RU2558558C1 - Well repair compound for oil and gas wells - Google Patents
Well repair compound for oil and gas wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558558C1 RU2558558C1 RU2014120883/03A RU2014120883A RU2558558C1 RU 2558558 C1 RU2558558 C1 RU 2558558C1 RU 2014120883/03 A RU2014120883/03 A RU 2014120883/03A RU 2014120883 A RU2014120883 A RU 2014120883A RU 2558558 C1 RU2558558 C1 RU 2558558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- composition
- acetone
- urethane
- vegetable oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано при проведении подземного ремонта эксплуатационных нефтяных и газовых скважин.The present invention relates to the field of hydrocarbon production and can be used in underground repairs of oil and gas production wells.
Распространенным способом ремонтных работ в скважине является извлечение скважинного оборудования и закачка в скважину приготовляемых на поверхности состава или реагентов с различными добавками.A common method of repair work in the well is to extract the downhole equipment and inject into the well the composition or reagents with various additives prepared on the surface.
Анализ существующих составов и технологий показал следующие варианты [1-7]. Недостатком существующих составов является низкая проникающая способность в поры и трещины породы, преждевременная полимеризация, сложность и трудоемкость приготовления из-за наличия в составе многих компонентов, плохие адгезионные свойства некоторых составов, токсичность используемых компонентов (экологически небезопасны), низкий предел прочности, вследствие чего данные составы имеют низкую эффективность.Analysis of existing compositions and technologies showed the following options [1-7]. The disadvantage of existing compositions is low penetration into the pores and cracks of the rock, premature polymerization, the complexity and complexity of the preparation due to the presence of many components, the poor adhesive properties of some compositions, the toxicity of the components used (environmentally unsafe), low tensile strength, as a result of which the data formulations have low efficiency.
Наиболее близким аналогом по составу и достигаемому эффекту принят состав, содержащий полиуретановый предполимер и воду, где состав дополнительно содержит углеводородный растворитель из ряда C3-C16, одноатомный первичный спирт из ряда C1-C5, аминоспирт из ряда C2-C4, нейтральный мелкодисперсный порошок, а в качестве полиуретанового предполимера - полиуретановый клей марки ВИЛАД-17 и воду. [8]The closest analogue in composition and effect achieved is a composition containing a polyurethane prepolymer and water, where the composition additionally contains a hydrocarbon solvent from the C3-C16 series, a monohydric primary alcohol from the C1-C5 series, an amino alcohol from the C2-C4 series, a neutral fine powder, and as a polyurethane prepolymer - polyurethane adhesive brand VILAD-17 and water. [8]
Недостатком известного состава является малое время структурообразования геля из-за наличия воды, что приводит к преждевременной полимеризации состава. Многокомпонентность состава усложняет процесс приготовления состава на поверхности перед закачкой в скважину. Также необходимы дополнительные затратные и трудоемкие работы по извлечению внутрискважинного оборудования для проведения химической обработки внутрискважинного интервала.A disadvantage of the known composition is the short gel formation time due to the presence of water, which leads to premature polymerization of the composition. The multicomponent composition complicates the process of preparing the composition on the surface before injection into the well. Also, additional costly and time-consuming work is required to extract the downhole equipment for chemical treatment of the downhole interval.
Указанные недостатки снижают технологическую эффективность состава для локальной герметизации затрубного и межколонного пространства, существенно ограничивают область использования для заявленной цели.These shortcomings reduce the technological efficiency of the composition for local sealing of the annulus and annulus, significantly limit the scope for use for the stated purpose.
Целью настоящего изобретения является упрощение работ и повышение качества ремонтных работ в нефтяных и газовых скважинах.The aim of the present invention is to simplify the work and improve the quality of repair work in oil and gas wells.
Поставленная цель достигается тем, что состав для ремонта нефтяных и газовых скважин, включающий уретановый предполимер, углеводородный растворитель и отвердитель, содержит в качестве уретанового предполимера гидрофобный уретановый предполимер, в качестве отвердителя - оксидированное растительное масло, в качестве углеводородного растворителя - органический растворитель, растворимый в ацетоне, или ацетон, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас. %:This goal is achieved in that the composition for repairing oil and gas wells, including a urethane prepolymer, a hydrocarbon solvent and a hardener, contains a hydrophobic urethane prepolymer as an urethane prepolymer, an oxidized vegetable oil as a hardener, and an organic solvent soluble in a hydrocarbon solvent. acetone, or acetone, or a mixture thereof in the following ratio of components, wt. %:
при первоначальной вязкости состава не более 200 сП и времени гелеобразования в пределах 120-1500 мин.with an initial viscosity of the composition of not more than 200 cP and gel time in the range of 120-1500 minutes
Сущность заявленного изобретения, предусматривающего, что предлагаемый состав для ремонта скважин содержит уретановый гидрофобный предполимер и указанные органический растворитель и отвердитель при указанных их соотношении, первоначальной вязкости и времени гелеобразования, состоит в том, что указанные компоненты при заявляемых их концентрациях обладают взаимной растворимостью, что позволяет получать гомогенную и маловязкую систему. Оксидированное растительное масло содержит в составе молекул масла реакционные группы, реагирующие с изоцианатными группами предполимера. Следствием этого процесса является образование полимерного продукта, прочность которого зависит от исходной концентрации указанного предполимера и оксидированного масла. В качестве органического растворителя используется ацетон, легкий углеводородный растворитель, растворимый в ацетоне, или их смесь. При этом требование к растворителю - полная взаимная растворимость в ацетоне. В качестве легкого углеводородного растворителя используется уайт-спирит, газовый конденсат или растворители под названием «нефрас». Оксидированное масло - отвердитель может быть получено термическим окислением растительного масла при температуре 150-250 oC кислородом воздуха. В качестве исходного масла целесообразно использовать льняное, подсолнечное или любое другое растительное масло, содержащее полиненасыщенные жирные кислоты. В качестве компонента ремонтного состава можно использовать готовый раствор окисленного растительного масла в углеводородном растворителе под торговым названием «олифа оксоль». В качестве сшивающего агента выбран уретановый гидрофобный предполимер торговой марки «Jowat». Указанный гидрофобный предполимер получают в результате взаимодействия изоцианата и многоатомных спиртов [-OROCONHR′NHCO-]n. Первоначальная вязкость состава не должна превышать 200 сП и может варьироваться в пределах до 200 сП, а время гелеобразования должно находиться в пределах 120-1500 мин для обеспечения возможности закачки состава в скважину и завершения работ в течение одних суток. Небольшая вязкость обеспечивает благоприятные условия для прокачиваемости состава в зоны и каналы негерметичности, а также в глубину пласта, если необходимо. Заявленный состав обеспечивает при реализации изобретения повышение эффективности ремонтно-изоляционных работ по изоляции каналов негерметичности цементного кольца, устранение негерметичности обсадной колонны, а также может быть использован для полной изоляции пласта от поступления в скважину жидкости и газа.The essence of the claimed invention, providing that the proposed composition for repairing wells contains a urethane hydrophobic prepolymer and the indicated organic solvent and hardener at their indicated ratio, initial viscosity and gel time, is that these components at the claimed concentrations have mutual solubility, which allows get a homogeneous and low viscosity system. Oxidized vegetable oil contains in the composition of the oil molecules reaction groups that react with the isocyanate groups of the prepolymer. The consequence of this process is the formation of a polymer product, the strength of which depends on the initial concentration of the specified prepolymer and oxidized oil. The organic solvent used is acetone, a light hydrocarbon solvent soluble in acetone, or a mixture thereof. In this case, the requirement for the solvent is the complete mutual solubility in acetone. White spirit, gas condensate or solvents called “nefras” are used as a light hydrocarbon solvent. Oxidized oil - hardener can be obtained by thermal oxidation of vegetable oil at a temperature of 150-250 o C with atmospheric oxygen. It is advisable to use linseed, sunflower or any other vegetable oil containing polyunsaturated fatty acids as the starting oil. As a component of the repair composition, you can use a ready-made solution of oxidized vegetable oil in a hydrocarbon solvent under the trade name "drying oil." As a cross-linking agent, a urethane hydrophobic prepolymer of the Jowat trademark was selected. The specified hydrophobic prepolymer is obtained by the interaction of isocyanate and polyhydric alcohols [-OROCONHR′NHCO-] n. The initial viscosity of the composition should not exceed 200 cP and can vary up to 200 cP, and the gelation time should be in the range of 120-1500 min to enable the composition to be pumped into the well and completed within one day. The low viscosity provides favorable conditions for the pumpability of the composition into the zones and channels of leakage, as well as into the depth of the reservoir, if necessary. The claimed composition provides, when implementing the invention, an increase in the efficiency of repair and insulation works on isolating the leakage channels of the cement ring, eliminating leaks in the casing string, and can also be used to completely isolate the formation from liquid and gas entering the well.
Пример 1Example 1
В данном примере приводятся результаты определения времени гелеобразования системы уретановый гидрофобный предполимер - оксидированное масло - углеводородный растворитель. Время гелеобразования должно быть регулируемым и находиться в пределах от 30 мин до нескольких часов, чтобы иметь возможность введения композиции в пласт через внутрискважинное оборудование. В лабораторных условиях проведено определение времени гелеобразования композиций уретанового предполимера, оксидированного растительного масла (олифа «Оксоль») и растворителя. В качестве растворителя были использованы смесь ацетона и уайт-спирита (опыты 1-10 в таблице 1), а также смесь газового конденсата с ацетоном (опыты 12-18). Результаты по продолжительности гелеобразования композиций уретановый предполимер - растительное (оксидированное) масло - растворитель представлены в таблице 1. Результаты показывают, что в широком диапазоне соотношений между уретановым предполимером, растительным оксидированным маслом и растворителем время гелеобразования соответствует условиям для закачки состава в скважину. Из представленных данных видно, что состав в заявляемых пределах обеспечивает соответствие начальной вязкости - не более 200 сП и времени гелеобразования в пределах 120-1500 мин заявляемым пределам, что обеспечивает успешное проведение ремонтных работ на скважине. Из результатов опыта №11, в котором использовано оксидированное не растительное, а минеральное масло, видно, что в этом случае гель не образуется.In this example, the results of determining the gelation time of the urethane hydrophobic prepolymer - oxidized oil - hydrocarbon solvent system are presented. The gelation time must be adjustable and be in the range from 30 minutes to several hours in order to be able to introduce the composition into the formation through downhole equipment. In laboratory conditions, the gelation time of the compositions of the urethane prepolymer, oxidized vegetable oil (oil "Oxol") and solvent was determined. The solvent used was a mixture of acetone and white spirit (experiments 1-10 in table 1), as well as a mixture of gas condensate with acetone (experiments 12-18). The gel duration of the urethane prepolymer - vegetable (oxidized) oil - solvent compositions is presented in Table 1. The results show that in a wide range of ratios between the urethane prepolymer, vegetable oxidized oil and solvent, the gel time corresponds to the conditions for pumping the composition into the well. From the presented data it can be seen that the composition within the claimed limits ensures compliance with the initial viscosity of not more than 200 cP and gel time within 120-1500 min to the declared limits, which ensures successful repair work at the well. From the results of experiment No. 11, in which the oxidized is not vegetable, but mineral oil, it is seen that in this case the gel does not form.
Для подтверждения возможности применения заявленного состава для герметизации заколонных перетоков проведены опыты 12-18, также проведены исследования прочностных свойств состава в пластовых условиях. Для этого несцементированный кварцевый песок помещали в емкость и заполняли поровый объем жидким раствором системы уретан - оксидированное растительное масло - органический растворитель. В качестве органического растворителя использовали смесь газового конденсата с ацетоном, смесь уайт-спирита с ацетоном. После отверждения выпиливали цилиндрический образец керна диаметром 30 мм и высотой 35-36 мм. Определили предел прочности на одноосное сжатие нагружением гидравлическим прессом. Прочность оценивали по величине давления, разрушающего образец. Результаты, представленные в опытах в таблице 1, показывают, что по прочностным свойствам образцы ремонтного материала находятся в пределах 1,4-3,9 МПа, что соответствует прочности песчаников.To confirm the possibility of using the claimed composition for sealing off-casing flows, experiments 12-18 were conducted, and the strength properties of the composition were studied in reservoir conditions. For this, non-cemented quartz sand was placed in a container and the pore volume was filled with a liquid solution of the urethane - oxidized vegetable oil - organic solvent system. A mixture of gas condensate with acetone and a mixture of white spirit and acetone were used as an organic solvent. After curing, a cylindrical core sample with a diameter of 30 mm and a height of 35-36 mm was cut. The uniaxial compression strength was determined by loading with a hydraulic press. Strength was evaluated by the pressure that destroys the sample. The results presented in the experiments in table 1 show that according to the strength properties of the samples of the repair material are in the range of 1.4-3.9 MPa, which corresponds to the strength of sandstones.
Пример 2Example 2
Для подтверждения свойств ремонтного состава был смоделирован процесс закачки реагента в пласт для блокирования каналов негерметичности. С этой целью изготовили состав на основе 1,5 г уретанового предполимера, 14 г углеводородного растворителя и 14 г оксидированого льняного масла при массовом соотношении, мас.%: 5 - уретановый предполимер, 47,5 - оксидированное растительное масло и 47,5 - углеводородный растворитель уайт-спирит с начальной вязкостью 98 сП и временем гелеобразования 130 мин. Далее состав закачивали в трубчатую модель пласта D=500 мм, L=30 мм и выдерживали в течение 24 часов. С одного торца трубчатой модели пласта осуществлялась подача давления гидравлическим насосом с продавкой водой, с другой - к основанию устанавливался запорный шаровой кран для регулирования сброса давления и герметизации нижнего основания модели пласта.To confirm the properties of the repair composition, the process of reagent injection into the reservoir was simulated to block leakage channels. For this purpose, a composition was prepared on the basis of 1.5 g of a urethane prepolymer, 14 g of a hydrocarbon solvent and 14 g of oxidized linseed oil in a mass ratio, wt.%: 5 - urethane prepolymer, 47.5 - oxidized vegetable oil and 47.5 - hydrocarbon white spirit solvent with an initial viscosity of 98 cP and a gelation time of 130 minutes Next, the composition was pumped into a tubular reservoir model D = 500 mm, L = 30 mm and kept for 24 hours. From one end of the tubular model of the reservoir, pressure was applied by a hydraulic pump with a supply of water, and on the other, a shut-off ball valve was installed to the base to regulate pressure relief and seal the lower base of the reservoir model.
После реагирования состава проводили нагнетание водой в модель пласта гидравлическим насосом при постоянной объемной скорости подачи воды и заданном давлении 40 атм, приближенным к пластовому давлению.After the reaction of the composition, water was injected into the reservoir model with a hydraulic pump at a constant volumetric water flow rate and a given pressure of 40 atm, close to the reservoir pressure.
После нагнетания давления до 40 атм открывали нижний шаровой кран для определения герметичности канала.After injection of pressure to 40 atm, the lower ball valve was opened to determine the tightness of the channel.
Измерения перепада давления производили на образцовом манометре. В течение 24 часов давление не изменилось. В результате эксперимента установлено, что показания манометра через 10, 50 и 1440 мин испытаний остаются на одном и том же уровне, равном 40 атм, что подтверждает изолирующие и вязкоупругие адгезионные свойства ремонтного состава.The differential pressure was measured on a standard pressure gauge. Within 24 hours, the pressure did not change. As a result of the experiment, it was found that the manometer readings after 10, 50 and 1440 minutes of testing remain at the same level equal to 40 atm, which confirms the insulating and viscoelastic adhesive properties of the repair composition.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2351629, 08.10.2007.1. RU 2351629, 08/10/2007.
2. RU 2365613, 09.01.2008.2. RU 2365613, 01/09/2008.
3. RU 2304160, 27.01.2006.3. RU 2304160, 01.27.2006.
4. RU 2326922, 25.09.2006.4. RU 2326922, 09.25.2006.
5. RU 2032068, 27.07.1992.5. RU 2032068, 07.27.1992.
6. RU 2259469, 30.04.2004.6. RU 2259469, 04/30/2004.
7. RU 2493189, 16.12.2011.7. RU 2493189, December 16, 2011.
8. RU 2132448, 30.07.1997.8. RU 2132448, 07.30.1997.
Claims (1)
при первоначальной вязкости состава не более 200 сП и времени гелеобразования в пределах 120-1500 мин. Composition for repairing oil and gas wells, including a urethane prepolymer, a hydrocarbon solvent and a hardener, characterized in that it contains a hydrophobic urethane prepolymer as an urethane prepolymer, an oxidized vegetable oil as a hardener, an organic solvent soluble in acetone as a hydrocarbon solvent, or acetone, or a mixture thereof in the following ratio of components, wt.%:
with an initial viscosity of the composition of not more than 200 cP and gel time in the range of 120-1500 minutes
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120883/03A RU2558558C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Well repair compound for oil and gas wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120883/03A RU2558558C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Well repair compound for oil and gas wells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558558C1 true RU2558558C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120883/03A RU2558558C1 (en) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | Well repair compound for oil and gas wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558558C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696644C1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-08-09 | Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") | Method for reduction of sand ingress in gas wells |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1762765A3 (en) * | 1988-05-27 | 1992-09-15 | Тохо Кагаку Когио Ко., Лтд (Фирма) | Ramming method for bad drilling mud circulation districts |
RU2106478C1 (en) * | 1995-10-06 | 1998-03-10 | Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" | Method of preventing circulation loss in wells |
RU2132448C1 (en) * | 1997-07-30 | 1999-06-27 | Предприятие "Кубаньгазпром" | Plugging compound for producing wells |
RU2326922C1 (en) * | 2006-09-25 | 2008-06-20 | Иван Иванович Клещенко | Well intervention composition |
RU2432454C2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Method of stabilisation of loose beds for prevention of sand carry-over |
RU2432381C2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Application of sealant composition to reduce diagenesis |
RU2493189C2 (en) * | 2011-12-16 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Sealant for well isolation work |
-
2014
- 2014-05-23 RU RU2014120883/03A patent/RU2558558C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1762765A3 (en) * | 1988-05-27 | 1992-09-15 | Тохо Кагаку Когио Ко., Лтд (Фирма) | Ramming method for bad drilling mud circulation districts |
RU2106478C1 (en) * | 1995-10-06 | 1998-03-10 | Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" | Method of preventing circulation loss in wells |
RU2132448C1 (en) * | 1997-07-30 | 1999-06-27 | Предприятие "Кубаньгазпром" | Plugging compound for producing wells |
RU2432454C2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Method of stabilisation of loose beds for prevention of sand carry-over |
RU2432381C2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Application of sealant composition to reduce diagenesis |
RU2326922C1 (en) * | 2006-09-25 | 2008-06-20 | Иван Иванович Клещенко | Well intervention composition |
RU2493189C2 (en) * | 2011-12-16 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Sealant for well isolation work |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696644C1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-08-09 | Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") | Method for reduction of sand ingress in gas wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | An investigation of CO2-responsive preformed particle gel for conformance control of CO2 flooding in reservoirs with fractures or fracture-like channels | |
RU2558558C1 (en) | Well repair compound for oil and gas wells | |
Serdyukov et al. | Polymeric insulating compositions for impervious screening in rock masses | |
US20180065891A1 (en) | Carbon dioxide-resistant portland based cement composition | |
RU2507377C1 (en) | Method of water production zones isolation in well | |
CN109083630B (en) | Method for evaluating plugging performance of drilling fluid | |
Almohsin et al. | Nanosilica Based Fluid System for Water Shut-Off | |
NO300934B1 (en) | Method of treating a subway formation to improve its strength | |
RU2586360C1 (en) | Method for elimination of leakage of strings of oil and gas wells | |
Shilova et al. | Sealing quality increasing of coal seam gas drainage wells by barrier screening method | |
RU2303048C1 (en) | Light-weight grouting mortar | |
AU2017100604A4 (en) | Method of limiting or reducing permeability of a matrix to liquid or gas flow | |
RU2525079C1 (en) | Limitation of well water production | |
RU2641553C1 (en) | Polymeric composition for isolating and strengthening rock | |
RU2376336C1 (en) | Hydrophobic polymer backfill composition (versions) | |
Wei et al. | Fabrication of high‐performance acrylate grouting materials from tailor made magnesium acrylate solutions | |
RU2379473C1 (en) | Reservoir temporary insulation emulsion | |
RU2431735C1 (en) | Procedure for restraint of water production in well | |
RU2317399C1 (en) | Method for casing pipe leakage interval isolation inside well | |
RU2704168C1 (en) | Method of water influx isolation in well | |
RU2277626C1 (en) | Insulation composition and method of well tubing-casing annulus plugging | |
Kurlenya et al. | Development of chemical compositions for impervious screens in rocks | |
RU2360099C1 (en) | Method of restriction of water inrush in well | |
CN114965140B (en) | Method for correcting saturation of oil and water by airtight coring of active oil reservoir | |
RU2387691C1 (en) | Sealing composition for remedial cementing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190524 |