Увеличения эффективности проведения ремонтно-изоляционных работ (РИР) основанный на применении быстросхватывающейся смеси, с возможностью и позволяющий регулировать период застывания тампонажного раствора

         Предмет и цель исследований

        Задача заявляемого изобретения состоит в разработке тампонажного состава, предназначенного для проведения ремонтно-изоляционных работ при температурах от 20° до 160°С.

Основная часть

Технический результат заключается в увеличении сроков схватывания. Данный показатель  достигается тем, что тампонажный состав для проведения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах, включающий водный раствор неорганической соли и вяжущего состава, согласно заявляемому решению, дополнительно содержит универсальную комплексную добавку на гипсовой основе с небольшим содержанием фосфонатов и замедлитель сроков схватывания нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ). Отверждающийся тампонажный состав Sprut имеет две модификации: Sprut H и Sprut L. Тампонажный камень «Sprut-H» не растворяется в соляной кислоте (15% р-р), а «Sprut-L» – растворяется. Время загустевания и профиль набора консистенции определяли на консистометре при давлении 20 МПа и температурах 30°С, 40°С и 50°C, наиболее характерных для месторождений Поволжья. Время достижения консистенции 100 Вс составами Sprut L и Sprut H приведены в таблице 1.

Таблица 1. Время загустевания тампонажных составов.

Профили набора консистенции

Для состава Sprut характерен промежуток времени, в котором консистенция его изменяется незначительно, а по истечении которого происходит резкое загустевание тампонажного состава (Рис. 1).

Рисунок 1. Профиль набора консистенции составов Sprut L и Sprut H.

       Проникающая способность

          Для сравнительной оценки проникающей способности составов «Sprut-L» и «Sprut-H» на насыпной модели использовали прибор ВМ-6, предназначенный для определения водоотдачи цементных и буровых растворов. В фильтрационный стакан прибора ВМ-6 засыпали отдельно песок или проппант, моделирующие пористую среду. Засыпка песка имела проницаемость по газу 1,5 Д, засыпка проппанта фракции 20/40 и проппанта фракции 16/20 – расчетную проницаемость 80 Д и 183 Д соответственно. В качестве  тампонажных составов сравнения использовали микроцемент Mikrodup 11SR (в/ц=1,0) и цемент ПЦТ-I-G (в/ц=0,44).

Таблица 2. Оценка проникающей способности составов в сравнении с цементным и микроцементным раствором

    Анализируемый состав независимо от модификации обладает низкой начальной вязкостью, соответственно составы имеют более высокую по сравнению с цементным раствором проникающую способность, сравнимую с таковой для микроцементного раствора, с регулируемым удельным весом от 1,30 г/см³до 1,90 г/см³, контролируемым временем начала отверждения, высокой адгезией к металлу и горной породе, увеличенными прочностными характеристиками.

Рисунок 2. Проникновение цемента (а) и микроцемента (б) в пористую среду из проппанта 16/20

Рисунок 3. Проникновение микроцемента (а), SprutL (б) и SprutH (в) в пористую среду из проппанта 20/40

Рисунок 4. Проникновение микроцемента (а), Sprut L (б) и Sprut H (в) в пористую среду из кварцевого песка.

       Прочность тампонажного камня на разрыв при изгибе и на сжатие: 

Формы термостатировали при 30°С, 40°С или 50°С в течение 24 часов при атмосферном давлении, после чего образцы подвергали испытаниям.  Варьирование содержания НТФ кислоты в составе «Sprut» практически не влияет на прочность тампонажного камня, и в целом прочность отвержденного состава «Sprut-L» сравнима с прочностью цементного камня. Прочность отвержденного состава «Sprut-H» значительно выше прочности цементного камня (30-40 МПа на сжатие).

Выводы:

1. Составы «Sprut-L» и «Sprut-H» являются запатентованными ООО «НТЦ ГЕОТЕХНОКИН» прокачиваемыми жидкостями.
2. Для составов Sprut L и Sprut H характерен промежуток времени, в котором консистенция его изменяется незначительно, по истечении которого происходит резкое загустевание тампонажного состава.
3. Составы «Sprut-L» и «Sprut-H» обладают технологически приемлемым временем загустевания. Количеством вводимой НТФ кислоты возможно регулировать время загустевания тампонажных составов в широких пределах.
4. Составы «Sprut-L» и «Sprut-H» имеют более высокую по сравнению с цементным раствором проникающую способность, сравнимую с аналогичным параметром микроцементного раствора.
5. Варьирование содержания НТФ кислоты в составе «Sprut-L» практически не влияет на прочность тампонажного камня, ив целом прочность отвержденного состава «Sprut-L» сравнима с прочностью цементного камня (4-5 МПа на разрыв при изгибе, 10-12 МПа на сжатие). Прочность отвержденного состава «Sprut-H» значительно выше прочности цементного камня (30-40 МПа на сжатие).
6. Применение данной технологии проводилось в скважинах № 32 Евгеньевского, № 275 Ветлянского, № 443 Кулешовского и № 2282 Бариновско-Лебяжинского месторождений с положительным результатом по всем скважинам.

Литература:

1. Кузнецов А.М., Производство каустического магнезита – М.: Промстройиздат., 1948;
2. Применение магнезиальных цементов при бурении скважин и добыче нефти/ Г.М. Толкачев и др. – М: Изд. ЦП НТО НГП им. Акад. И.М. Губкина, 1987;
3. Sorel M. C.R. Acad. – 1867;
4. Толкачев Г.М. технологические жидкости на основе хлормагниевофосфатных систем для бурения, крепления, ремонта и ликвидации скважин// Сборник докладов международной научно-практической конференции «Проблемы научно-технического прогресса в бурении» -Томск, 2004;
5. Пат. 2573651 РФ, Тампонажный состав для проведения ремонтно-изоляционных работ нефтяных и газовых скважин/ Сайпиев Р.А., Никифоров В.Н., Виноградов Е.В.; заявитель и патентообладатель ООО «НТЦ ГЕОТЕХНОКИН». № 2014143428; заявл. 28.10.2014; Опубл. 22.12.2015.