RU2436827C2 - Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well - Google Patents
Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436827C2 RU2436827C2 RU2010102560/03A RU2010102560A RU2436827C2 RU 2436827 C2 RU2436827 C2 RU 2436827C2 RU 2010102560/03 A RU2010102560/03 A RU 2010102560/03A RU 2010102560 A RU2010102560 A RU 2010102560A RU 2436827 C2 RU2436827 C2 RU 2436827C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- grade
- epoxy resin
- thermal source
- edos
- Prior art date
Links
Landscapes
- Epoxy Resins (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к композициям термоисточника, применяемого самостоятельно или в устройствах для термоимплозионной обработки призабойной зоны скважины.The invention relates to the oil industry, in particular to compositions of a heat source used alone or in devices for thermoimplosion processing of the bottomhole zone of a well.
Термоисточники выполняют из сгораемого композиционного материала на основе аммиачной селитры и полимерного горючего со специальными добавками. Устройства, в которых используют такие композиции термоисточника, описаны в [1, 2, 3, 4] и состоят из герметичной воздушной камеры с атмосферным давлением, диафрагмы и приемной камеры с размещенным в ней сгораемым твердым композиционным материалом, которую в литературе называют термоисточником [1].Thermal sources are made of combustible composite material based on ammonium nitrate and polymer fuel with special additives. Devices that use such thermal source compositions are described in [1, 2, 3, 4] and consist of a sealed air chamber with atmospheric pressure, a diaphragm and a receiving chamber with a combustible solid composite material placed in it, which is referred to in the literature as a thermal source [1 ].
Известна композиция термоисточника [2], состоящая из двух частей, причем первая часть обращена к воздушной камере и сформирована из прочной с малогазовым выделением при сгорании композиции. Вторая часть является основной и сформирована из газогенерирующей при сгорании композиции. В качестве последней использован состав на основе гранулированной аммиачной селитры и эпоксидной смолы при следующих соотношениях компонентов, мас.%: аммиачная селитра гранулированная марки Б - 72, бихромат калия - 5, эпоксидная смола ЭД-20 с отвердителем ПЭПа (в соотношении 10:1) - 23. Преимуществом этой композиции термоисточника является то, что она является недетонационноспособной, повышающей ее безопасную эксплуатацию, а также состоит из недефицитных, имеющих широкую сырьевую базу компонентов.A known composition of a thermal source [2], consisting of two parts, the first part facing the air chamber and formed from a solid with low-gas emission during combustion of the composition. The second part is the main one and is formed from a gas-generating composition during combustion. As the latter, a composition based on granular ammonium nitrate and epoxy was used with the following component ratios, wt.%: Granular ammonium nitrate, grade B - 72, potassium dichromate - 5, epoxy resin ED-20 with PEP hardener (in a 10: 1 ratio) - 23. The advantage of this composition of the heat source is that it is non-detonating, increasing its safe operation, and also consists of non-deficient components with a wide raw material base.
Недостатком известной композиции термоисточника является ее сравнительно низкая температура горения, составляющая 99°С, что не позволяет продуктам сгорания ее в достаточной мере прогреть и расплавить вязкие и с высоким содержанием асфальтено-смолистые закупоривающие отложения в каналах и порах призабойной зоны пласта с трудноизвлекаемой нефтью. Другим недостатком этой композиции, кроме того, является то, что изготовленный из нее материал термоисточника имеет сравнительно малую прочность на сжатие, составляющая около 20 МПа, что ограничивает ее применение при забойных давлениях в забое скважины, превышающих 20 МПа.A disadvantage of the known composition of the heat source is its relatively low combustion temperature of 99 ° C, which does not allow its combustion products to sufficiently heat and melt viscous and high-content asphaltene-resinous plugging deposits in the channels and pores of the bottomhole formation zone with hard to recover oil. Another disadvantage of this composition, in addition, is that the heat source material made from it has a relatively low compressive strength of about 20 MPa, which limits its use at bottomhole pressures in the bottom of the well in excess of 20 MPa.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является композиция, в которой в качестве основной (второй) части термоисточника [3 или аналогичный 4] использован состав на основе гранулированной аммиачной селитры и эпоксидной смолы при следующих соотношениях компонентов, мас.%: аммиачная селитра гранулированная марки Б 70-74, бихромат калия 3-5, эпоксидная смола марки ЭД-20 19,5-21,5, пластификатор марки ЭДОС (ТУ 2493-003-13004749-93) 1,5-2,0, отвердитель Агидол марки АФ-2М (ТУ 38,302-16-378-90) 3,5-4,5. Преимуществом композиции-прототипа является то, что она является недетонационноспособной, а также возможность получения из нее основного газогенерирующего при сгорании термоисточника с более высокой прочностью на сжатие, составляющей 40 МПа, благодаря использованию современных пластификатора и отвердителя эпоксидной смолы.Closest to the proposed invention is a composition in which, as the main (second) part of the heat source [3 or similar 4], a composition based on granular ammonium nitrate and epoxy resin is used in the following ratios of components, wt.%: Granulated ammonium nitrate, grade B 70- 74, potassium dichromate 3-5, epoxy resin brand ED-20 19.5-21.5, plasticizer brand EDOS (TU 2493-003-13004749-93) 1.5-2.0, hardener Agidol brand AF-2M ( TU 38.302-16-378-90) 3.5-4.5. The advantage of the prototype composition is that it is non-detonating, as well as the possibility of obtaining from it the main gas-generating heat source with combustion with higher compressive strength of 40 MPa, thanks to the use of modern plasticizer and hardener of epoxy resin.
Недостатком композиции термоисточника по прототипу является низкая температура во фронте горения (990°С), не позволяющая в достаточной мере при сгорании ее в условиях скважинной жидкой среды прогреть и расплавить высоковязкие и с высоким содержанием асфальтено-смолистые закупоривающие отложения в каналах и порах призабойной зоны пласта с трудноизвлекаемой нефтью, составляющей большой объем на месторождениях России. В предлагаемом изобретении решается задача повышения температуры горения композиции термоисточника, способствующего более глубокому прогреву и расплавлению закупоривающих каналы и поры отложений в призабойной зоне пласта и тем самым улучшающим его коллекторские свойства. При этом ставится также цель достижения уровня прочности на сжатие материала композиции не ниже, чем для материала композиции по прототипу. Задача решается тем, что в композиции термоисточника для обработки призабойной зоны скважины, включающей аммиачную селитру гранулированую марки Б, бихромат калия, эпоксидную смолу марки ЭД-20, пластификатор марки ЭДОС и отвердитель Агидол марки АФ-2М, согласно изобретению композиция дополнительно содержит в качестве компонентов, повышающих прочность на сжатие материала композиции и температуру его горения, смесь порошков алюминия дисперсностью не более 50 мкм и азотнокислого бария дисперсностью не более 0,5 мм при следующих соотношениях компонентов композиции, мас.%:The disadvantage of the composition of the heat source according to the prototype is the low temperature in the combustion front (990 ° C), which does not allow sufficient heating and melting of highly viscous and high-content asphaltene-resinous plugging deposits in the channels and pores of the bottom-hole formation zone when it is burned in a borehole fluid medium with hard-to-recover oil, which is a large volume in Russian fields. The present invention solves the problem of increasing the temperature of the combustion of the composition of the heat source, contributing to a deeper heating and melting of the clogging channels and pores of deposits in the bottomhole formation zone and thereby improving its reservoir properties. In this case, the goal is also to achieve the level of compressive strength of the composition material not lower than for the composition material of the prototype. The problem is solved in that in the composition of the heat source for treating the bottom hole of the well, including granulated ammonium nitrate of grade B, potassium dichromate, epoxy resin of grade ED-20, plasticizer of EDOS grade and hardener Agidol of grade AF-2M, according to the invention, the composition additionally contains as components that increase the compressive strength of the material of the composition and its burning temperature, a mixture of aluminum powders with a dispersion of not more than 50 microns and barium nitrate with a dispersion of not more than 0.5 mm in the following ratios Components of the composition, wt.%:
Сущность изобретения. Для создания композиции термоисточника с повышенной температурой горения и прочностью ее материала за основу исходной рецептуры выбран состав композиции-прототипа, материал из которой является недетонационноспособным, т.е. обладает высокой безопасностью (класс опасности 4.1), доступностью и дешевизной компонентов, прошел широкомасштабную проверку в разнообразных условиях на нескольких тысячах скважин в качестве термоисточника для термоимплозионной обработки призабойной зоны пласта.SUMMARY OF THE INVENTION To create a composition of a heat source with an increased combustion temperature and the strength of its material, the composition of the prototype composition was selected as the basis of the initial formulation, the material from which is non-detonative, i.e. it has high safety (hazard class 4.1), availability and low cost of components, has passed large-scale testing in a variety of conditions at several thousand wells as a thermal source for thermoimplosion treatment of the bottom-hole formation zone.
Для повышения температуры горения обычно в состав вводят высококалорийную металлическую добавку, в частности для этой цели используют алюминиевый порошок. Алюминий, однако, плохо химически взаимодействует с сравнительно слабым окислителем - аммиачной селитрой. Для повышения активности химической реакции сгорания алюминия наиболее целесообразно ввести в рецептуру состава также добавку нитрата бария, который, как показали экспериментальные исследования, весьма активно химически взаимодействует с алюминием. В результате этого значительно повышается температура горения, при которой и аммиачная селитра начинает более активно разлагаться и взаимодействует с компонентами композиции. Как показали экспериментальные исследования, оптимальным массовым соотношением для смеси алюминия с азотнокислым барием являются значение, при котором достигается их стехиометрия, т.е. обеспечивается полнота сгорания смеси этих компонентов.To increase the combustion temperature, a high-calorie metal additive is usually introduced into the composition, in particular, aluminum powder is used for this purpose. Aluminum, however, reacts poorly chemically with a relatively weak oxidizing agent - ammonium nitrate. To increase the activity of the chemical reaction of combustion of aluminum, it is most advisable to add an addition of barium nitrate to the formulation, which, as shown by experimental studies, reacts very actively with aluminum. As a result of this, the combustion temperature rises significantly, at which ammonium nitrate also begins to decompose more actively and interacts with the components of the composition. As experimental studies have shown, the optimal mass ratio for a mixture of aluminum with barium nitrate is the value at which their stoichiometry is achieved, i.e. the completeness of combustion of a mixture of these components is ensured.
С другой стороны, для полноты их сгорания необходимо, чтобы эти компоненты в наибольшей мере контактировали друг с другом в композиции. Это достигается за счет использования наиболее высокодисперсного алюминиевого порошка, выпускаемого промышленностью, в частности марки АСД-4, дисперсность которого составляет не более 50 мкм. При этом приготовление композиции предусматривает предварительное смешение этих двух компонентов так, чтобы высокодисперсные частицы алюминия распределялись на поверхностях более крупных частиц азотнокислого бария, имеющего достаточную дисперсность, но не более 0,5 мм. Затем эта смесь порошков смешивается с жидким эпоксидным компаундом, состоящим из эпоксидной смолы марки ЭД-20, пластификатора марки ЭДОС и отвердитель Агидол марки АФ-2М. К этой смеси на завершающей стадии вводят заранее подготовленную смесь порошков аммиачной селитры и бихромата калия.On the other hand, to complete their combustion, it is necessary that these components are in maximum contact with each other in the composition. This is achieved through the use of the finest aluminum powder produced by the industry, in particular the ASD-4 brand, whose dispersion is not more than 50 microns. Moreover, the preparation of the composition involves preliminary mixing of these two components so that finely dispersed aluminum particles are distributed on the surfaces of larger particles of barium nitrate, having a sufficient dispersion, but not more than 0.5 mm. Then this mixture of powders is mixed with a liquid epoxy compound consisting of an epoxy resin of the ED-20 grade, a plasticizer of the EDOS grade and an Agidol hardener of the AF-2M grade. To this mixture, at the final stage, a previously prepared mixture of powders of ammonium nitrate and potassium dichromate is introduced.
Предлагаемая композиция термоисточника имеет температуру горения, равную 2360°С, что в 2,2 раза превосходит этот показатель для композиции-прототипа. Скорость горения материала в ПВХ-корпусе термоисточника в жидкой среде, приближенной к скважинным условиям, при давлении 0,5 МПа равен 0,6 мм/с, при 5,0 МПа - 2,5 мм/с и при 10,0 МПа - 5 мм/с. Эти данные по скорости горения находятся на уровне показателей для композиции-прототипа. Экспериментальные данные по чувствительности композиции к удару, определенной по стандартной методике, показали, что предложенная композиция является недетонационноспособной и относится к классу опасности 4.1 - легковоспламеняющиеся вещества. Прочность на сжатие материала композиции составляет 46 МПа, что на 15% превышает эту характеристику для композиции-прототипа. Работоспособность предлагаемой композиции проверена путем изготовления из нее натурного (10 кг) опытного образца термоисточника. Испытания, проведенные на скважине II Кереметьевской площади показали, что термоисточник устойчиво сгорает даже при низком забойном давлении, равном 3,9 атм, продолжительностью около 15 минут, в течение которой температура скважинной жидкости в интервалах обработки (950-955 м) достигалась и сохранялась постоянной, равной 117°С. В середине этого периода температурного воздействия давление в забое поднялось до 7,9 атм и в конце обработки составило 5,1 атм. Объем притока жидкости из пласта увеличился в три раза. Это, по-видимому, указывает на вовлечение в приток ранее не затронутого участка нефти, где первоначальное давление сохранялось на более высоком уровне.The proposed composition of the heat source has a combustion temperature equal to 2360 ° C, which is 2.2 times higher than this indicator for the composition of the prototype. The burning rate of the material in the PVC housing of the heat source in a liquid medium close to the well conditions at a pressure of 0.5 MPa is 0.6 mm / s, at 5.0 MPa - 2.5 mm / s and at 10.0 MPa - 5 mm / s. These data on the burning rate are at the level of indicators for the composition of the prototype. Experimental data on the sensitivity of the composition to shock, determined by the standard method, showed that the proposed composition is non-detonative and belongs to hazard class 4.1 - flammable substances. The compressive strength of the composition material is 46 MPa, which is 15% higher than this characteristic for the prototype composition. The performance of the proposed composition was verified by manufacturing from it a full-scale (10 kg) prototype of a thermal source. Tests conducted at well II of Keremetevskaya Square showed that the heat source burns steadily even at a low bottomhole pressure of 3.9 atm, lasting about 15 minutes, during which the temperature of the wellbore fluid in the processing intervals (950-955 m) was reached and kept constant equal to 117 ° C. In the middle of this period of temperature exposure, the pressure in the face increased to 7.9 atm and at the end of the treatment amounted to 5.1 atm. The volume of fluid flow from the reservoir has tripled. This, apparently, indicates the involvement in the inflow of a previously unaffected section of oil, where the initial pressure was maintained at a higher level.
Таким образом, предлагаемая композиция термоисточника позволяет эффективно производить обработку призабойной зоны пласта с трудноизвлекаемой высоковязкой нефтью и с истощенным пластовым давлением, при этом достигается продолжительное (до 15 минут) высокотемпературное (до 120°С) воздействие, что не удается существующими средствами обработки скважин.Thus, the proposed composition of the heat source allows efficiently treating the bottom-hole zone of the formation with hard-to-recover highly viscous oil and with depleted reservoir pressure, while achieving a long-term (up to 15 minutes) high-temperature (up to 120 ° C) effect, which is not possible with the existing well treatment facilities.
Источники информацииInformation sources
1. И.Ф.Садыков и др. Основные результаты разработки и внедрения новых экспресс-технологий термоимплозионной и перфорационно-имплозионной обработки малодебитных скважин. НТВ «Каротажник», Тверь: Изд. АИС, 2001. Вып.86, с.57-60.1. I.F.Sadykov et al. The main results of the development and implementation of new express technologies for thermoimplosion and perforation-implosion treatment of low-yield wells. NTV "Logger", Tver: Ed. AIS, 2001. Vol. 86, p. 57-60.
2. Патент РФ №2075597, кл. Е21В 43/25, опубл. 20.03.97, Бюл. №8.2. RF patent No. 2075597, cl. ЕВВ 43/25, publ. 03/20/97, Bull. Number 8.
3. Патент РФ №2138630, кл. 6Е21В 43/18, опубл. 27.09.1999, Бюл. №27.3. RF patent №2138630, cl. 6E21B 43/18, publ. 09/27/1999, Bull. Number 27.
4. Патент РФ №2313663, кл. Е21В 43/18, С09K 8/70, опубл. 27.12.2007, Бюл. №36.4. RF patent No. 2313663, cl. Е21В 43/18, С09K 8/70, publ. 12/27/2007, Bull. Number 36.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010102560/03A RU2436827C2 (en) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010102560/03A RU2436827C2 (en) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010102560A RU2010102560A (en) | 2011-08-10 |
RU2436827C2 true RU2436827C2 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=44753986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010102560/03A RU2436827C2 (en) | 2010-01-26 | 2010-01-26 | Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436827C2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487237C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Device for treatment of bottomhole formation zone of a well and method for treatment of bottomhole formation zone of well |
RU2492319C1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-10 | Марат Ильгизович Садыков | Heat source for thermal-gas-hydraulic rupture of bed |
RU2496975C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-27 | Руслан Шамилевич Гарифуллин | Device for treatment of bottom-hole formation zone of oil well |
RU2588523C1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм" | Device for treatment of bottom-hole zone |
RU2683467C1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-03-28 | Марат Ильгизович Садыков | Thermal source for thermogasdynamic fracturing |
RU2721544C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-20 | Марат Ильгизович Садыков | Device for thermo-implosion processing of oil wells |
-
2010
- 2010-01-26 RU RU2010102560/03A patent/RU2436827C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492319C1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-10 | Марат Ильгизович Садыков | Heat source for thermal-gas-hydraulic rupture of bed |
RU2487237C1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Device for treatment of bottomhole formation zone of a well and method for treatment of bottomhole formation zone of well |
RU2496975C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-27 | Руслан Шамилевич Гарифуллин | Device for treatment of bottom-hole formation zone of oil well |
RU2588523C1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм" | Device for treatment of bottom-hole zone |
RU2683467C1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-03-28 | Марат Ильгизович Садыков | Thermal source for thermogasdynamic fracturing |
RU2721544C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-20 | Марат Ильгизович Садыков | Device for thermo-implosion processing of oil wells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010102560A (en) | 2011-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2436827C2 (en) | Composition of thermal source for treatment of bottomhole zone of well | |
US8739872B1 (en) | Lost circulation composition for fracture sealing | |
EP2961810B1 (en) | Lost circulation composition for fracture sealing | |
IT8022137A1 (en) | Lightweight cement and cementation process using said cement | |
PE20100621A1 (en) | DRILLING FLUID WITH REDUCED ABRASIVITY | |
RU2664913C1 (en) | Pyrotechnic signal composition | |
CN107540260B (en) | Low-temperature cement early strength agent for well cementation and cement containing low-temperature cement early strength agent | |
US2469353A (en) | Cementing earth bores | |
RU2703204C1 (en) | Explosive composition | |
RU2369592C1 (en) | Pyrotechnic composition for formation of smoke masking curtain | |
RU2528257C1 (en) | Pyrotechnic signal composition | |
RU2386026C2 (en) | Treatment method of wellbore | |
US3214308A (en) | Thermally stable propellant powders containing powdered polymeric materials and perchlorates | |
RU2549865C1 (en) | Pyrotechnic composition of colour of fire | |
US3332245A (en) | Method for injecting the components of a phenoplastic resin into slightly watertight grounds | |
US9856181B1 (en) | Perchlorate-free red pyrotechnic illuminant compositions | |
RU2513919C2 (en) | Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition | |
US10155701B2 (en) | O-chlorobenzylidene malononitrile (CS) based self-combustible pyrotechnic compositions which have low ignition temperatures | |
RU2540626C1 (en) | Pyrotechnic composition of red signal light | |
RU2325204C1 (en) | Aerosol-forming and flame-arresting composition | |
RU2425821C1 (en) | Gas generating composition | |
RU2259987C1 (en) | Gas-generation composition | |
CN103131114B (en) | A kind of composite expansion type flame-retardant thermoplastic elastomer composition and preparation method thereof | |
RU2281932C1 (en) | Block charge composition | |
WO2018066312A1 (en) | Smoke generating composition and smoke generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190127 |