SU1756537A1 - Способ приготовлени тампонажного раствора - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : раствор содержит компоненты при их соотношении, мае ч : тампонажный портландцемент 100; бентонитовый глинопорошок 5-12; жидкое стекло (в пересчете на сухое) 0,4 -0,8: хлорид натри  9,4-16,3; вода 51,8-63,2; Смешивают бентонит с жидким стеклом до получени  пасты и выдерживают не менее 4 ч. Затем суспензию смешивают с раствором хлорида натри , на полученной суспензии затвор - ют портландцемент. Камень имеет пониженную проницаемость и способен св зывать фильтрующуюс  воду. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к бурению нефт ных , газовых и разведочных скважин и используетс  при цементировании обсадных колонн.

При цементировании обсадных колонн нефт ных, газовых и разведочных скважин известны способы применени  цементно- бентонитовых (гельцементных) тампонаж- ных растворов Введение гликопорошка в тампонажный раствор осуществл ют либо смешением цемента и глинопорошка в сухом виде с последующим затворением сухой смеси водой, либо путем затворени  цемента заранее приготовленным глинистым раствором, либо смешиванием глинистого и цементного растворов Глинистый компонент позвол ет повысить водосодер- жаниетампонажного раствора призатворе- нии с целью получени  раствора пониженной плотности. Известные в нефте- газопромысловой практике добавки к там- понажным цементам хлоридов натри ,

кальци  или жидкого стекла служат дл  ускорени  процессов схватывани  и твердени  тампонажных растворов.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому  вл етс  способ получени  тампонажного раствора пониженной плотности путем зэтворени  цемента глинистым раствором, согласно которому с целью ускорени  процессов схватывани  и твердени  могут быть растворены жидкое стекло или хлорид натри . В зависимости от свойств цемента и глинопорошка растворы могут несколько отличатьс  один от другого Во всех случа х с увеличением содержани  глинопорошка повышаетс  проницаемость и уменьшаетс  прочность камн , удлин ютс  сроки схватывани  раствора. При 22°С через двое суток твердени  прочность образцов цементно-бентонитовых смесей при сжатии составл ет 1,0-0,3 МПа при добавках на 100 мас.ч. цемента 25-67 мае,ч, бентонита . Через 28 сут твердени  образцы тех

со

с

XI

ел о ел

СА XI

же композиций имеют пределы прочности при сжатии соответственно 9,0 и 3,5 МПа.

Однако известный способ имеет следующие недостатки Тампонажные цементно- бентонитовые растворы, приготовленные путем затворени  в жущего на глинистом растворе, содержат глинистый компонент в гидратированном состо нии, о результате чего формируетс  тамтюнажный камень с повышенной проницаемостью и невысокой прочностью. Высокое водосодержание це- ментно-бентонитовых растворов приводит к увеличению зоны проникновени  фильтрата , что затрудн ет освоение скважин и в конечном итоге снижает производитель- ность скважин

Целью изобретени   вл етс  повышение водосв зывающей способности твердеющего камн  при одновременном снижении его проницаемости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что глинопорошок предварительно выдерживают а водном растворе натриевого жидкого стекла с последующим разбавлением в процессе перемешивани  полученной пасты водным раствором хлорида натри , после чего образовавшейс  суспензией затвор ют цемент.

Предлагаемый способ состоит из следующих операций Бентонитовый глинопоро- шок не менее 4 ч выдерживают в 4-6% ном водном растворе жидкого стекла. Этот минимально необходимый срок дл  образовани  на поверхности глинистых частиц защитных пленок жидкого стекла, затрудн - ющих гидратацию глины, определен по динамике процесса набухани  Затем полученную глинистую пасту разбавл ют насыщенным водным раствором хлорида натри . Паста при этом превращаетс  в лег- копрокачиваемую глинистую суспензию, частицы глины в ней сохран ютс  в негмдратированном экранированном состо нии . В результате разбавлени  насыщенного раствора хлорида натри  водой, содержащейс  в глинистой пасте, концент- раци  хлорида натри  в глинистой суспензии снижаетс  примерно до 15% (от воды), что обеспечивает сохранность защитных пленок в течение времени, необходимого дл  затворени  и транспортировани  там- понажного раствора в зэтрубное пространство скважины На полученной глинистой суспензии затвор ют тампонажный цемент В процессе твердени  при гидратации це- мента в жидкой фазе по вл етс  гидроксйд кальци , который в результате обменной реакции с хлоридом натри  в жидкой фазе тампонажного состава переходит в хлорид кальци  Последний разрушает экранирующую пленку из силиката натри . В результате активизируетс  гидратаци  глинистой фазы, котора  сопровождаетс  ее набуханием в пределах формирующейс  структуры перового пространства тампонажного камн  и снижением его проницаемости. Повышаетс  водосв зывающа  способность или водопотребность твердеющего камн , компенсируема  собственной и привнесенной водной фазой пласта-коллектора.

В процессе твердени  тампонажного раствора в системе пласт - коллектор - тампонажный камень целенаправленно создаетс  существенный эффект отсоса пластового флюида, в первую очередь фильтрата , из призабойной зоны пласта в сторону скважины. Формирующийс  тампонажный камень характеризуетс  низкой проницаемостью. Результаты исследовани  механизмов указанных процессов позвол- ют регулировать их скорости с целью достижени  максимального эффекта отсоса. Фильтраци  жидкости из призабойной зоны пласта в сторону скважины за счет повышенной водосв зывающей способности специально приготовленной тампонаж- ной композиции приводит к снижению степени обводненности призабойной зоны продуктивного пласта, что должно повлечь за собой снижение депрессии и срока освоени , а в итоге - повышение производительности скважин

П р и м е р. Из саригюхского глинопо- рошка и водного раствора жидкого стекла заготавливают глинистую пасту. По результатам изучени  процесса набухани  срок выдержки глинопорошка в 6%-ном водном растворе натриевого жидкого стекла должен составл ть не менее 4 ч (табл.2). Затем глинистую пасту с помощью перемешивающих устройств гидравлического или механического типа разбавл ют насыщенным водным раствором хлорида натри  путем интенсивного перемешивани  в течение 1 ч. На полученной глинистой суспензии затвор ют цемент, В лабораторных исследовани х использованысаригюхский глинопорошок - обычный бентонит монтмо- риллонитового типа и портландцемент Подольского цементного завода. Отношение жидкости затворени  и твердой фазы подбирают из услови  приготовлени  тампонажного раствора с растекаемостью по конусу АзНИИ не менее 18 см. Измерение растекаемости с помощью конуса АзНИИ, плотности ареометром АГ-2, предела прочности при сжатии и газопроницаемости проводилось по стандартным методикам. Измерение коэффициента К , характеризующего водосв зывающую способность

твердеющего раствора и камн  и представл ющего собой отношение объема водной фазы, поступившей из проницаемой породы , к объему тампонажного раствора, контактирующего с породой, проводилось по методике, разработанной в МИНГ им. И.М.Губкина.

В табл.1 приведены примеры вли ни  способов приготовлени  и состава тампонажного раствора на его физико-механические свойства. В колонках 2-6 содержатс  конкретные сведени  о составе тампонажного раствора в мае.ч. или в % от массы цемента. Введение в тампонажный раствор глинопорошка, предварительно обработанного жидким стеклом, дает отрицательный эффект (табл. 1, образец 1) образуетс  высокопроницаемый и малопрочный цементный камень. При добавлении к тампокажному цементу хлорида натри  и глинопорошка, не обработанного жидким стеклом, наблюдаетс  некоторое снижение водосв зывающей способности (коэффициент К) при достаточно высокой проницаемости цементного камн , несмотр  на весьма низкое значение водотвердого отношени  В/Т 0,40 (табл.1, образец 2).

Предлагаемый способ приготовлени  тампонажного раствора позвол ет получить цементный камень, характеризующийс  максимальными значени ми показател  К и самыми низкими значени ми проницаемости (табл.1, образцы 3, А, 16-18). Приготовление глинистой пасты на пресной воде не позвол ет получить оптимального комплекса показателей - высокого значени  К и низкой проницаемости (табл.1, образцы 11, 12 и 1).

Данные табл.1 позвол ют оптимизировать дл  данного способа состав тампонаж- ного раствора: на 100 мае.ч. портландцемента 5-12 мае.ч. бентонитового глинопорошка монтмориллонитового типа , 0,4-0,8 мае.ч. натриевого жидкого стекла (в пересчете на сухое), 9,4-16,3 мае.ч, хлорида натри , водотвердое отношение 0,43- 0,52 при растекаемости 18-23 см.

5Наиболее эффективно применение

предлагаемого способа при цементировании обсадных колонн при вскрытии малопористых и слабопроницаемых продуктивных пластов.

0 Использование предлагаемого способа приготовлени  тампонажного раствора обеспечивает по сравнений с существующими способами сокращение сроков освоени  скважин за счет уменьшени  зоны

5 проникновени  фильтратов бурового и тампонажного растворов в продуктивном коллекторе , а в итоге - повышение производительности скважин.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Способ приготовлени  тампонажного раствора, включающий затворение-тампонажного портландцемента суспензией, содержащей бентонитовый глинопорошок, 5 воду, жидкое стекло и хлорид натри , о т - личающийс  тем, что, с целью повышени  водосв зывающей способности твердеющего камн  при одновременном снижении его проницаемости, предвари- 0 тельно смешивают бентонитовый глинопо- рошок с жидким стеклом до получени  пасты и выдерживают не менее 4 ч, затем готов т суспензию смешением пасты с раствором хлорида натри  при следующем со- 5 отношении компонентов, мас.ч.: Тампонажный портландцемент 100 Бентонитовый глинопорошок5-12 0 Жидкое стекло (в пересчете на сухое) 0,4-0,8 Хлорид натри  9,4-16,3 Вода 51,8-63,2

   Таблица 1

   Примечание.К - отношение объема водной фазы, поступившей из проницаемой породы, к объему тампонажного раствора, контактирующего с породой.

   Таблиц 2