ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ
PLUGGING COMPOSITION FOR INSULATION OF LOST-CIRCULATION ZONES

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.
Известен «Тампонажный состав для изоляции зон поглощения», содержащий водонабухающий полимер (пат. RU №2328514, опубл. 10.07.2008 г.). Состав включает глинопорошок, полиоксиэтилен, наполнитель, щелочной реагент и воду, отличается тем, что состав дополнительно содержит водонабухающий полимер АК-639, при этом в качестве наполнителя используются полые стекломикросферы, а в качестве щелочного реагента - углещелочной реагент, причем компоненты взяты при следующем соотношении, вес.ч.:
глинопорошок
100
полиоксиэтилен
0,01-0,3
водонабухающий полимер АК-639
2-3,5
полые стекломикросферы
5-10
углещелочной реагент
3-5
вода
400-500
Недостатками являются: низкие прочностные свойства, что отрицательно сказывается на результатах изоляционных работ.
Известен «Тампонажный материал» (Пат RU №2295554, опубл. 20.03.2007 г.). Тампонажный материал, содержащий порошок магнезитовый каустический, хлористый магний, триполифосфат натрия, суперфосфат двойной, крахмалосодержащий реагент и воду, отличающийся тем, что соотношение ингредиентов следующее, мас.%:
Порошок магнезитовый каустический
48,61-50,43
Хлористый магний
12,75-13,80
Триполифосфат натрия
1,00-1,96
Суперфосфат двойной
0,25-0,50
Крахмалосодержащий реагент
0,12-0,37
Вода
Остальное
Недостатками являются: небольшой температурный диапазон применения 10-30°C и малая степень объемного расширения - до 0,5%.
Известен «Тампонажный материал» (Пат RU №2235857, опубл. 10.09.2004 г.), принятый за прототип. Тампонажный материал включает портландцемент, расширяющуюся добавку, гипс, ускоритель твердения, пластификатор, отличается тем, что он содержит в качестве расширяющейся добавки по крайней мере одну добавку из группы глиноземистый цемент, сульфоалюминатный цемент, алюминатсодержащие отходы-шлаки от производства ферротитана, ферробора, вторичной переплавки алюминия, в качестве пластификатора - смесь триэтаноламина и кремнеземсодержащей добавки многофункционального действия - KMX в соотношении от 1:1 до 1:10 и дополнительно содержит облегчающую добавку при следующем соотношении компонентов тампонажного материала, мас.%:
Расширяющаяся добавка
2-15
Гипс
7-9
Ускоритель твердения
2-8
Указанный пластификатор
0.3-0.8
Облегчающая добавка
3-10
Портландцемент
Остальное
Недостатками прототипа является его многокомпонентность, что затрудняет процесс приготовления, и регулирования свойств при закачивании в скважину. Также недостатком данного тампонажного материала является его малая степень объемного расширения.
Технический результат заключается в повышении кольматирующей способности тампонажного состава при ликвидации поглощений различной интенсивности от частичных до полных.
2
Технический результат достигается тем, что тампонажный состав для изоляции зон поглощения, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку, CaCL в качестве ускорителя твердения, содержит воду и гидрофобизирующую добавку, в качестве которой используют кремнийорганическую жидкость на основе метилсиликоната натрия, в качестве расширяющейся добавки содержит сополимер карбоновых кислот акрилового ряда, их эфиров и солей при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент
50-50,3
указанная расширяющаяся добавка
1-1,1
указанный ускоритель твердения
2,4-2,6
вода
37
указанная гидрофобизирующая добавка
9,3
Использование в качестве расширяющейся добавки указанных полимерных материалов обеспечивает возможность регулирования структурно-реологических свойств состава в широком диапазоне. Использование расширяющейся полимерной добавки, в количестве 1-1,1% позволяет получить оптимальное объемное расширение тампонажной смеси без существенной потери прочностных свойств. Увеличение доли содержания расширяющейся полимерной добавки приводит к быстрому обезвоживанию системы и соответственно потери необходимых характеристик, при уменьшении доли расширяющейся полимерной добавки уменьшается объемное расширение тампонажной смеси.
Применяемая расширяющаяся добавка является сополимером карбоновых кислот акрилового ряда, их эфиров и солей, представляет собой белый или слабоокрашенный порошок с дисперсностью менее или равно 3. Наиболее предпочтительно использовать сополимер акриламида и калиевой или натриевой акриловой кислоты.
2
Использование ускорителя твердения CaCl в количестве 2,4-2,6% позволяет сократить время образования цементного камня. При уменьшении содержания ускорителя твердения время образования цементного камня существенно увеличивается, а при увеличении заметного сокращения времени твердения не происходит.
Введение гидрофобизирующей добавки, в качестве которой используют кремнийорганическую жидкость на основе метилсиликоната натрия (ГКЖ), позволяет регулировать время набухания расширяющейся полимерной добавки. При изменении доли гидрофобизирующей жидкости время набухания расширяющейся полимерной добавки плохо регулируется.
2
Способ приготовления тампонажного состава следующий. Готовят цементный раствор из портландцемента и жидкости затворения. В качестве жидкости затворения используют смесь из воды 37 мас.% и гидрофобизирующей добавки 9,3 мас.%. При увеличении количества жидкости затворения тампонажный состав становится нестабильным и теряет свои характеристики. В жидкости затворения растворяют CaCl.
В жидкости затворения растворяют ускоритель твердения. После приготовления цементного раствора в него вводят сополимер акриламида и калиевой или натриевой акриловой кислоты. Время перемешивания зависит от объема приготавливаемой смеси.
Тампонажный состав отличается простотой при приготовлении и позволяет расширить арсенал средств, применяемых как для РИР, так и для проведения изоляции зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.
Изменение объема тампонажной смеси исследовалось индикатором набухаемости. Консистенция тампонажной смеси, а соответственно и время закачивания ее в пласт измерялась при помощи консистометра ZM 1002. Время отверждения полимерного состава определялось от момента смешивания компонентов до момента потери подвижности состава. Прочностные характеристики отвержденных образцов определяли по ГОСТ 26798.1-96.
Пример тампонажного состава и эксплуатационные параметры тампонажного состава и образующегося камня приведены в таблице.
Таким образом, тампонажный состав имеет повышенную кольматирующую способность при ликвидации поглощений различной интенсивности от частичных до полных.