RU2285713C1

RU2285713C1 - Grouting composition

Info

Publication number: RU2285713C1
Application number: RU2005104398/03A
Authority: RU
Inventors: Елена Юрьевна Цыгельнюк (RU); Елена Юрьевна Цыгельнюк; Валерий Михайлович Трифаничев (RU); Валерий Михайлович Трифаничев
Original assignee: Елена Юрьевна Цыгельнюк; Валерий Михайлович Трифаничев
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2006-10-20
Also published as: RU2005104398A

Abstract

FIELD: well drilling engineering.

SUBSTANCE: invention relates to compositions for grouting cavernous spaces and absorbing beds of wells to reinforce intervals with trend for falls occurring in oil, gas, and mining industries (during construction of impervious barriers) in well drilling operations, including drilling of non-producing technical-destination wells. Grouting composition contains 20-65% mud powder, 0.5-65% water absorbing polymer, and 34-60% vegetable, synthetic, or mineral oil.

EFFECT: improved quality of insulation of absorbing beds at better environmental conditions.

1 tbl

Description

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам для тампонирования кавернозных полостей и поглощающих пластов скважин, к составам для крепления интервалов, склонных к вывалообразованию, и может быть использовано в нефтяной, газовой и горно-геологических отраслях (при строительстве противофильтрационных завес) при бурении скважин на нефть, воду, газ, геолого-разведочных скважин на твердые полезные ископаемые, а также инженерно-технических скважин, как материал для гироизолирующего нагнетания.The invention relates to well drilling, in particular to compositions for plugging cavernous cavities and absorbing layers of wells, to compositions for fixing intervals prone to dumping, and can be used in the oil, gas and mining and geological industries (during the construction of air curtains) when drilling wells for oil, water, gas, exploration wells for solid minerals, as well as engineering wells as a material for gyro-insulating injection.

Известен тампонажный состав для временной изоляции поглощающего пласта, содержащий дизельное топливо, битум, бетонит, барит и эмультал (авт. св. №1227804). Этот тампонажный состав не обеспечивает многократного увеличения объема тампонирующей массы, а наличие в нем дизельного топлива и битума оказывает негативное воздействие на окружающую среду, применение состава требует времени на созревание геля в скважине после производства изоляционных работ.A well-known grouting composition for temporary isolation of an absorbing layer containing diesel fuel, bitumen, concrete, barite and emulsion (ed. St. No. 1227804). This grouting composition does not provide a multiple increase in the volume of the plugging mass, and the presence of diesel fuel and bitumen in it has a negative impact on the environment, the use of the composition takes time for the gel to mature in the well after performing insulation work.

Гелеообразующий тампонажный состав для изоляции кавернозной части ствола скважины в процессе бурения содержит меламиноформальдегидную смолу МФ-АР, сульфат алюминия, воду и утяжелитель, представляющий собой смесь глинопорошка (авт. св. №1724855) и баритового утяжелителя. Как и предыдущий состав, данная композиция не обеспечивает многократное увеличение объема тампонирующей массы, а наличие в ней смолы также ухудшает экологическое состояние окружающей среды. Кроме того, после проведения изоляционных работ требуется время на созревание геля в изолируемом интервале скважины.The gel-forming grouting composition for isolating the cavernous part of the wellbore during drilling contains MF-AR melamine-formaldehyde resin, aluminum sulfate, water and a weighting agent, which is a mixture of clay powder (ed. St. No. 1724855) and barite weighting agent. Like the previous composition, this composition does not provide a multiple increase in the volume of the plugging mass, and the presence of resin in it also worsens the ecological state of the environment. In addition, after conducting insulating work, it takes time for the gel to mature in the isolated interval of the well.

Известен также гелеобразующий состав для закупоривания пластов, содержащий оксиэтилцеллюлозу, соль трехвалентного хрома, бентонитовый глинопорощок, щелочь и воду (авт. св. №1592473). Данный гелеобразующий состав позволяет увеличить объем тампонажной массы лишь на 34%, что не позволяет однозначно гарантировать обеспечение надежной изоляции поглощающих интервалов.Also known is a gel-forming composition for plugging formations containing hydroxyethyl cellulose, a salt of trivalent chromium, bentonite clay powder, alkali and water (ed. St. No. 1592473). This gel-forming composition allows to increase the volume of grouting mass by only 34%, which does not allow us to unambiguously guarantee the reliable isolation of the absorbing intervals.

Более близким по эффективности к заявленному изобретению является состав для изоляции зон поглощения в скважинах, содержащий глинистый буровой раствор на водной основе, 10%-ный водный раствор неполноомыленного лонитрила в растворе гидроксида натрия и персульфат щелочного металла или аммония (авт. св. №1789663). Однако данный состав позволяет увеличить объем тампонажной массы только в 2-3 раза и при пластовой температуре не менее 50°С, что ограничивает глубину его использования при изоляции поровых каналов и трещин зон поглощения. Таким образом, рациональная глубина применения смеси составляет не менее 500 м, т.к. пласты, имеющие температуру 50°С и более градусов, расположены на глубине более 500 м.Closer in effectiveness to the claimed invention is a composition for isolating absorption zones in wells, containing a clay-based drilling mud, water-based, 10% aqueous solution of unsaponifiable lonitrile in a solution of sodium hydroxide and alkali metal or ammonium persulfate (ed. St. No. 1789663) . However, this composition allows you to increase the volume of grouting mass only 2-3 times and at reservoir temperature of at least 50 ° C, which limits the depth of its use in the isolation of pore channels and cracks in the absorption zones. Thus, the rational depth of application of the mixture is at least 500 m, because formations having a temperature of 50 ° C or more degrees are located at a depth of more than 500 m.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении качества изоляции поглощающих пластов скважин на глубинах до 2000 м при одновременном обеспечении экологичности работ, исключающих негативное воздействие изолирующего материала на окружающую среду, что особенно важно при бурении эксплуатационных скважин на воду.The problem to which the invention is directed, is to improve the quality of isolation of absorbing layers of wells at depths up to 2000 m while ensuring environmental friendliness of the work, eliminating the negative impact of the insulating material on the environment, which is especially important when drilling production wells on water.

Решение этой задачи обуславливается техническим результатом, заключающимся в многократном увеличении объема тампонирующей массы, образующейся вследствие взаимодействия заявляемых компонентов с водой, и, как следствие этого, повышении качества изоляционных работ. Многократное (в десятки раз) увеличение объема резиноподобной нетвердеющей тампонирующей массы обеспечивает ей возможность принимать форму трещин и каверн, благодаря чему достигается их надежная изоляция, причем не требуется «закрытие» скважины на созревание гидроизолирующей массы и исключается необходимость использования обсадных труб при прохождении осложненных поглощающих горизонтов скважин. При этом, благодаря компонентному составу, тампонажная масса не растворяется в воде и, следовательно, снижается возможность ее размыва водой или промывочной жидкостью.The solution to this problem is caused by the technical result, which consists in a multiple increase in the volume of the plugging mass formed as a result of the interaction of the claimed components with water, and, as a consequence, improving the quality of insulation work. A multiple (tenfold) increase in the volume of a rubber-like non-hardening plugging mass allows it to take the form of cracks and caverns, which ensures their reliable isolation, without the need to “close” the well to mature the waterproofing mass, and eliminates the need for casing when passing through complicated absorbing horizons wells. At the same time, due to the component composition, the grouting mass does not dissolve in water and, therefore, the possibility of its erosion by water or washing liquid is reduced.

Тампонажный состав включает следующие компоненты: глинопорошок, выпускаемый по ТУ 39-0147001-105-93, полимер водопоглощающий серии АК, выпускаемый по ТУ 6-02-00209912-59-2003, масло подсолнечное нерафинированное ГОСТ 1129-93. Все компоненты состава могут быть заменены сходными по физико-химическим характеристикам компонентами, выпускаемыми по иным техническим условиям. Например, в составе может быть использован глинопорошок, выпускаемый по ТУ 480-1-334-91. Вместо полимера водопоглощающего можно использовать влагопоглощающий полимерный препарат «Петросорб» С 113, выпускаемый по ТУ 2458-005-23107887-96. Вместо масла подсолнечного нерафинированного может использоваться любое растительное, синтетическое или минеральное масло, а также отходы их производства.The grouting composition includes the following components: clay powder produced in accordance with TU 39-0147001-105-93, AK water-absorbing polymer produced in accordance with TU 6-02-00209912-59-2003, unrefined sunflower oil GOST 1129-93. All components of the composition can be replaced by components that are similar in physical and chemical characteristics, manufactured according to other technical conditions. For example, clay powder produced according to TU 480-1-334-91 can be used in the composition. Instead of a water-absorbing polymer, you can use the moisture-absorbing polymer preparation "Petrosorb" C 113, manufactured according to TU 2458-005-23107887-96. Instead of unrefined sunflower oil, any vegetable, synthetic or mineral oil, as well as waste from their production, can be used.

Таблица Table № опытаExperience number Содержание компонентов состава, мас.%The content of the components of the composition, wt.% Увеличение объема, не менее разVolume increase, at least once Глинопорошок, выпускаемый по ТУ 39-0147001-105-93илиТУ480-1-334-91Clay powder produced according to TU 39-0147001-105-93 or TU480-1-334-91 Полимер " водопоглощающий серии АК по ТУ 6-02-00209912-59-2003 или полимерный препарат «Петросорб» С113^xx по ТУ 2458-005-23107887-96Polymer "water-absorbing series AK according to TU 6-02-00209912-59-2003 or the polymer preparation" Petrosorb "C113 ^xx according to TU 2458-005-23107887-96 Масло подсолнечное нерафинированное ^x-ГОСТ 1129-93 или любое растительное, ^xxсинтетическое ^xxx или минеральное масло ^xxx, а также отходы их производствUnrefined sunflower oil ^x -GOST 1129-93 or any vegetable, ^xx synthetic ^xxx or mineral oil ^xxx , as well as waste from their production 1one 4545 0,5^х 0.5 ^x 54,5^х 54.5 ^x 55 22 6565 1,0^х 1.0 ^x 34,0^хх 34.0 ^xx 1010 33 6060 2,0^х 2.0 ^x 38,0^хх 38.0 ^xx 20twenty 4four 5555 3,0^х 3.0 ^x 42,0^х 42.0 ^x 30thirty 55 50fifty 5,0^хх 5.0 ^xx 45,0^х 45.0 ^x 50fifty 66 4040 10,0^хх 10.0 ^xx 50,0^ххх 50.0 ^xxx 100one hundred 77 4040 15,0^хх 15.0 ^xx 45,0^хх 45.0 ^xx 140140 88 20twenty 20,0^xx 20.0 ^xx 60,0^хххх 60.0 ^xxx 150150 99 30thirty 20,0^хх 20.0 ^xx 50,0^х 50.0 ^x 170170

Заявляемый тампонажный состав приготавливают путем смешивания компонентов в течение 10-15 мин при температуре 18°С-25°С в глиносмесительной установке, бетономешалке или другой спецтехнике, предназначенной для смешивания.The inventive grouting composition is prepared by mixing the components for 10-15 minutes at a temperature of 18 ° C-25 ° C in an clay mixer, concrete mixer or other special equipment intended for mixing.

В зависимости от глубины и мощности осложненного поглощающего интервала, способа бурения, компоновки и типа бурового снаряда возможны различные способы доставки тампонажного состава в зону поглощения: наливом через устье необходимого объема смеси, контейнерная доставка, доставка буровым насосом, цементировочным агрегатом.Depending on the depth and power of the complicated absorbing interval, the drilling method, layout and type of drill, various methods of delivering the grouting composition to the absorption zone are possible: by pouring the required volume of the mixture through the mouth, container delivery, delivery by a mud pump, cementing unit.

После доставки тампонажного состава в зону тампонирования и вследствие взаимодействия его с водой или промывочной жидкостью происходит многократное увеличение в объеме тампонажной массы, что обеспечивает качественную и надежную изоляцию тампонируемого интервала скважины, причем время, необходимое для активации состава водой или промывочным раствором, составляет 5-10 минут.After delivery of the grouting composition to the plugging zone and due to its interaction with water or flushing fluid, a multiple increase in the volume of grouting mass occurs, which ensures high-quality and reliable isolation of the plugged interval of the well, and the time required for activating the composition with water or flushing solution is 5-10 minutes.

При необходимости восстановить проницаемость пласта, образовавшуюся тампонажную массу, разрушают путем обработки изолированной части пласта 10% соляной кислотой.If necessary, to restore the permeability of the formation, the resulting cement mass is destroyed by treating the isolated part of the formation with 10% hydrochloric acid.

Claims

Grouting composition, including clay powder, water-absorbing polymer and vegetable, synthetic or mineral oil in the following ratio of components, wt.%:

Clay powder 20-65 Water-absorbing polymer 0.5-20 Vegetable, synthetic or mineral oil 34-60