RU2684932C1 - Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине - Google Patents

Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине Download PDF

Info

Publication number
RU2684932C1
RU2684932C1 RU2018110765A RU2018110765A RU2684932C1 RU 2684932 C1 RU2684932 C1 RU 2684932C1 RU 2018110765 A RU2018110765 A RU 2018110765A RU 2018110765 A RU2018110765 A RU 2018110765A RU 2684932 C1 RU2684932 C1 RU 2684932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
working solution
wells
carbon dioxide
repair
Prior art date
Application number
RU2018110765A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Георгиевич Антониади
Вячеслав Васильевич Климов
Сергей Васильевич Усов
Ольга Вадимовна Савенок
Надежда Михайловна Лешкович
Анастасия Алексеевна Буркова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2018110765A priority Critical patent/RU2684932C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2684932C1 publication Critical patent/RU2684932C1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • E21B33/14Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
    • 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
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для ремонтно-изоляционных работ в скважинах для ликвидации межпластовых перетоков флюидов, ограничения водопритоков и повышения эффективности работы скважин. Технический результат - повышение герметизирующих свойств состава для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах, сокращение времени образования тампонирующего вещества при заполнении каналов перетока в скважине. По способу приготавливают рабочий раствор для закачивания его в изолируемый интервал с концентрацией (15,67-25,03)% плотностью (1031-1054) кг/м. Для этого смешивают технический оксид кальция и техническую воду. Получают известковое молоко. Количество известкового молока зависит от приемистости изолируемого интервала. В качестве изолируемого интервала используют заколонное пространство скважины. После закачивания осуществляют барботирование рабочего раствора углекислым газом до образования на наружной поверхности колонны карбонатной корки и проявления эффекта твердения за счет взаимного сцепления и срастания образующихся субмикрокристаллических частичек гидроксида кальция. Необходимое количество углекислого газа определяют стехиометрически по химическому уравнению. 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважинах по ликвидации межпластовых перетоков флюидов, ограничению водопритоков и повышению эффективности работы скважин.
Известны составы, применяемые для исправительного цементирования в нефтегазовых скважинах (например, при изоляции зон поглощения бурового раствора), содержащие глинопорошок, тампонажный цемент, ускорители схватывания и техническую воду (Булатов А.И. Буровые и тампонажные растворы для строительства нефтяных и газовых скважин: учебное пособие для вузов. - Краснодар: «Просвещение-Юг», 2011. - С. 431).
Известны составы, включающие цемент, гельцемент, а также гипсоцементные (Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. М., Недра, 1991 г., С. 151.) и алебастроцементные смеси, приготавливаемые на основе дизельного топлива (Поляков Л.П., Разуваев В.Д., Голиков А.Е. Новый способ изоляции зон поглощения промывочной жидкости при бурении скважин. Научно-технический сборник «Бурение», №9, 1965 г., С. 8-11; Поляков Л.П., Разуваев В.Д., Новикова Э.Б. Технико-экономическая оценка эффективности способов борьбы с поглощениями. Научно - технический сборник «Бурение», №6, 1967 г., С. 34-35) и технической воды (для инициации их отверждения в заколонном пространстве скважин), а также соляро-бентонитовые (СБС) и конденсато-бентонитовые (КБС) смеси, содержащие 25-30% технической бентонитовой глины, 70-75% углеводородной фракции (дизельное топливо - солярка или газовый конденсат) и техническую воду (для инициации набухания глины в заколонном пространстве скважин) (Басарыгин Ю.М., Макаренко П.П., Мавромати В.Д. Ремонт газовых скважин. М.: Издательство «Недра», 1998 г., С. 130-131).
Основным недостатком ремонтных составов указанных выше является низкая эффективность РИР, обусловленная их низкой прокачиваемостью при заполнении каналов перетока с малой приемистостью (кольцевых зазоров между обсадными колоннами и цементным камнем, трещин в цементном камне и т.д.) из-за наличия крупнодисперсной твердой фазы.
Поэтому перед их закачкой в скважину оказывается необходимым прокачка буферных пачек жидкости с высокой проникающей способностью на углеводородной или водной основе с добавками поверхностно-активных веществ, способствующих лучшему проникновению указанных ремонтных составов по каналам перетока.
Однако опыт применения указанных ремонтных составов при проведении РИР свидетельствует о непродолжительности достигаемого эффекта, поскольку межколонные давления появляются спустя несколько месяцев после проведения РИР из-за малых объемов закачки, что неминуемо вызывает возникновение заколонных перетоков флюидов; потери углеводородного сырья, а также загрязнение недр и источников водоснабжения, что способствует ухудшению экологической обстановки и другие негативные последствия.
Известен способ приготовления тампонажного состава для РИР (Патент №2485285) включающий смешение ацетоноформальдегидной смолы с едким натром и водой, при этом предварительно готовят водный раствор едкого натра путем перемешивания едкого натра с водой, делят водный раствор едкого натра на две равные порции, вводят в ацетоноформальдегидную смолу первую порцию водного раствора едкого натра, перемешивают полученную смесь до получения однородной массы, выдерживают 60-120 мин, затем при перемешивании вводят вторую порцию водного раствора едкого натра при следующем соотношении реагентов, мас. %, ацетоноформальдегидная смола 80-95; едкий натр 1-2; вода остальное.
Недостатком данного способа является длительность срока отверждения тампонажного состава, а также ряд трудностей при приготовлении состава на промысле, а именно необходимость нагрева ацетоноформальдегидной смолы до 50-60°С при приготовлении состава. Таким образом, ввиду многоступенчатости работы, велики затраты времени и требуется наличие большого количества техники и оборудования.
Прототипом изобретения является способ изоляции цементосиликатными растворами (Патент №2519262 RU), включающий нагнетание в прискважинную зону пласта цементного раствора с ускорителем схватывания, при этом тампонирование осуществляют циклической последовательно-чередующейся закачкой в скважину растворов силиката натрия (массовая до-ля от 20 до 45%, силикатный модуль более 2,5) с наполнителем - древесной мукой (массовая доля не более 3%) и цемента, затворенного на водном растворе силиката натрия (массовая доля не более 5%) в соотношении к цементу равным 0,5, причем растворы силиката натрия и цемента при закачке разделяют буфером - пресной водой в объеме от 10 до 15% от объема технологических труб, спущенных в скважину, а объемное соотношение цементного раствора к раствору силиката натрия составляет от 0,3 до 0,7.
Недостатками данного способа является: сложность его реализации, выраженная в трудоемкости; длительность процесса схватывания раствора при проведении РИР, а также небольшая продолжительность межремонтного периода, обусловленная низкой проникающей способностью тампонирующего состава в изолируемые каналы перетоков с малой раскрытостью в заколонном пространстве скважин.
Задачей изобретения является повышение эффективности РИР и увеличение продолжительности межремонтного периода скважин при низкой приемистости в зоне изоляционных работ.
Техническим результатом изобретения является повышение герметизирующих свойств состава для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах, сокращение времени образования тампонирующего вещества при заполнении каналов перетока в скважине.
Технический результат достигается тем, что способ ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающий приготовление рабочего раствора, закачивание его в изолируемый интервал, при этом рабочий раствор готовят путем смешивания технического оксида кальция и воды для получения известкового молока с концентрацией 15,1% - 25,03% плотностью 1031 кг/м3 - 1054 кг\м3, количество которого зависит от приемистости изолируемого интервала, в качестве изолируемого интервала используют заколонное пространство скважины, после закачивания осуществляют барботирование рабочего раствора углекислым газом до образования на наружной поверхности колонны карбонатной корки и проявления эффекта твердения за счет взаимного сцепления и срастания образующихся субмикрокристаллических частичек гидрооксида кальция, при этом необходимое количество углекислого газа определяют стехиометрически по уравнению (1)
Figure 00000001
Повышение герметизирующих свойств состава для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах достигается тем, что в результате протекания химической реакции оксида кальция и технической воды, получившей в промышленности название «гашение извести», образуется сильное основание - щелочь, представляющая собой тонкодисперстный гидроксид кальция Са(ОН)2, характеризующийся как водный раствор твердых частичек размером не более 5-20 мкм (А.В. Волженский. Минеральные вяжущие вещества. 4-е изд. Стройиздат, 1986. - с. 41) и обладающая высокой проникающей способностью. Кроме того, в предлагаемом рабочем растворе исключена крупнодисперсная твердая фаза (песок, техническая бетонитовая глина, цемент и т.п.), что особенно важно при проведении РИР по восстановлению герметичности заколонного пространства в зонах с малой приемистостью в газовых скважинах.
Выбор концентрации Са(ОН)2 и плотности рабочего раствора определяется приемистостью каналов негерметичности в заколонном пространстве скважин. Рабочий раствор Са(ОН)2 с концентрацией 15,1% - 25,03% и плотностью 1031 кг/м3 - 1054 кг/м3 глубоко проникает в зазоры между обсадными колоннами и цементным камнем, а также в трещины, поры и другие дефекты, образующие переточные каналы за обсадными колоннами.
В результате закачки углекислого газа и его барботирования через пачку гидроксида кальция образуется твердое вещество - карбонат кальция CaCO3 согласно уравнения (1).
Из производственного опыта известно, что СаСО3 обладает хорошей адгезией к металлу труб и образует на их наружной поверхности плотное карбонатное покрытие - корку с антикоррозионными свойствами, что способствует улучшению герметизации заколонного пространства и увеличению продолжительности межремонтного периода скважин.
Эффект твердения обусловливается взаимным сцеплением и срастанием образующихся субмикроскопических частичек гидроксида кальция. От них зависит физико-механическая прочность и герметичность всей системы, состоящей из гидратирующегося вяжущего, воды, заполнителя и порового пространства.
Для получения твердого осадка при нормальных условиях (давление 1 атм., температура 20 С°) необходимы эквивалентные количества компонентов, то есть на 1 моль Са(ОН)2 необходимо 22,4 л CO2. Большее количество углекислого газа нецелесообразно, поскольку при дальнейшей обработке углекислым газом образуется кислая соль - гидрокарбонат кальция и выпавший осадок СаСО3 растворится.
Сокращение времени проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) по герметизации каналов перетока флюидов за обсадными колоннами в газовых скважинах и нефтяных скважинах с большим газовым фактором достигается использованием быстрогасящейся негашеной извести, время гашения которой не более 8-10 минут.
Способ РИР в скважине реализуется следующим образом.
Пример 1. Для проведения РИР необходимо подготовить скважину в соответствии с действующими нормативными документами и едиными правилами безопасности в нефтегазовой промышленности, для этого определяют приемистость скважины закачкой технологической жидкости в объеме, превышающем внутренний объем насосно-компрессорных труб при давлении закачки, не превышающем 70% от допустимого внутреннего давления на трубы обсадной колонны. Затем подготавливают оборудование, доставляют необходимые компоненты и приготовляют рабочий раствор.
В зависимости от определенной приемистости скважины, готовят необходимый объем рабочего раствора исходя из следующего расхода компонентов на 1 м3. Так, для приготовления 1 м3 рабочего раствора Ca(ОН)2 с концентрацией 15,1% и плотностью 1031 кг/м3 смешивают 130,7 кг технического 95% СаО и 869,3 литров технической воды. (Плотность известковых растворов и процентное содержание СаО определяют согласно СНИП 290-74 - Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов; Л.Д. Глузман, И.И. Эдельман Лабораторный контроль коксохимического производства, Издательство «Металлургия», Москва, 1968, С. 250).
Рабочий раствор перемешивают в цементно-смесительных машинах (непосредственно на скважине перед закачкой в интервал негерметичности заколонного пространства) в течении 8-10 минут. Необходимый объем приготовленного рабочего раствора Ca(ОН), закачивают в негерметичное заколонное пространство скважины. После закачивания осуществляют его барботирование в изолируемом интервале углекислым газом, при этом необходимое количество углекислого газа определяют стехиометрически по уравнению (1):
Figure 00000002
В соответствии с уравнением (1), для получения твердого осадка CaCO3 на 1 моль Са(ОН)2 необходимо 22,4 л CO2. Соответственно для барботирования 1 м3 рабочего раствора Са(ОН)2 с концентрацией 15,1% и плотностью 1031 кг/м3, содержащего 164,1 кг Са(ОН)2 необходимо 53,34 л CO2.
Пример 2. Для проведения РИР необходимо подготовить скважину в соответствии с действующими нормативными документами и едиными правилами безопасности в нефтегазовой промышленности, для этого определяют приемистость скважины закачкой технологической жидкости в объеме, превышающем внутренний объем насосно-компрессорных труб при давлении закачки, не превышающем 70% от допустимого внутреннего давления на трубы обсадной колонны. Затем подготавливают оборудование, доставляют необходимые компоненты и приготовляют рабочий раствор. В зависимости от определенной приемистости скважины готовят необходимый объем рабочего раствора исходя из следующего расхода компонентов на 1 м3. Для приготовления 1 м3 рабочего раствора Са(ОН)2 с концентрацией 25,03% и плотностью 1054 кг/м3 смешивают 231,68 кг технического 95% СаО и 768,68 л технической воды. (Плотность известковых растворов и процентное содержание СаО определяют согласно СНИП 290-74 - Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов; Л.Д. Глузман, И.И. Эдельман Лабораторный контроль коксохимического производства, Издательство «Металлургия», Москва, 1968, С. 250). Рабочий раствор перемешивают в цементно-смесительных машинах (непосредственно на скважине перед закачкой в интервал негерметичности заколонного пространства) в течение 8-10 минут. Необходимый объем приготовленного рабочего раствора Са(ОН)2 закачивают в негерметичное заколонное пространство скважины. После закачивания осуществляют его барботирование в изолируемом интервале углекислым газом, при этом необходимое количество углекислого газа определяют стехиометрически по уравнению (1):
Figure 00000002
В соответствии с уравнением (1), для получения твердого осадка СаСО3 на 1 моль Са(ОН)2 необходимо 22,4 л CO2. Соответственно для барботирования 1 м3 рабочего раствора Са(ОН)2 с концентрацией 25,03% и плотностью 1054 кг/м3, содержащего 290,85 кг Са(ОН)2 необходимо 60,63 л CO2.

Claims (3)

1. Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающий приготовление рабочего раствора, закачивание его в изолируемый интервал, отличающийся тем, что рабочий раствор готовят с концентрацией (15,67-25,03)% плотностью (1031–1054) кг/м3 путем смешивания технического оксида кальция и технической воды для получения известкового молока, количество которого зависит от приемистости изолируемого интервала, в качестве изолируемого интервала используют заколонное пространство скважины, после закачивания осуществляют барботирование рабочего раствора углекислым газом до образования на наружной поверхности колонны карбонатной корки и проявления эффекта твердения за счет взаимного сцепления и срастания образующихся субмикрокристаллических частичек гидроксида кальция, при этом необходимое количество углекислого газа определяют стехиометрически по уравнению
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O.
2. Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине по п. 1, отличающийся тем, что смешивание технического оксида кальция и воды проводят в течение 8-10 мин до полного гашения оксида кальция.
RU2018110765A 2018-03-26 2018-03-26 Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине RU2684932C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018110765A RU2684932C1 (ru) 2018-03-26 2018-03-26 Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018110765A RU2684932C1 (ru) 2018-03-26 2018-03-26 Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684932C1 true RU2684932C1 (ru) 2019-04-16

Family

ID=66168520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018110765A RU2684932C1 (ru) 2018-03-26 2018-03-26 Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684932C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521136A (en) * 1981-05-21 1985-06-04 Halliburton Company Rapidly dissolvable silicates and methods of using the same
SU1716089A1 (ru) * 1989-08-02 1992-02-28 Туркменский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Природных Газов Способ изол ции пласта
RU2213203C2 (ru) * 2001-11-08 2003-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" Способ уплотнения крепи газовых скважин
RU2304160C1 (ru) * 2006-01-27 2007-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ЭКСБУР и К°" Состав для изоляции водопритоков и заколонных перетоков нефти и газа
RU2364702C1 (ru) * 2008-02-12 2009-08-20 Александр Иванович Бережной Способ экспресс-ремонта по восстановлению герметичности газоводонефтепроявляющих скважин
RU2519262C1 (ru) * 2012-11-28 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО НПО "Инновация") Способ изоляции пластов цементосиликатными растворами

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521136A (en) * 1981-05-21 1985-06-04 Halliburton Company Rapidly dissolvable silicates and methods of using the same
SU1716089A1 (ru) * 1989-08-02 1992-02-28 Туркменский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Природных Газов Способ изол ции пласта
RU2213203C2 (ru) * 2001-11-08 2003-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" Способ уплотнения крепи газовых скважин
RU2304160C1 (ru) * 2006-01-27 2007-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ЭКСБУР и К°" Состав для изоляции водопритоков и заколонных перетоков нефти и газа
RU2364702C1 (ru) * 2008-02-12 2009-08-20 Александр Иванович Бережной Способ экспресс-ремонта по восстановлению герметичности газоводонефтепроявляющих скважин
RU2519262C1 (ru) * 2012-11-28 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная организация "Инновация" (ООО НПО "Инновация") Способ изоляции пластов цементосиликатными растворами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018101200A4 (en) Production of environmentally sustainable bricks & blocks and plaster for construction from coastal desert sands and fly ash
CN103045214A (zh) 一种油气井堵漏触变水泥浆及其制备方法
US8267175B2 (en) Method for wellbore servicing to enhance the mechanical strength of cement using electrochemically activated water
CN112760084B (zh) 一种油基钻井液用堵漏剂及其制备方法和应用
RU2553807C1 (ru) Газоблокирующий тампонажный материал для цементирования горизонтальных скважин с малыми кольцевыми зазорами
CN106833568A (zh) 一种早强型矿用封孔材料
CN104496350A (zh) 一种耐腐蚀聚合物改性水泥砂浆及其制备方法
CN104310941A (zh) 一种碱渣基注浆填充材料
CN107954680A (zh) 一种高温氯氧镁热固树脂胶凝体系及固化体和其制备方法
CN104310818B (zh) 一种碱渣基类水泥凝胶材料
RU2684932C1 (ru) Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине
RU2471962C1 (ru) Способ цементирования скважины в условиях аномально низкого пластового давления
CN113307586A (zh) 一种无机胶凝油水井堵漏材料的制备及应用方法
CN106336860A (zh) 一种抗高温耐腐蚀油井水泥材料、制备方法及应用
RU2209928C1 (ru) Способ изоляции зон поглощения в скважине
WO2015020564A1 (ru) Ремонтно-изоляционный, тампонажный состав на основе магнезиальных вяжущих веществ "quick-stone"
KR100979180B1 (ko) 급결형 마이크로시멘트 조성물
RU2537679C2 (ru) Тампонажный раствор
RU2524774C1 (ru) Гипсомагнезиальный тампонажный раствор
RU2536529C1 (ru) Способ селективной изоляции обводненных интервалов нефтяного пласта
RU2370515C1 (ru) Полимерцементный тампонажный раствор для низкотемпературных скважин
RU2405927C1 (ru) Способ ликвидации зон поглощения в скважине
RU2178060C2 (ru) Способ крепления скважины
RU2319722C1 (ru) Полимерцементный тампонажный раствор
RU2426865C1 (ru) Полимерный тампонажный состав для изоляции водопритоков в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах

Legal Events

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

Effective date: 20200327