 3 , after processing - 0, clogging coefficient K = 100%.
Проводят работы по изоляции водопритоков на скважине №1008 месторождения Медвежье.Work is underway to isolate water inflows at well No. 1008 of the Medvezhye deposit.
Исходные данныеInitial data
Объем ВУС для изоляции VВУС рассчитывают по формулеThe volume of VUS for isolation VVUS calculated by the formula
VВУС=0,785·(D2-d2)·h·m·kз,V WCS = 0.785 · (D 2 -d 2 ) · h · m · k s ,
где D - диаметр зоны изоляции, м;where D is the diameter of the insulation zone, m;
h - мощность изолируемого интервала, м;h is the power of the isolated interval, m;
m - средняя открытая пористость продуктивного пласта;m is the average open porosity of the reservoir;
kз - коэффициент заполнения порового пространства изолируемого интервала, kз***0,40-0,45.k s - fill factor of the pore space of the isolated interval, k s *** 0.40-0.45.
СледовательноHence
V=0,785·(2,02-0,2192)·6·0,32·0,45=2,7 м3.V = 0.785 · (2.0 2 -0.219 2 ) · 6 · 0.32 · 0.45 = 2.7 m 3 .
Готовят 2,7 м3 ВУС плотностью 1000 кг/м3 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Prepare 2.7 m 3 WCS with a density of 1000 kg / m 3 in the following ratio of ingredients, wt.%:
В емкость объемом 5 м3 заливают 2,46 м3 (91,2 мас.%) воды, подогретой до температуры 80°С, порциями добавляют 186,3 кг (6,9 мас.%) поливинилового спирта, тщательно перемешивают до полного растворения, циркулируя насосным агрегатом ЦА-320, не допуская вспенивания и образования крупных комков. В приготовленный раствор поливинилового спирта при перемешивании вводят 10,8 кг (0,4 мас.%) пудры алюминиевой. В отдельной емкости ТЭАТ-1 в количестве 16,2 кг (0,6 мас.%) растворяют в 16,2 л (0,6 мас.%) воды, подогретой до температуры 45°С. Этот раствор соединяют с раствором поливинилового спирта и далее добавляют 8,1 л (0,3 мас.%) ГКЖ-11, тщательно перемешивают.2.46 m 3 (91.2 wt.%) Of water heated to a temperature of 80 ° C is poured into a container of 5 m 3 capacity, 186.3 kg (6.9 wt.%) Of polyvinyl alcohol are added in portions, mixed thoroughly until complete dissolution, circulating by the CA-320 pumping unit, preventing foaming and the formation of large lumps. In the prepared solution of polyvinyl alcohol, 10.8 kg (0.4 wt.%) Of aluminum powder is introduced with stirring. In a separate container TEAT-1 in the amount of 16.2 kg (0.6 wt.%) Is dissolved in 16.2 l (0.6 wt.%) Of water, heated to a temperature of 45 ° C. This solution is combined with a solution of polyvinyl alcohol and 8.1 L (0.3 wt.%) GKZH-11 is added, mixed thoroughly.
Закачку ВУС в скважину осуществляют при помощи цементировочного агрегата ЦА-320 М при 2-й или 3-й передачах (диаметр втулок Dвт=100 мм). Общее время закачки изоляционного состава рассчитывают по формулеThe VUS is injected into the well using a cementing unit ЦА-320 M in 2nd or 3rd gears (diameter of bushings D W = 100 mm). The total injection time of the insulation composition is calculated by the formula
T=V/Q,T = V / Q,
где Q - производительность агрегата ЦА-320 Q на данной передаче, м3/с.where Q is the performance of the CA-320 Q unit in this gear, m 3 / s.
При 2-й передаче агрегата: Т=2,7/0,003=900 с=15 мин.In 2nd gear unit: T = 2.7 / 0.003 = 900 s = 15 min.
При 3-й передаче агрегата: Т=2,7/0,0058=466 с=7,76 мин.With 3rd gear unit: T = 2.7 / 0.0058 = 466 s = 7.76 min.
Объем продавочной жидкости, необходимой для продавливания изоляционного состава в обводненный пласт, рассчитывают по формуле Vпр=0,785·[d2 нкт·Lнкт+d2 в·(Lп-Lнкт)]The volume of displacement fluid required for forcing the insulating composition in water cut is calculated using the formula V ave = 0,785 · [d 2 · L CNT CNT + d 2 · (L n -L CNT)]
где dнкт - внутренний диаметр насосно-компрессорных труб, м;where d tubing is the inner diameter of the tubing, m;
lнкт - глубина подвески насосно-компрессорных труб, м;l tubing - the suspension depth of the tubing, m;
Dв - внутренний диаметр эксплуатационной обсадной колонны, м;D in - the inner diameter of the operational casing string, m;
Lп - верхняя отметка интервала перфорации, м. dнкт=0,078 м, Lнкт=1129 м, dв'=0,203 м, Lп=1133 м. Следовательно, Vпр=0,785·[0,0782·1129+0,2032·(133-1129)]=5,52 м3. Время продавливания изоляционного состава в скважину составляет:L p - the upper mark of the perforation interval, m. D tubing = 0.078 m, L tubing = 1129 m, d in ' = 0.203 m, L p = 1133 m. Therefore, V pr = 0.785 · [0.078 2 · 1129 + 0, 2032 · (133-1129)] = 5.52 m 3 . The time for pushing the insulating composition into the well is:
при 2-й передаче агрегата: Тпр=5,52/0,003=1840 с=30,66 мин; при 3-й передаче агрегата: Т=5,52/0,0058=952 с=15,86 мин.at 2nd gear unit: T ave = 5.52 / 0.003 = 1840 c = 30.66 min; at the 3rd gear of the unit: T = 5.52 / 0.0058 = 952 s = 15.86 min.
ВУС имеет следующие свойства: τг=60 мин, Рм,=0,13 МПа, Р=0,007 МПа, к=1,3, проницаемость по воде: до обработки 3,8 мкм2·10-3, после обработки - 0, К=100%. Примеры (лабораторные).The WCS has the following properties: τ g = 60 min, P m, = 0.13 MPa, P = 0.007 MPa, k = 1.3, water permeability: before treatment 3.8 μm 2 · 10 -3 , after treatment - 0, K = 100%. Examples (laboratory).
Пример №1.Example No. 1.
Для приготовления 1000 г ВУС в 900 г (90 мас.%) воды растворяют на водяной бане 29 г (2,9 мас.%) поливинилового спирта. В водный раствор поливинилового спирта при перемешивании вводят 1 г (0,1 мас.%) пудры алюминиевой. Отдельно в 66 г (6,6 мас.%) воды растворяют 3 г (0,3 мас.%) ТЭАТ-1. Этот раствор соединяют с раствором поливинилового спирта, перемешивают и далее добавляют 0,84 мл (0,1 мас.%) ГКЖ-11. Перемешивают. Оставляют для наблюдения за временем образования геля, а по истечении 24 ч определяют его свойства.To prepare 1000 g of WCS in 900 g (90 wt.%) Of water, 29 g (2.9 wt.%) Of polyvinyl alcohol are dissolved in a water bath. In an aqueous solution of polyvinyl alcohol, 1 g (0.1 wt.%) Of aluminum powder is introduced with stirring. Separately, 66 g (6.6 wt.%) Of water are dissolved in 3 g (0.3 wt.%) Of TEAT-1. This solution is combined with a solution of polyvinyl alcohol, stirred and then 0.84 ml (0.1 wt.%) GKZH-11 is added. Mixed. Leave to observe the gel formation time, and after 24 hours determine its properties.
ВУС имеет следующие свойства: τг=90 мин, Рм=0,10 МПа, Р=0,0048 МПа, к=1,1, проницаемость по воде: до обработки 4,0 мкм2·10-3, после обработки 0,012 мкм2·10-3, К=99,7%. Адгезионные свойства образующегося полимерного материала с поверхностью металла определяли по известной методике (Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых М.Ф. Справочное руководство по тампонажным материалам. М.: Недра, 1987, с.350-353.).The WCS has the following properties: τ g = 90 min, P m = 0.10 MPa, P = 0.0048 MPa, k = 1.1, water permeability: before treatment 4.0 μm 2 · 10 -3 , after treatment 0.012 μm 2 · 10 -3 , K = 99.7%. The adhesive properties of the resulting polymer material with a metal surface were determined by a known method (Danyushevsky BC, Aliev PM, Tolstykh MF. Reference manual for grouting materials. M: Nedra, 1987, p. 350-353.).
Прочность определяли по методике (Попов Л.Н, Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учебн. Пособие. М.: ИНФА-М, 2005, с.146-148).Strength was determined by the method (Popov L.N., Popov N.L. Laboratory work in the discipline "Building materials and products": Textbook. Manual. M.: INFA-M, 2005, p.146-148).
Исследование закупоривающей способности кернов основывается на разработанных в ОАО «СевКавНИПИгаз» методиках формирования и испытания сцементированных проницаемых песчаных кернов. Исследования проводились на усовершенствованной установке УИПК-1М [Универсальная установка для испытания газопроницаемости керна / В.Г.Мосиенко, Р.А.Гасумов, С.В.Нерсесов // Сб. науч. Тр. ВНИИгаз. - 1997. - С.54-56.].The study of core plugging ability is based on the methods developed by SevKavNIPIgaz for the formation and testing of cemented permeable sand cores. The studies were carried out on an advanced installation UIPK-1M [Universal installation for testing the gas permeability of core / V.G. Mosienko, R.A. Gasumov, S.V. Nersesov // Sat. scientific Tr. VNIIgaz. - 1997. - S. 54-56.].
Кратность ВУС определяли как отношение объема ВУС после введения газовыделяющих добавок к его первоначальному объему (Практикум по коллоидной химии: Учебное пособие / под. ред. М.И.Гельфмана - Спб.: «Лань», 2005. - с.211-218).The multiplicity of WCS was determined as the ratio of the volume of the WCS after the introduction of gas-releasing additives to its initial volume (Workshop on colloid chemistry: Textbook / edited by M.I. Gelfman - St. Petersburg: "Lan", 2005. - p. 211-218) .
Пример №2.Example No. 2.
Готовят 1000 г ВУС, г/мас.%:Prepare 1000 g of VUS, g / wt.%:
Проводят все операции как в примере 1. ВУС имеет следующие свойства: τг=75 мин, Рм=0,12 МПа, Р=0,0056 МПа, к=1,2, проницаемость по воде: до обработки 3,9 мкм2·10-3, после обработки - 0, К=100%.All operations are performed as in example 1. The WCS has the following properties: τ g = 75 min, P m = 0.12 MPa, P = 0.0056 MPa, k = 1.2, water permeability: before treatment 3.9 μm 2 · 10 -3 , after processing - 0, K = 100%.
Пример №3.Example No. 3.
Готовят 100 г ВУС, г/мас.%:Prepare 100 g WCS, g / wt.%:
Проводят все операции как в примере 1.All operations are carried out as in example 1.
ВУС имеет следующие свойства: τг=60 мин, Рм=0,13 МПа, Р=0,007 МПа, к=1,3 проницаемость по воде: до обработки 3,8 мкм2·10-3, после обработки - 0, К=100%.WCS has the following properties: τ g = 60 min, P m = 0.13 MPa, P = 0.007 MPa, k = 1.3 water permeability: before treatment 3.8 μm 2 · 10 -3 , after treatment - 0, K = 100%.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условиям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость», то есть является патентоспособным.Thus, the claimed technical solution meets the conditions of "novelty", "inventive step" and "industrial applicability", that is, is patentable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116076/03A RU2380394C2 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Viscous elastic composition for borehole operations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116076/03A RU2380394C2 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Viscous elastic composition for borehole operations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008116076A RU2008116076A (en) | 2009-10-27 |
RU2380394C2 true RU2380394C2 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=41352720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008116076/03A RU2380394C2 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Viscous elastic composition for borehole operations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380394C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486226C1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Viscoelastic composition for sealing influx of water into well |
RU2520190C1 (en) * | 2013-02-12 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Isolation method of water influxes to well |
RU2554656C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Method of bottomhole zone treatment in productive reservoir of gas well |
RU2811109C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Polymer composition for water isolation |
-
2008
- 2008-04-23 RU RU2008116076/03A patent/RU2380394C2/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486226C1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Viscoelastic composition for sealing influx of water into well |
RU2520190C1 (en) * | 2013-02-12 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Isolation method of water influxes to well |
RU2554656C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Method of bottomhole zone treatment in productive reservoir of gas well |
RU2811109C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" | Polymer composition for water isolation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008116076A (en) | 2009-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2380394C2 (en) | Viscous elastic composition for borehole operations | |
RU2295554C1 (en) | Plugging material and a method for preparation thereof | |
RU2385894C1 (en) | METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3 | |
CN103911139B (en) | Capsule parcel solid hydrochloric acid preparation method | |
CN102827590B (en) | High-efficiency semi-permeable membrane inhibitor for drilling fluid and preparation method thereof | |
RU2377390C1 (en) | Method of insulating flow of water into well | |
RU2600576C1 (en) | Method of making plugging material for repair-isolation operations in oil and gas wells | |
EA010638B1 (en) | Water-based drilling fluids using latex additives | |
RU2373388C2 (en) | Method for insulation of bottom water influx in gas wells | |
AU2012301442A1 (en) | Carbon dioxide-resistant Portland based cement composition | |
EP2751220A1 (en) | Carbon dioxide-resistant portland based cement composition | |
CN114198052B (en) | Method for improving cementing strength of two interfaces of marine natural gas hydrate stratum well cementation | |
RU2271444C1 (en) | Method for water-permeable reservoir isolation | |
RU2405926C1 (en) | Method for doing repair-isolation works under conditions of intense absorption | |
RU2411278C1 (en) | Composition for restricting inflow of water into wells | |
RU2319723C1 (en) | Water-shutoff composition | |
CN109942252B (en) | Cement gel material and preparation method and application thereof | |
RU2374294C1 (en) | Waterproof composition | |
RU2396419C1 (en) | Method for isolation of water production to producing oil wells | |
CN107118752B (en) | Curable foaming plugging agent | |
RU2412975C1 (en) | Composition for sealing influx of water into well | |
RU2798450C1 (en) | Water-repellent composition to limit water inflows | |
RU2798371C1 (en) | Gel-forming composition for isolation of water inflows in gas wells | |
RU2340648C1 (en) | Grouting material for repair-insulating works in well | |
RU2258136C1 (en) | Sand carrier for hydraulic fracturing of formation |