RU2721616C1 - Состав для герметизации пустот в породе - Google Patents
Состав для герметизации пустот в породе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721616C1 RU2721616C1 RU2019136836A RU2019136836A RU2721616C1 RU 2721616 C1 RU2721616 C1 RU 2721616C1 RU 2019136836 A RU2019136836 A RU 2019136836A RU 2019136836 A RU2019136836 A RU 2019136836A RU 2721616 C1 RU2721616 C1 RU 2721616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- composition
- reagent
- dispersion medium
- fibers
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims abstract description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 10
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 23
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000008398 formation water Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 10
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 10
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 4
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 4
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 4
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 2
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 2
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 244000144725 Amygdalus communis Species 0.000 description 1
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 description 1
- 244000226021 Anacardium occidentale Species 0.000 description 1
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 description 1
- 241000206761 Bacillariophyta Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 229920004934 Dacron® Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 240000006711 Pistacia vera Species 0.000 description 1
- 235000003447 Pistacia vera Nutrition 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGGQKDBXXFIWJD-UHFFFAOYSA-N calcium;dihydroxy(oxo)silane;hydrate Chemical compound O.[Ca].O[Si](O)=O UGGQKDBXXFIWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000020226 cashew nut Nutrition 0.000 description 1
- 229910052620 chrysotile Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZTGOUSAYHCYNCG-UHFFFAOYSA-O dicalcium;sodium;dioxido(oxo)silane;hydron Chemical compound [H+].[Na+].[Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O ZTGOUSAYHCYNCG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000013305 flexible fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000004791 lurex Substances 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 229910052884 pectolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 235000020233 pistachio Nutrition 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920006306 polyurethane fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;hydroxy(trioxido)silane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])([O-])[O-].O[Si]([O-])([O-])[O-] CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/502—Oil-based compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/5045—Compositions based on water or polar solvents containing inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/514—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к блокирующим составам, позволяющим изолировать и разобщать зоны поглощений технологических жидкостей при бурении и креплении скважин в интервалах интенсивного движения пластовых вод. Состав содержит диспергируемый в дисперсионной среде реагент, содержащий 35-75 мас.% диатомитовой земли, 20-60 мас.% измельченного волокнистого целлюлозного материала, 2-15 мас.% рубленого волокна с длиной волокна в диапазоне от 2 мм до 18 мм. Техническим результатом является повышение степени изолирующих свойств предлагаемого состава при изоляции интервалов поглощения скважинных жидкостей в пористых, кавернозных, трещиноватых породах. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 10 пр.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к блокирующим составам, позволяющим изолировать и разобщать зоны поглощений технологических жидкостей при бурении и креплении скважин в интервалах интенсивного движения пластовых вод.
Природные ресурсы, такие как нефть и газ, находящиеся в подземном пласте или зоне, обычно извлекаются путем бурения ствола скважины. Скважина бурится при циркуляции в ней бурового раствора. Буровой раствор обычно циркулирует вниз через внутреннюю часть бурильной трубы и вверх через кольцевое пространство, которое расположено между внешней частью трубы и стенками ствола скважины.
Часто при бурении ствола скважины встречаются одна или несколько проницаемых зон. Проницаемыми зонами могут быть, например, слабоконсолидированные пласты, пустоты, естественные трещины или индуцированные трещины, которые возникают, когда слабые зоны имеют градиенты трещин, превышающие гидростатическое давление бурового раствора или цементного раствора. Во время операции бурения проницаемая или трещиноватая зоны могут привести к потере бурового раствора. Буровой раствор течет в зоны поглощения, а не возвращается на поверхность, что приводит к потерям бурового раствора. В некоторых случаях происходит падение статического уровня в скважине, что приводит к падению давления на открытый пласт и потенциально может привести к катастрофической потере контроля над скважиной.
На текущий момент можно выделить несколько типов ликвидации поглощений бурового раствора: кольматирующие составы с использованием фракций различного размера; полимерсшиваемые составы, золи; отверждаемые составы.
Хотя существует множество материалов и композиций, которые были предложены для предотвращения потери циркуляции, по-прежнему существует потребность в еще более универсальных и более совершенных композициях и способах предотвращения, а также уменьшения потери циркуляции.
Известен блокирующий состав для изоляции зон поглощений при бурении и капитальном ремонте скважин (см. патент RU 2670298 С1 от 22.10.2018), содержащий 0,6-1,0 мас. % водорастворимого анионного высокомолекулярного полиакриламида (ПАА), 7,0-7,4 мас. % хризотила (волокнистый минерал класса силикатов) в качестве наполнителя и воду.
Недостатком известного состава является использование для закупорки трещин только хризотрила. Это делает состав узконаправленным, то есть закупоривать будут только небольшие трещины.
Известен тампонажный состав для изоляции зон интенсивного поглощения (см. патент RU 2542063 С1 от 20.02.2015), включающий портландцемент, полуводный гипс, глину, пенообразователь и воду, хлорид кальция, гидроксиэтилцеллюлозу и инертную добавку, при этом в качестве глины состав содержит палыгорскитовый, или монтмориллонитовый, или каолиновый термомеханически активированный глинопорошок, в качестве пенообразователя - анионактивное или амфотерное поверхностно-активное вещество ПАВ, в качестве инертной добавки содержит фибру полипропиленовую, или асбестовое волокно, или мраморную муку.
Недостатком известного состава является использование в качестве наполнителей мелкодисперсных порошков и волокон одного вида. Данный состав может быть использован только для закупорки узкого диапазона трещин. Кроме того, в состав входят такие компоненты, как гипс и цемент, что создает технологические трудности при использовании, а именно риск перехода состава в непрокачиваемое состояние через неопределенное время.
Известна суспензия для предотвращения поглощения бурового раствора (см. патент ЕР 2398866 В1 от 04.03.2015), включающая базовую жидкость, от 1,4 г/дм3 до 28 г/дм3 (от 0,5 до 10 ppb) по меньшей мере одной волокнистой структуры, по меньшей мере один утяжелитель и множество частиц силиката кальция. В качестве базовой жидкости используют воду или маслянистую жидкость. В качестве волокнистой структуры - целлюлозные или синтетические волокна. Синтетическая волокнистая структура при это может содержать полиэфир, акрил, полиамид, полиолефин, полиарамид, полиуретан, виниловый полимер, стеклянные волокна, углеродные волокна, регенерированную целлюлозу (вискозу) или их смеси. Силикат кальция может быть в виде CaSiO3, CaSiO4, Ca2SiO4, Ca3SiO7, Са3(Si3O9) и Ca4(H2Si4O13) с различным процентным содержанием кристаллизационной воды, и может быть как природным, так и синтетическим. Природные минералы силиката кальция известны под различными названиями, включая ларнит, гиллебрандит, фошагит, афвиллит, фошалласит, геллебекаит, граммит, столовый шпат, волластонит, ксоналтит, ксонотлит, эаклит и пектолит кальция. Предпочтительным силикатом кальция в известном изобретении является валостонит. Дополнительно суспензия может содержать мостиковый агент.
Недостатком известной суспензии является использование в качестве наполнителей мелкодисперсных порошков и волокон одного вида, что позволит кольматировать только мелкие трещины.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является поглощающая композиция для герметизации трещин (патент US 8739872 В1 от 03.06.2014), содержащая:
- материал в виде частиц, содержащий от 45 до 60 мас. % частиц диатомитозой земли, от 5 до 15 мас. % графитового материала, от 5 до 15 мас. % скорлупы молотых орехов и от 5 до 15 мас. % измельченного волокнистого целлюлозного материала;
- волокнистый материал - от 5 до 15 мас. % синтетических рубленых волокон;
- не содержащий цемента отверждаемый состав - от 10 до 20 мас. % полугидрата сульфата кальция и от 2 до 12 мас. % метасиликата натрия.
В качестве скорлупы молотого ореха используют скорлупу грецкого ореха, скорлупу арахиса, скорлупу миндаля, скорлупу кешью, скорлупу бразильских орехов, скорлупу каштанов, скорлупу фисташковых орехов и скорлупу пекана. В качестве синтетических рубленых волокон - полипропиленовые волокна, вискозные волокна, углеродные волокна, карбидокремниевые волокна, стекловолоконные волокна, акриловые полиэфирные волокна, полиамидные волокна, ароматические полиамидные волокна, полиолефиновые волокна, полиуретановые волокна, поливинилхлоридные волокна и волокна поливинилового спирта. Синтетические рубленые волокна имеют среднюю длину от около 0,5 до 13 мм. Известная композиция эффективно герметизирует поры и останавливает потери бурового раствора из-за больших трещин, таких как те, которые имеют размер около 200 микрон или более, и в некоторых вариантах осуществления трещины, имеющие размер около 200 микрон до около 4000 микрон, и в других вариантах осуществления трещины, имеющие размер от около 500 микрон до около 2500 микрон, в то же время демонстрируя устойчивость к высоким температурам, таким как в некоторых вариантах от около 70°F(20°C) до около 400°F(204°C) и в других вариантах от около 150°F до около 250°F.
Основным недостатком данной композиции является невозможность кольматирования трещин с размером более 4000 микрон (4 миллиметра). Это накладывает ограничения на применения состава в интервалах с наличием поглощающих трещин широкой раскрытости, в частности на месторождениях республики Татарстан, Самарской и Оренбургской области.
Задачей изобретения является создание состава для герметизации пустот в породе, способный надежно кольматировать трещины от 2 до 10 мм без закачки большого объема кольматирующей пачки.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в повышении степени изолирующих свойств предлагаемого состава при изоляции интервалов поглощения скважинных жидкостей в пористых, кавернозных, трещиноватых породах.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что получают состав для герметизации пустот в породе, содержащий диспергируемый в дисперсионной среде реагент, содержащий диатомитовую землю, измельченный волокнистый целлюлозный материал, рубленое волокно с длиной волокна в диапазоне от 2 мм до 18 мм, при следующем соотношении компонентов, % мас:
| Диатомитовая земля | 35-75 |
| Измельченный волокнистый целлюлозный материал | 20-60 |
| Рубленное волокно (фибра) с длиной волокна в диапазоне | |
| от 2 мм до 18 мм | 2-15 |
Содержание реагента в дисперсионной среде составляет от 18 до 35% массовых.
Для приготовления заявленного состава для герметизации пустот в породе используют следующие материалы.
Диатомитовая земля. Представляет собой легкий порошкообразный минерал белого, серого и желтоватого цвета, состоящий из микроскопических кремнеземнистых панцирей водорослей (диатомей). Диатомовая земля и измельченный волокнистый целлюлозный материал являются дисперсными материалами и обеспечивают быструю дефлюидизацию составов. Фибра увеличивает прочность на сдвиг полученной в зоне поглощения толстой фильтрационной корки.
В качестве фибры может быть использована стальная фибра, флексабитая фибра, кордная фибра, шелковая фибра, стекловолоконная фибра, полипропиленая фибра, нейлоновая фибра, дедероновая фибра, базальтовая фибра, дакроновое фибра, вискозная фибра, капроновая фибра, люрексная фибра, парарамидная фибра, или комбинированная нить на их основе с длиной волокна от 2 до 18 мм. Наиболее предпочтительными являются стальная фибра, люрексная фибра, парарамидная фибра, флексабитовая фибра и базальтовая фибра.
Армирование состава при помощи фибры. Основной принцип действия состава - удаление избыточной жидкости из состава в породу вокруг поглощающего интервала и формирование плотной корки в зоне поглощения. При этом после проведения операции по ликвидации поглощения сформированная корка может быть размыта потоком бурового раствора в процессе бурения и повторного возникновения поглощения бурового раствора. Использование фибры в составе позволяет предотвратить вымыв полученной корки из зоны поглощения потоком бурового раствора, значительно повысить устойчивость полученной корки к перепадам давления.
Жидкость-носитель для состава с быстрой фильтрацией может быть водой, базовым маслом или раствором соли. В соответствии с некоторыми вариантами реагент добавляют к жидкости-носителю в количестве примерно до 300 кг/м3. Кроме того, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, состав можно приготовить путем добавления барита, соли, карбоната кальция или других обычных утяжелителей в жидкость для достижения желаемой плотности.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения улучшенный состав для закупоривания трещин включает дисперсный материал для быстрого обезвоживания жидкой композиции, волокнистый материал для увеличения прочности на сдвиг получаемого в трещине уплотненного состава.
Отличительной способностью разработанного состава является надежное кольматирование трещин от 2 до 10 мм без закачки большого объема кольматирующей пачки, в отличие от стандартных составов с быстрой фильтрацией.
Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет подобранной смеси наполнителей, с использованием ряда новых материалов, таких, как стальная, флексабитовая, параарамидная фибра. При использовании предлагаемого состава благодаря синергетическому эффекту его компонентов обеспечивается максимальное кольматирование разноразмерных пустот в породе (раскрытость трещин от 2 мм и выше).
Далее будет приведен наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения, который тем не менее, не ограничивает другие возможные варианты осуществления явным образом следующие из материалов заявки и понятные специалисту.
На заводе-изготовителе проводят изготовление реагента. Непосредственно на объекте проведения работ из реагента готовят состав для герметизации пустот в породе, используя в качестве дисперсионной среды минеральное масло, рассол или пресную воду (далее по тексту - флюид).
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления реагент для приготовления состава для герметизации пустот в породе включает в себя комбинацию нескольких материалов для получения композиции, которая позволяет помещать твердую, неподвижную массу в трещину пласта, чтобы предотвратить потерю циркуляции бурового раствора, в которой композиция не может быть выдавлена из трещины полностью или частично из-за колебаний давления.
Состав для герметизации пустот в породе приобретает как прочность на сжатие, так и прочность на сдвиг, когда материал дефлюидизирован в зоне поглощения.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения состав эффективно останавливает потери бурового раствора из больших трещин, имеющие размер около 2000 микрон, и в то же время демонстрируя устойчивость к низким/высоким температурам, таким как от около 0°С до около плюс 180°С.
Реагент для приготовления состава для герметизации пустот в породе получают простым смешиванием ингредиентов. Содержание компонентов представлено в процентах от веса сухой композиции. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения реагент для приготовления состава для герметизации пустот в породе включает следующие компоненты: около 35-75% по массе диатомовой земли, около 20-60% по массе измельченного волокнистого целлюлозного материала, около 2-15% по массе рубленых волокон (фибра) с длиной волокна в диапазоне от 2 мм до 18 мм.
Для приготовления реагента используют следующие ингредиенты:
1. Базальтовая фибра - например, коммерчески доступный материал от компании «Sudaglass Fiber Technology».
2. Стальная фибра - например, коммерчески доступный материал от компании «VULKAN HAREX STEELFIBER INC».
3. Параарамидная фибра - например, коммерчески доступный материал от компании «Teijin Aramid».
4. Полипропиленовая фибра - например, коммерчески доступный материал от компании «Арт-пласт».
5. Измельченный волокнистый целлюлозный материал - например, древесная мука согласно ГОСТ 16361-87 «Мука древесная».
6. Диатомитовая земля - например, коммерчески доступный материал «CLARCEL» компании «Chemviron».
Для приготовления состава из реагента в качестве дисперсионной среды используют следующие ингредиенты:
1. Техническая вода, предоставляемая на объекте проведения работ в широком диапазоне минерализации (от пресного до соленасыщенного раствора).
2. Минеральное масло - например, коммерчески доступный материал «Rosneft Drilltec В2» от компании ООО «РН-Смазочные материалы».
При этом концентрация реагента в жидкости-носителе (дисперсионной среде) составляет от 18 до 35%. Кроме того, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, состав можно приготовить путем добавления барита, соли, карбоната кальция или других обычных утяжелителей в жидкость для достижения желаемой плотности.
После того, как состав закачали в зону поглощения, давление сжатия с поверхности приводит к тому, что состав быстро теряет жидкость в проницаемый пласт или в проницаемую сеть трещин. Образовавшаяся неподвижная масса приобретает как прочность на сжатие, так и прочность на сдвиг, и будучи на месте в трещиноватой зоне перекрывает ее. Фильтрационная корка быстро превращается в жесткую герметизирующую массу, которая практически непроницаема для всего бурового раствора, так что минимальное количество последующих буровых или обрабатывающих жидкостей проходит в трещину.
Следующие примеры иллюстрируют композиции реагента и способы, описанные выше.
В таблице 1 приведены данные о содержании компонентов в исследованных составах. 
Приготовленные составы готовят на различных типах жидкостей. В таблице 2 приведены данные по использованию состава при приготовлении кольматирующей пачки с использованием воды или минерального масла (где Пример №0 - прототип).
Время дефлюидизации при перепаде давления 100 psi получают путем заливки состава в объеме 300 мл в стандартную ячейку низкотемпературного фильтр-пресса без использования фильтровальной бумаги (только базовая металлическая сетка). Для оценки максимального размера закупориваемых трещин используют тестер проницаемости с набором перфорированных дисков (с отверстиями круглого сечения диаметром 2, 3, 5 и 10 мм, с щелевидными отверстиями длиной 27 мм и шириной 1,5; 2,5; 3 и 5 мм). Перепад давления в процессе определения кольматирующей способности составлял 1000 psi. Объем состава для определения кольматирующей способности - 450 мл, отверстие считают закольматированным при начале истечения прозрачного фильтрата.
Полученные кольматирующие характеристики приведены в таблице 3. 
Пример 1
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Базовая рецептура без использования фибры. Благодаря отсутствию в составе фибры допускается к закачке через компоновку низа бурильной колонны с наличием телесистемы, долота. Состав показывает высокую скорость фильтратоотдачи, однако кольматирует только щелевидное отверстие с шириной 1,5 мм, при этом демонстрирует вытекание большого количества состава до момента кольматации.
Пример 2
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Базовая рецептура с использованием базальтовой фибры. Благодаря наличию базальтовой фибры состав способен кольматировать отверстия как щелевидной формы, так и круглого сечения с раскрытостью до 3 мм.
Пример 3
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Рецептура с использованием базальтовой фибры длиной 12 мм. Благодаря этому достигается кольматирующая способность - состав способен кольматировать отверстия как щелевидной формы, так и круглого сечения с раскрытостью до 5 мм.
Пример 4
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Рецептура с использованием фибры с комбинированием базальтовой фибры различной длины, повышенной доли диатомитовой земли. Благодаря этому достигается высокая кольматирующая способность - самые крупные отверстия (круглого сечения 10 мм и щелевидной формы шириной 5 мм) при минимальных значениях потери состава перед кольматированием отверстий.
Пример 5
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Рецептура с использованием базальтовой фибры длиной 18 мм. Благодаря этому достигается кольматирующая способность - самое крупное отверстие круглого сечения 10 мм, однако при оценке кольматирующей способности на отверстиях щелевидной формы кольматирование получено только для ширины 1,5; 2,5; 3 мм.
Пример 6
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Рецептура с использованием стальной фибры длиной 12 мм. Стальная фибра является самым жестким волокном из представленных. Благодаря этому достигается кольматирующая способность - самые крупные отверстия (круглого сечения 10 мм и щелевидной формы шириной 5 мм). Однако в сравнении с примером 4, где использованы более гибкие типы волокон, для достижения кольматирующего эффекта через отверстия необходимо прокачать существенно больше состава.
Пример 7
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Рецептура с использованием параарамидной фибры длиной 12 мм. Благодаря этому достигается кольматирующая способность - самое крупное отверстие щелевидной формы 5 мм, однако при оценке кольматирующей способности на отверстиях круглого сечения кольматирование получено только для ширины 2; 3; 5 мм, что связано с использованием только одного типа гибкой фибры
Пример 8
В качестве дисперсионной среды для реагента используют минеральное масло. Рецептура с использованием фибры различного типа с комбинированием базальтовой и параарамидной фибры различной длины. Благодаря этому достигается кольматирующая способность - самые крупные отверстия (круглого сечения 10 мм и щелевидной формы шириной 5 мм) при минимальных значениях потери состава перед кольматированием отверстий. При этом расход состава перед кольматированием трещин в сравнении с примером 4, где в качестве среды для диспергирования реагента использовалась пресная вода, выше.
Пример 9
В качестве дисперсионной среды для реагента используют пресную воду. Базовая рецептура с использованием полипропиленовой фибры длиной 12 мм. Благодаря наличию полипропиленовой фибры состав способен кольматировать отверстия как щелевидной формы, так и круглого сечения с раскрытостью до 3 мм.
Пример 10
Рецептура реагента идентична рецептуре реагента из примера 4, однако использованы другие пропорции при непосредственном приготовлении состава, в частности уменьшена концентрация реагента с 30% до 20% массовых. При этом достигается такая же эффективность состава при кольматировании трещин при оценке размера отверстий. Однако количество состава, необходимое для кольматации несколько больше.
Claims (5)
1. Состав для герметизации пустот в породе, содержащий диспергируемый в дисперсионной среде реагент, содержащий диатомитовую землю, измельченный волокнистый целлюлозный материал, рубленое волокно с длиной волокна в диапазоне от 2 мм до 18 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Состав по п. 1, в котором в качестве дисперсионной среды используют воду, минерализованную воду или масло.
3. Состав по п. 1, в котором содержание реагента в дисперсионной среде составляет от 18 до 35 мас.%
4. Состав по п. 1, в котором в качестве рубленого волокна с длиной волокна в диапазоне от 2 мм до 18 мм используют параарамидную фибру, базальтовую фибру, стальную фибру.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136836A RU2721616C1 (ru) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Состав для герметизации пустот в породе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136836A RU2721616C1 (ru) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Состав для герметизации пустот в породе |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721616C1 true RU2721616C1 (ru) | 2020-05-21 |
Family
ID=70803156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019136836A RU2721616C1 (ru) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Состав для герметизации пустот в породе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721616C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2281309C2 (ru) * | 2002-12-15 | 2006-08-10 | Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) | Дисперсно-армированный тампонажный раствор |
| RU2009128732A (ru) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Уфанефтепроект" (RU) | Цемент тампонажный облегченный армированный |
| US8739872B1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-06-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lost circulation composition for fracture sealing |
| RU2529080C1 (ru) * | 2013-06-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах |
| RU2657065C2 (ru) * | 2014-04-15 | 2018-06-08 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Состав для обработки скважины |
-
2019
- 2019-11-15 RU RU2019136836A patent/RU2721616C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2281309C2 (ru) * | 2002-12-15 | 2006-08-10 | Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) | Дисперсно-армированный тампонажный раствор |
| RU2009128732A (ru) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Уфанефтепроект" (RU) | Цемент тампонажный облегченный армированный |
| US8739872B1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-06-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lost circulation composition for fracture sealing |
| RU2529080C1 (ru) * | 2013-06-04 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах |
| RU2657065C2 (ru) * | 2014-04-15 | 2018-06-08 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Состав для обработки скважины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2398866B1 (en) | Defluidizing lost circulation pills | |
| CA2517093C (en) | Compositions and methods of cementing in subterranean formations using a swelling agent to inhibit the influx of water into a cement slurry | |
| US7229492B2 (en) | Cement compositions comprising improved lost circulation materials and methods of use in subterranean formations | |
| US4498995A (en) | Lost circulation drilling fluid | |
| US4460052A (en) | Prevention of lost circulation of drilling muds | |
| US7954549B2 (en) | Methods of using colloidal silica based gels | |
| AU2014384679B2 (en) | Protein-based fibrous bridging material and process and system for treating a wellbore | |
| US6235809B1 (en) | Multi-functional additive for use in well cementing | |
| GB2532529B (en) | Wellbore fluid containing granular hemicellulose material | |
| US20150292279A1 (en) | Method of Stopping Lost Circulation | |
| EP1284248A1 (en) | Low density, fibre-reinforced cement composition | |
| EA026418B1 (ru) | Специально разработанные волокна для обработки скважин | |
| AU2013379755B2 (en) | Lost circulation composition for fracture sealing | |
| US20130043026A1 (en) | Compositions And Methods For Servicing Subterranean Wells | |
| US11434410B2 (en) | Methods of making and using a wellbore servicing fluid for controlling losses in permeable zones | |
| EP2586754A1 (en) | Compositions and methods for completing subterranean wells | |
| CN109021945A (zh) | 架桥材料及其制备方法以及堵漏剂和堵漏液及其应用 | |
| US10253239B2 (en) | Enhanced wellbore strengthening solution | |
| CA2875616A1 (en) | Methods of using oil-based wellbore cement compositions | |
| WO2014008193A1 (en) | Enhanced wellbore strengthening solution | |
| RU2721616C1 (ru) | Состав для герметизации пустот в породе | |
| WO2020264289A1 (en) | Well treatment methods | |
| RU2823955C1 (ru) | Способ цементирования обсадной колонны в скважине | |
| US8978761B2 (en) | Hydrated sheet silicate minerals for reducing permeability in a well | |
| RU2575489C1 (ru) | Кислоторастворимый облегченный тампонажный материал для ликвидации поглощений в продуктивных пластах |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200826 Effective date: 20200826 |