RU2582143C1 - Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих - Google Patents

Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих Download PDF

Info

Publication number
RU2582143C1
RU2582143C1 RU2015114962/03A RU2015114962A RU2582143C1 RU 2582143 C1 RU2582143 C1 RU 2582143C1 RU 2015114962/03 A RU2015114962/03 A RU 2015114962/03A RU 2015114962 A RU2015114962 A RU 2015114962A RU 2582143 C1 RU2582143 C1 RU 2582143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
cement
specific
composition based
additives
Prior art date
Application number
RU2015114962/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Рамзис Рахимович Кадыров
Александр Сергеевич Жиркеев
Альфия Камилевна Сахапова
Дильбархон Келамединовна Хасанова
Эльвина Ринатовна Хамидуллина
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2015114962/03A priority Critical patent/RU2582143C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2582143C1 publication Critical patent/RU2582143C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
    • C09K8/467Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/138Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу герметизации нарушения целостности эксплуатационной колонны и ликвидации заколонного перетока в скважине. Технический результат - повышение эффективности РИР за счет расширения сроков отверждения состава на основе микроцемента и улучшения прочностных характеристик образующегося тампонажного камня. Способ ремонтно-изоляционных работ (РИР) с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих включает определение удельной приемистости изолируемого интервала и закачку состава на основе микроцемента и добавок. При удельной приемистости изолируемого интервала менее 0,2 м3/(ч·МПа) предварительно проводят работы по ее повышению путем кислотной обработки изолируемого интервала. Далее геофизическими исследованиями выявляют нарушения целостности эксплуатационной колонны и заколонные перетоки. При удельной приемистости от 0,2 до 1 м3/(ч·МПа) закачивают в изолируемый интервал последовательно буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, состав на основе микроцемента и добавок, буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, в качестве микроцемента используют портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг, а в качестве добавок используют композицию натриевых солей лигносульфоновых кислот, композиции на основе синтетических сульфированных полимеров и модифицированных полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг 100, вода 100-120, композиция на основе натриевых солей лигносульфоновых кислот 0,2-1,0, композиция на основе синтетических сульфированных полимеров 0,1-0,5, композиция на основе модифицированных полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры 0,08-0,15. 1 табл.

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к способам герметизации нарушения целостности эксплуатационной колонны и ликвидации заколонного перетока в скважине.
Известен способ ремонтно-изоляционных работ (РИР) с использованием тампонажной смеси из тонкомолотого цемента Микродур или ИНТРАЦЕМ (патент РФ №2471845, C09K 8/467, опубл. 10.01.2013, Бюл. №1). Тампонажная смесь содержит жидкость затворения, регулятор технологических свойств - суперпластификатор С-3 и замедлитель схватывания - нитрилотриметиленфосфоновую кислоту - НТФ, в качестве индикаторной добавки используют водорастворимую кадмиевую соль при следующих соотношениях ингредиентов, вес.ч.:
тонкомолотый цемент
микродур или ИНТРАЦЕМ 100
водорастворимая кадмиевая соль 10-120
жидкость затворения 50-150
суперпластификатор С-3 0,3-1
нитрилотриметиленфосфоновая кислота - НТФ 0,02-0,5
Недостатком известного способа является низкий показатель прочности тампонажного камня, что свидетельствует о низкой эффективности РИР.
Наиболее близким аналогом является способ РИР, включающий закачку состава на основе микроцемента с использованием добавки - пластификатора Glenium-51 (Сторчак В.А., Мелехин А.А. Разработка составов тампонажных смесей на основе микроцементов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2011. - №8. - С. 51-53).
Недостатками известного способа являются короткое время отверждения состава на основе микроцемента - 2,5 ч, что может привести к его преждевременному отверждению при проведении РИР в скважине, и низкая прочность тампонажного камня.
Технической задачей предложения является повышение эффективности РИР за счет расширения сроков отверждения состава на основе микроцемента и улучшения прочностных характеристик образующегося тампонажного камня.
Техническая задача решается способом ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих, включающим определение удельной приемистости изолируемого интервала и закачку состава на основе микроцемента и добавок.
Новым является то, что определяют удельную приемистость изолируемого интервала, при удельной приемистости изолируемого интервала менее 0,2 м3/(ч·МПа) предварительно проводят работы по ее повышению путем кислотной обработки изолируемого интервала, далее геофизическими исследованиями выявляют нарушения целостности эксплуатационной колонны и заколонные перетоки, при удельной приемистости от 0,2 до 1 м3/(ч·МПа) закачивают в изолируемый интервал последовательно буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, состав на основе микроцемента и добавок, буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, в качестве микроцемента используют портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг, а в качестве добавок используют композицию натриевых солей лигносульфоновых кислот, композиции на основе синтетических сульфированных полимеров и модифицированных полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:
портландцемент тампонажный с удельной
поверхностью не менее 800 м2/кг 100
вода 100-120
композиция натриевых солей лигносульфоновых кислот 0,2-1,0
композиция на основе синтетических сульфированных полимеров 0,1-0,5
композиция на основе модифицированных полидиметилсилоксанов
линейной и разветвленной структуры 0,08-0,15
Ниже представлены реагенты, применяемые в заявляемом способе:
- в качестве микроцемента (тонкодисперсных минеральных вяжущих) используют портландцемент тампонажный по ГОСТ 1581-96, дополнительно тонко молотый, с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг;
- в качестве понизителя фильтрации используют композицию натриевых солей лигносульфоновых кислот, порошок от белого до кремового цвета. Насыпная плотность - в пределах 500-800 кг/м3. Показатель активности ионов водорода 1%-ного водного раствора рН - в пределах 6-10. Снижает показатель фильтрации за счет связывания воды и уменьшает водоотделение за счет структурирования цементного теста, увеличивает прочность цементного камня при сжатии;
- в качестве замедлителя отверждения используют композицию на основе синтетических сульфированных нафталинформальдегидных и меламинформальдегидных полимеров, мелкодисперсный порошок от светло-желтого до коричневого цвета. Насыпная плотность - в пределах 400-700 кг/м3. Показатель активности ионов водорода 1%-ного водного раствора рН - в пределах 8-10. Взаимодействует с ионами кальция, образует нерастворимый и непроницаемый слой на поверхности зерен тампонажного портландцемента, замедляет гидратацию, создает отрицательно заряженный слой, что увеличивает время затвердевания и диспергирования частиц цемента в растворе. Предотвращает образование каналов, по которым может происходить миграция пластовых флюидов в цементном камне на начальном этапе его формирования;
- в качестве пеногасителя используют композицию на основе полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры, модифицированных диоксидом кремния, порошок от светло-желтого до коричневого цвета. Насыпная плотность - в пределах 500-700 кг/м3. Предотвращает вовлечение воздуха и образование пены в цементных растворах. Пеногасящая способность - не менее 90%.
При проведении РИР в скважинах нередко возникает необходимость проведения мероприятий по герметизации нарушений целостности эксплуатационной колонны, ликвидации заколонных перетоков и отключению пластов в условиях низкой приемистости. Суспензия тонкодисперсного минерального вяжущего (портландцемента тампонажного с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг) обладает высокой текучестью, ее проникающая способность приближается к бездисперсным вяжущим (во многих случаях можно рассматривать как альтернативу полимерным композициям, например, синтетическим смолам). Хорошая проникающая способность обеспечивает высокую адгезию с любыми поверхностями и возможность закачивания в зоны с малой приемистостью, где цементные растворы на основе обычного цемента не могут быть закачаны. Поскольку портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг по минеральному составу близок к обычному портландцементу, обеспечивается высокая совместимость матрицы (ранее закачанного цемента) и закачиваемого состава.
Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что на скважине определяют удельную приемистость изолируемого интервала. При удельной приемистости менее 0,2 м3/(ч·МПа) проводят работы по ее повышению, например, кислотную обработку изолируемого интервала. Далее проводят геофизические исследования с целью выявления нарушения целостности эксплуатационной колонны и заколонных перетоков.
Для осуществления закачки готовят состав на основе портландцемента тампонажного с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг с добавками. В специальную смесительную емкость набирают пресную воду температурой 20-23°С, не содержащую поверхностно-активные вещества. При водоцементном отношении 1 на 1 т портландцемента тампонажного берут 1 м воды. Работой высокопроизводительного цементировочного агрегата на 3-4 скорости создают циркуляцию воды в емкости. В воду при постоянной циркуляции добавляют небольшими порциями понизитель фильтрации, после его растворения добавляют также порциями замедлитель отверждения, перемешивают 10 мин, затем добавляют пеногаситель и перемешивают до полного растворения. Приготовленный раствор откачивают в чистый пропаренный пустой мерник высокопроизводительного цементировочного агрегата.
В циркулирующий раствор при постоянном перемешивании работой высокопроизводительного цементировочного агрегата на 3 скорости и малых оборотах постепенно подают портландцемент тампонажный. Сразу после начала подачи портландцемента тампонажного увеличивают подачу (расход) цементировочного агрегата до максимально возможной, не снижая при этом подачу при росте давления по мере ввода цемента (но не превышая давление опрессования обвязки емкости). После подачи всего портландцемента тампонажного в емкость перемешивают раствор до выравнивания плотности раствора. Заполняют скважину, вызывают циркуляцию. Закачивают в изолируемый интервал последовательно буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, состав на основе портландцемента тампонажного и добавок, буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды. Продавливают закачанный состав на основе портландцемента тампонажного закачиванием в насосно-компрессорные трубы (НКТ) технологической жидкости. Объем технологической жидкости для продавливания принимают с условием оставления цементного моста в зоне изоляции не менее 20 м. Проводят контрольную промывку до чистой воды закачкой по межтрубному пространству технологической жидкости в объеме не менее 1,5 объема НКТ. Приподнимают НКТ в интервале 300 м с доливом скважины технологической жидкостью. Оставляют скважину на 48 ч для отверждения состава на основе портландцемента тампонажного и добавок. По истечении 24 ч, при отверждении контрольной пробы раствора, допускается проведение спуско-подъемных операций (СПО). Проводят разбуривание цементного моста и промывают скважину с допуском НКТ до забоя. Успешность работ контролируют геофизическими методами или по изменению параметров работы скважины (дебита жидкости и нефти, обводненности продукции, плотности добываемой воды).
Испытания прочностных характеристик состава по предлагаемому способу показали его преимущество по сравнению с наиболее близким аналогом. Результаты исследований предлагаемого способа представлены в таблице, где отражены технологические и прочностные характеристики состава на 100 мас. ч. портландцемента тампонажного. Оптимальные данные по показателям прочности, времени отверждения, растекаемости, водоотдаче у опытов №№2-4, которые и были включены в состав по предлагаемому способу. В опыте №1 растекаемость 170 мм, что недостаточно для безаварийного закачивания состава в скважину, у опыта №5 низкая прочность на сжатие - 2,81 МПа, поэтому эти опыты были исключены из состава по предлагаемому способу. Время отверждения тампонажного состава по предлагаемому способу составляет 13-17 ч, тогда как у наиболее близкого аналога-2 ч 30 мин. Прочность на сжатие цементного камня через 7 сут составила 9,72-12,19 МПа, у наиболее близкого аналога - не более 6 МПа.
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность РИР за счет расширения сроков отверждения состава и улучшения прочностных характеристик образующегося тампонажного камня.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих, включающий определение удельной приемистости изолируемого интервала и закачку состава на основе микроцемента и добавок, отличающийся тем, что определяют удельную приемистость изолируемого интервала, при удельной приемистости изолируемого интервала менее 0,2 м3/(ч·МПа) предварительно проводят работы по ее повышению путем кислотной обработки изолируемого интервала, далее геофизическими исследованиями выявляют нарушения целостности эксплуатационной колонны и заколонные перетоки, при удельной приемистости от 0,2 до 1 м3/(ч·МПа) закачивают в изолируемый интервал последовательно буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, состав на основе микроцемента и добавок, буфер из 0,5-1,0 м3 пресной воды, в качестве микроцемента используют портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг, а в качестве добавок используют композицию натриевых солей лигносульфоновых кислот, композиции на основе синтетических сульфированных полимеров и модифицированных полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
    портландцемент тампонажный с удельной поверхностью не менее 800 м2/кг 100 вода 100-120 композиция натриевых солей лигносульфоновых кислот 0,2-1,0 композиция на основе синтетических сульфированных полимеров 0,1-0,5 композиция на основе модифицированных полидиметилсилоксанов линейной и разветвленной структуры 0,08-0,15
RU2015114962/03A 2015-04-21 2015-04-21 Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих RU2582143C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114962/03A RU2582143C1 (ru) 2015-04-21 2015-04-21 Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114962/03A RU2582143C1 (ru) 2015-04-21 2015-04-21 Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582143C1 true RU2582143C1 (ru) 2016-04-20

Family

ID=56195204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114962/03A RU2582143C1 (ru) 2015-04-21 2015-04-21 Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582143C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU601161A1 (ru) * 1976-06-14 1978-04-05 Украинский Научно-Исследовательский Институт Механической Обработки Древесины Состав дл защиты древесины от растрескивани и гниени
RU2311377C2 (ru) * 2005-12-05 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Блок-2001" Сухая растворная смесь
RU2471845C1 (ru) * 2011-05-31 2013-01-10 Лонест Холдинг Корп. Информативная тампонажная смесь
RU2471738C1 (ru) * 2011-07-12 2013-01-10 Евгений Михайлович Фоков Ремонтно-гидроизолирующая композиция и добавка в виде волластонитового комплекса для ремонтно-гидроизолирующей композиции, строительных растворов, бетонов и изделий на их основе

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU601161A1 (ru) * 1976-06-14 1978-04-05 Украинский Научно-Исследовательский Институт Механической Обработки Древесины Состав дл защиты древесины от растрескивани и гниени
RU2311377C2 (ru) * 2005-12-05 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Блок-2001" Сухая растворная смесь
RU2471845C1 (ru) * 2011-05-31 2013-01-10 Лонест Холдинг Корп. Информативная тампонажная смесь
RU2471738C1 (ru) * 2011-07-12 2013-01-10 Евгений Михайлович Фоков Ремонтно-гидроизолирующая композиция и добавка в виде волластонитового комплекса для ремонтно-гидроизолирующей композиции, строительных растворов, бетонов и изделий на их основе

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 6874578 B1, ( 05.04.2005. *
Сторчак В.А. и др. Разработка составов тампонажных смесей на основе микроцементов, Строит. нефтян. и газ. скважин на суше и на море, 2011. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6235809B1 (en) Multi-functional additive for use in well cementing
CN104471188B (zh) 利用砂浆浆料处理地下地层的方法
US7378377B2 (en) Compositions for preventing coagulation of water-in-oil emulsion polymers in aqueous saline well treating fluids
US2614998A (en) Low water-loss cement slurry
CN112760084B (zh) 一种油基钻井液用堵漏剂及其制备方法和应用
RU2385894C1 (ru) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА ПЛОТНОСТЬЮ 1450-1500 кг/м3
WO2016187193A1 (en) Method of treating a subterranean formation with a mortar slurry designed to form a permeable mortar
MX2015002838A (es) Composiciones de cemento para cementacion en localidades confinadas y metodos para el uso de las mismas.
RU2468187C1 (ru) Основа отверждаемого тампонажного раствора
CN107540260B (zh) 一种固井用低温水泥早强剂及包含它的水泥
RU2720025C1 (ru) Способ цементирования обсадной колонны в скважине
CN105567188B (zh) 用于提高氰凝类堵漏剂堵漏性能的助剂及其制备方法,氰凝类堵漏剂
RU2582143C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ с использованием суспензий тонкодисперсных минеральных вяжущих
RU2379474C2 (ru) Способ изоляции интервалов высокоинтенсивных поглощений в скважине и аэрированный тампонажный раствор для его осуществления
RU2599154C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)
CN108585648A (zh) 注浆浆液配方及其制备方法
RU2618539C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине
RU2537679C2 (ru) Тампонажный раствор
RU2398095C1 (ru) Способ цементирования колонны в скважине с использованием цементного раствора с эрозионными свойствами
RU2610963C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине
RU2357999C1 (ru) Тампонажный раствор "нцр химеко-вмн"
RU2259467C1 (ru) Основа утяжеленного тампонажного раствора, применяемого преимущественно в трещиноватых карбонатных коллекторах
RU2750414C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)
CN113165977A (zh) 水泥浆、固化水泥及其制备方法和用途
RU2213844C1 (ru) Способ приготовления тампонажного раствора