Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Сахапова Альфия Камилевна

Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах
<
Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сахапова Альфия Камилевна. Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.06 Казань, 2006 189 с. РГБ ОД, 61:06-5/3339

Содержание к диссертации

Введение

1 Современные технологии ремонтно-изоляционных работ с использованием полимеров 9

1.1 Анализ эффективности ремонтно-изоляционных работ 9

1.2 Требования к тампонажным материалам, применяемым для ремонтно-изоляционных работ 27

1.3 Применение олигомеров для ремонтно-изоляционных работ и общие представления о механизме их действия 29

2. Экспериментальная часть 46

2.1 Характерне гика объектов исследования 46

2.2 Методика приготовления смеси 48

2.3 Меюды исследования структуры композиций и свойств полимерного тампонажного материала 48

3 Разработка оптимальных составов полимерных тампонажных композиций 66

3.1 Обоснование разработки тампонирующих составов с использованием термореактивных полимерных материалов 66

3.2 Влияние содержания компонентов и температуры среды на характеристики полимерной композиции и физико-механические свойства тампонажного камня 68

3.3 Обоснование выбора рецептуры полимерного состава для ремонта скважин 114

3.4 Исследование стойкости полимерного камня в пластовых жидкостях и гидроизолирующих свойств полимерных тампонажных материаловна основе карбамидоформальдегидной и ацетоноформальдегидной смол 119

4 Промышленные испытания полимерных тампонажных композиций 129

4.1 Результаты промысловых испытаний с применением полимерных композиций 129

4.2 Разработка нового способа изоляции зон водопритока в скважине

4.3 Экономическая оценка применения технологии ремонтно-изоляционных работ с использованием разработанных полимерных композиций 137

Основные выводы и рекомендации 143

Список использованной литературы 145

Приложение А 161

Введение к работе

В настоящее время большинство нефтяных месторождений России находится на поздней стадии разработки. Эта стадия характеризуется ростом обводненности добываемой продукции, падением добычи нефти. На данном этапе особое значение приобретают работы по сохранению эксплуатационного фонда скважин в работоспособном состоянии путем проведения ремонтных работ.

На долю ремонтно-изоляционных работ (РИР) приходится существенная часть от общего объема работ, проводимых при капитальном ремонте скважин. Основным материалом при проведении таких работ, по -прежнему, остается портландцемент.

Широкое применение цементного раствора для гидроизоляционных работ обусловлено недефицитностью и низкой стоимостью цемента. В то же время низкая проникающая способность, невысокая седиментационная устойчивость, дисперсность цементной суспензии не позволяют изолироваїь каналы и трещины малых размеров, что отрицательно сказывается на успешности ремонтных работ и продолжительности эффекта водоизоляции. В связи с этим, в последнее время перспективным является применение полимерных материалов, позволяющих исключить эти недостатки.

В этом аспекте большую актуальность приобретают полимерные тампонажные материалы на основе ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол. Механизм образования из них твердых продуктов и свойства последних отличаются от таковых у минеральных тампонажных растворов (цементов), благодаря чему возникает возможность достичь качественно новых показателей при РИР в скважинах.

Преимуществом этих смол является не только их высокая проникающая способность в поры пласта и микротрещины цементного кольца, но и наличие

на отечественном рынке сбыта, низкая стоимость используемых реагентов, а также экологическая безопасность.

Все эти свойства указывают на перспективность применения карбамидоформальдегидных и ацетоноформальдегидных смол для ремонта скважин. Однако в настоящее время недостаточно изучены возможности регулирования технологических свойств применяемых полимеров, химического состава и строения полимерного тампонажного материала, механизм структурообразования и вопросы совершенствования технологических схем проведения РИР.

В связи с этим актуальной задачей является изучение технологических свойств, карбами доформальдегидно и и ацетоноформальдегидной смол, выявление особенностей их взаимодействия и совершенствование технологии применения в качестве гидроизолирующих агентов.

Цель диссертационной работы.

Повышение эффективности ремонтно-изоляционных работ в скважинах за счет разработки новых тампонажных композиций на основе карбамидоформальдегидной и ацетоноформальдегидной смол и новых технологий проведения РИР на скважинах.

Основные задачи исследований.

1. Анализ состояния проблемы обводнения нефтяных скважин и
применяемых технологий ремонтно-изоляционных работ.

2. Обоснование выбора ацетоноформальдегидной и
карбамидоформальдегидной смол для ремонтно-изоляционных работ.

3. Разработка водоизоляционных композиций на основе
ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол.

4. Изучение структуры, технологических и прочностных свойств
разработанных водоизоляционных композиций различных составов, а также
устойчивости образующихся полимерных камней к действию агрессивных
сред.

  1. Изучение механизма отверждения водоизоляционных композиций.

  2. Разработка нового способа изоляции зон водопритока в скважине.

7. Практическая реализация результатов, оценка их технико-
экономической эффективности.

Научная новизна.

1. Впервые исследованы свойства и закономерности механизма
отверждения тампонажных композиций на основе смесей
ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол.

2. Показано, что по сравнению с полимерными композициями на основе
индивидуальных смол композиции на основе смесей ацетоно- и
карбамидоформальдегидных смол позволяют более эффективно регулировать
скорость процесса их отверждения как в щелочной, так и в кислой средах,
улучшить физико-механические свойства образующегося полимерного камня
(увеличивается прочность камня при изгибе и сжатии, уменьшается хрупкость
и усадка).

3. Изменение свойств тампонажных материалов обусловлено
образованием комплексов с межмолекулярными водородными связями в
смесях ацетоно- и карбамидоформальдегидных смол.

4. Установлен механизм отверждения ацетоноформальдегидной смолы и
полимерной композиции в щелочной среде, который осуществляется по типу
альдольной и кротоновой конденсации.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Разработаны новые полимерные тампонажные композиции для ремонтно-изоляцонных работ на основе смесей ацетоно-, карбамидоформальдегидных смол, обладающие стабильностью при хранении, регулируемыми сроками отверждения и улучшенными физико-механическими свойствами образующихся полимерных камней (патент РФ № 2259469).

  1. Разработан новый универсальный способ изоляции зон водопритока, применение которого позволяет использовать более широкий ряд тампонажных материалов, снизить риск возникновения аварийной ситуации с одновременным повышением эффективности ремонтных работ (патент РФ № 2237797). Разработанный способ успешно применен на 6 скважинах ОАО «Татнефть» с достижением 100%-ной водо изоляции.

  2. Разработан и применяется в ОАО «Татнефть» РД 153-39.0-275-02 «Технология ликвидации нарушений эксплуатационной колонны и негерме шчности цементного кольца» с использованием ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол. Полимерные тампонажные составы на основе ацетоно-, карбамидоформальдегидной смол применены на 43 скважинах ОАО «Татнефть».

  3. За цикл разработанных технологий диссертанту присвоено звание лауреата по итогам Всероссийского конкурса «Инженер года» по версии «Инженерное искусство молодых» в номинации «Нефтяная и газовая промышленное гь».

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались:

на научно - практической конференции VIII Международной выставки «Нефть, газ. Нефтехимия - 2001», г. Казань, 2001 г.

на II научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского государственного университета «Материалы и технологии XXI века», г. Казань, 2001 г.

на научно - практической конференции молодых работников ОАО «Татнефть» «Техника, технология и экономика разработки и эксплуатации нефтяных месторождений Татарстана в начале 21 века», г. Альметьевск, 2002г.

- на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии
«Материалы и нанотехнологии», г. Казань, 2003 г.

на юбилейной научно-методической конференции «III Кирпичниковские чтения», г. Казань, 2003 г.

- на молодежной научно-практической конференции «Техника,
технология и экономика разработки и эксплуатации нефтяных месторождений
Татарстана в начале XXI века», г. Бугульма 2003 г.

- на II Всероссийской научно-практической конференции « Разработка,
производство и применение химических реагентов в нефтяной и газовой
промышленности», г. Москва 2004 г.

- на 11-ой международной конференции студентов и аспирантов
«Синтез, исследование свойств, модификация и переработка
высокомолекулярных соединений», г. Казань 2005 г.

- на отчетных научных конференциях КГТУ 2004 - 2006 гг.
Публикации.

По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 2 статьи, 8 тезисов доклада на научно - практических конференциях, 1 руководящий документ, 2 патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 37 рисунков, список использованной литературы из 123 наименований, 1 приложение.

Диссертационная работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете, Татарском научно - исследовательском и проектном институте нефти «ТатНИПИнефть» (г. Бугульма).

Автор выражает благодарность за консультации и практическую помощь при выполнении диссертационной работы научным соруководителям к.х.н., доценту Кузнецовой О.Н., к.т.н. Кадырову P.P., а также сотрудникам лаборатории ВИР отдела ЭРС института «ТатНИПИнефть», сотрудникам кафедры химической технологии пластических масс КГТУ.

Требования к тампонажным материалам, применяемым для ремонтно-изоляционных работ

Практика РИР выработала определенные требования к изолирующим материалам и их растворам[43, 52,56,57,58]: 1) Тампонажный раствор должен : - характеризоваться устойчивой однородностью; для этого в процессе отверждения тампонажного состава не должно происходить его расслоение, отверждение должно происходить во всем объеме; - быть химически инертным по отношению к металлу труб, горным породам и плас говым флюидам; - иметь регулируемые в широких пределах сроки отверждения; тампонажный состав должен сохранять подвижность в течение времени, необходимого для его закачивания в интервал проведения РИР; - плотность должна быть такой, чтобы столб жидкости в скважине не создавал опасных перегрузок на пласт; - иметь вязкость в оптимальных пределах; легко проникать в низкопроницаемые породы; - быть прост в приготовлении; при этом должна быть предусмотрена необходимость проведения РИР в любое время года; - иметь доступные, нетоксичные и недефицитные компоненты. Вещества, способные в результате химических превращений переходить из одного физического состояния в другое (из жидкого в твердое) в той или иной мере всегда токсичны. В связи с этим, прежде чем рекомендовать тампонажный материал к применению, должно быть выполнено его санитарно-эпидемиологическое заключение. 2) Тампонажный камень должен: - характеризоваться инертностью по отношению к окружающей среде; - быть устойчив к действию пластовых флюидов, технологических жидкостей, пластовых температур и давлений; - отверждаться без усадки; - обладать хорошей адгезией на границах «колонна-камень» и «камень-порода»; - быть трещиностойким; - обладать низкой хрупкостью; - характеризоваться отсутствием водо-,газо-, нефтепроницаемостей; - иметь механическую прочность, достаточную для сохранения приданной ему геометрической формы в течение всего времени эксплуатации скважины.

Соблюдение всех перечисленных физико-химических и технологических факторов обеспечит высокую долговечность камня. Однако качество тампонажного камня не является простой суммой характеристик, хотя их обеспечение и является необходимым условием. Возможно материал с не очень высокой механической прочностью, но эластичный и с хорошей адгезией к меіаллу труб и породам, также будет успешно выполнять свои функции. Для успешного применения водоизоляционных композиций необходимо учитывать их преимущества и недостатки.

Высокая эффективность тампонажного материала обеспечивается сочетанием всех вышеперечисленных факторов. Низкая эффективность РИР в скважинах при применении суспензий минеральных вяжущих веществ - тампонажного цемента, шлака, гипса и их модификаций, привела к разработке тампонирующих смесей на базе органических вяжущих материалов.

Основу полимерных тампонажных материалов составляют низкомолекулярные органические полимеробразующие составы и некоторые макромолекулярные соединения. Механизм образования из них твердых продуктов и свойства последних отличаются от таковых у минеральных тампонажных растворов, благодаря чему возникает возможность достичь качественно новых показателей при РИР в скважинах. Промысловая практика подтверждает, что использование полимерных тампонажных материалов часто бывает успешным в тех случаях, когда применение цементных расі воров эффекта не приносит. Чаще всего их используют при ремонте скважин, реже - для изоляции зон поглощений и водогазонефтепроявлений при бурении, и почти никогда - для первичного тампонирования. Такое неравномерное распределение потребления вызвано в первую очередь дороговизной полимеров по сравнению с тампонажными цементами. Другая, может быть более существенная причина - отсутствие надежных рецептур полимерных тампонажных материалов.

Опыт использования полимерных тампонажных материалов указывает на то, что их применение в ряде случаев является оправданным не только технологически, но и экономически [48, 59]. Тем не менее, создание новых и совершенствование существующих рецептур полимерных тампонажных материалов для РИР сдерживается из-за отсутствия представления о строении и механизме действия применяемого реагента, чем следует руководствоваться при выборе полимерного материала. Органическое вяжущее в полимерных тампонажных материалах может быть получено за счет использования основных реакций синтеза высокомолекулярных соединений - полимеризации или поликонденсации, а также макромолекулярных реакций с участием высокомолекулярных соединений. В настоящее время разработано и опробовано при проведении РИР в скважинах большое количество тампонирующих смесей на базе полимерных связующих.

Меюды исследования структуры композиций и свойств полимерного тампонажного материала

Исследования инфракрасных спектров проводились на спектрофотометре марки Perkin Elmer FT-IR. Образцы представляли собой «пленку» жидкого раствора, нанесенную между полиэтиленовыми пленками. Идентификацию сигналов проводили в соответствии с литературными данными [100-102].

Спектры Н-ЯМР высокого разрешения снимались на ЯМР -спектрометре TESLA BS 567А с Фурье преобразованием. Идентификацию сигналов Н-ЯМР проводили в соответствии с литературными данными [101-104]. Спектры снимались на ЯМР спектрометре фирмы Varian, модель Unity 300 MHz. Идентификацию сигналов 13 С ЯМР проводили в соответствии с литературными данными [101-104]. Оценка времени отверждения проводилась по следующей методике. Готовится испытуемая смесь объемом не менее 500 мл. Затем приготовленная смесь разливается в три химических стакана, которые устанавливаются в термостатирующую баню, температура в которой соответствует температуре окружающей среды с точностью ± 1С. Температура исходных компонентов, берущихся для приготовления композиции также равна температуре окружающей среды. Отмечают время от начала помещения трех стаканов со смесью в термостат. Промежуток времени, через который тампонирующей смесь начинает тянуться по стеклянной палочке диаметром 6 мм после ее помещения в смесь, является временем гелеобразования. Периодически наклоняя стаканы, фиксируют время, когда мениск тампонирующей смеси перестает смещаться. Определенное таким образом время является временем отверждения испытуемой тампонирующей смеси. Времена отверждения и гелеобразования смеси рассчитывают как средние арифметические величины.

Вязкость полимерных тампонажных материалов определялась после их приготовления. В экспериментах использованы разбавленные 50% водные растворы полимерного тампонажного материала, что продиктовано необходимостью разборки рабочего узла вискозиметра после завершения эксперимента.

Исследуемый материал помещался в цилиндрический стакан, который закреплялся на корпусе вискозиметра таким образом, что в материал погружался воспринимающий элемент вискозиметра (шпиндель), соединенный с приводом электродвигателя. При включении электродвигателя шпиндель начинал вращаться. Вязкое трение жидкости о шпиндель определяется по закручиванию приводной пружины, которое измеряется датчиком угла вращения. Скорость вращения измерительного шпинделя может задаваться от 0,3 до 200 об/мин. Вывод информации об измеряемой жидкости осуществляется на экран вискозиметра. Результатом измерения считалось среднее значение из трех последовательных показаний прибора.

Для быстрого определения условной вязкости полимерных композиций использовали вискозиметр ВЗ-246 по ГОСТ 9070-75. Прибор представляет собой резервуар, имеющий форму воронки, со сменными соплами и прижимной гайкой. Принцип действия прибора основан на определении времени истечения определенного объема испытуемой жидкости через отверстие сопла. Результатом измерения считалось среднее значение из трех последовательных показаний прибора.

Процессы взаимодействия полимерных материалов с металлом и породой очень сложны и определяются как физико-химическими свойствами материала, природой металла и породы, так и условиями отверждения полимерного раствора.

Методы оценки адгезионных свойств тампонажных материалов с металлом, в основном, сводились к определению величины напряжения, возникающего при выдергивании железного стержня из испытуемого образца, сдвиге железного стержня вдоль плоскости сцепления с испытуемым раствором, отрыве железного параллелепипеда (при разрыве или изгибе) от испытуемого материала [56].

Метод отрыва исключает влияние объемных изменений твердеющего материала. Для определения прочности контакта тампонажного материала с ограничивающими поверхностями с учетом объемных изменений при отверждении использовали метод кольца [105]. При этом учитывали, что затвердевшее кольцо тампонажного материала оказывает различное давление на внутреннюю и внешнюю ограничивающие поверхности, как при усадке, так и при расширении. Поэтому прочность контакта с внутренней и с внешней ограничивающими поверхностями определяли отдельно.

Для измерения прочности контакта с внешней ограничивающей поверхностью из материала, с поверхностью которого определяли прочность контакта, изготовляли кольцевую форму- обойму с перфорированным дном и крышкой.

Форму собирали с дном. На дно клали смоченный в воде кружок фильтровальной бумаги, перекрывающие все перфорационные отверстия, и заливали тампонажный материал. На внутреннюю сторону крышки также клали кружок фильтровальной бумаги, но оставляли открытым отверстие под пробку. После этого устанавливали крышку. После удаления части раствора из отверстия, ввинчивали болт и помещали собранную форму в заданные условия отверждения. Форма ставилась на отверждение вертикально, крышкой вверх.

Влияние содержания компонентов и температуры среды на характеристики полимерной композиции и физико-механические свойства тампонажного камня

Физико-химические характеристики полимерной композиции и свойства тампонажного камня определяются, главным образом, природой полимера и компонентов, участвующих в структурообразовании. Значительное влияние на прочностные характеристики тампонажного камня может оказать температура среды, т.к. процесс каталитического отверждения термореактивных смол сопровождается выделением тепла. Следовательно, изучение влияния указанных факторов на свойства полимерного раствора имеет первостепенное значение для практического применения их в ремонтно-изоляционных работах в скважинах.

Нами были исследованы следующие полимерные составы: ацетоноформальдегидная смола - щелочной катализатор, карбамидоформальдегидная смола - кислый катализатор и смеси готовых ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол с различными катализаторами.

В экспериментах с ацетоноформальдегидной смолой АЦФ-ЗМ-75 было установлено существенное влияние объема приготавливаемой композиции на стабильность ее характеристик (табл.3.1). В качестве щелочного катализатора использовали 10% водный раствор едкого натра в объемном соотношении смола : катализатор 10:1. При малых объемах приготовленного полимерного раствора (100- 500 см3) сроки отверждения их получались более длительными и нестабильными, чем при больших объемах (1000-1400 см3), что объясняется в случае небольших объемов композиции более интенсивным охлаждением раствора и снижением скорости отверждения. Дальнейшие исследования проводились с растворами, приготовленными в объеме 1000 см3.

Влияние содержания компонентов на технологические характеристики полимерного раствора и физико-механические свойства отвержденного материала изучали при варьировании количеств смолы и катализатора отверждения в композициях.

В качестве катализатора отверждения использовали водные растворы едкого натра (10% и 35%). Выбор обоснован тем, что применение растворов меньшей концентрации приводит к разбавлению реакционной системы и увеличению продолжительности отверждения, а с увеличением концентрации едкого натра свыше 35 масс.% резко повышается вязкость раствора и соответственно скорость отверждения. Применение рабочих растворов малой концентрации щелочи приводит к увеличению продолжительности отверждения смолы, более того, требуется введение в систему больших количеств для полноты отверждения (рис. 3.1). Таким образом, оптимальным является концентрация едкого натра от 10 до 35%. В таблице 3.2 приведены свойства полимерных растворов и образующихся из них тампонажных камней в зависимости от содержания катализатора отверждения (10%-ного и 35% -ного водного едкого натра).

Из анализа данных таблицы 3.2 следует, что при малом содержании катализатора отверждения (от 0,5 до 5,0 % с 10%-ным раствором едкого натра, от 0,5 до 1,0% с 35%-ным раствором едкого натра) наблюдается замедление отверждения полимерного раствора, а образующийся камень имеет низкую прочность или вовсе не твердеет (табл. 3.2 №№ 1,2,12). С увеличением содержания щелочи наблюдается сокращение сроков отверждения, а прочность камня повышается. Например, при содержании 10%-ного едкого натра в количестве 10 см на 100 г смолы начало отверждения составляет 1 час 46 мин, а при увеличении количества едкого натра до 15 см время отверждения раствора сокращается до 50 минут. Прочность камня на изгиб при этом достигает 1,78 МПа против 0,92 МПа при меньшем содержании катализатора отверждения. Как видно из таблицы 3.2, дальнейшее увеличение щелочи при соотношении смолы и едкого натра 2,2:1 ( 10%-ный NaOH) и 4,5:1( 35%-ный NaOH) приводит к резкому сокращению времени отверждения и увеличения хрупкости камня. Были исследованы Н ЯМР, ЯМР 13С и ИК спектры начала отверждения ацетоноформальдегидной смолы в присутствии катализатора отверждения NaOH.

Разработка нового способа изоляции зон водопритока в скважине

Известно, что наиболее эффективно слои внутрипоровой воды могут быть изолированы соединениями, которые способны активно внедряться в свободный объем пор либо в слои рыхлосвязанной воды и прочно удерживать воду на внутрипоровой поверхности породы [14 ]. Для этого используют маловязкие, легкофильтрующиеся водоограничивающие полимерные составы при условии отверждения в порах пласта и не отверждения их в стволе скважины. В идеале необходимо произвести быстрое отверждение состава сразу же после попадания в водонасыщенную часть пласта. Однако, по технологическим причинам время отверждения выбирают с учетом получения тампонажного материала, сохраняющего способность к прокачиванию в течение всего процесса тампонирования. Снижение риска возникновения аварийной ситуации в процессе ремонтно-изоляционных работ с одновременным повышением эффективности изоляции зон водопритока может быть достигнуто при применении разработанного способа изоляции зон водопритока в скважине [118,122 ].

Согласно данным [119] продолжительность снижения давления после закачки и соответственно время прекращения межпластового перетока и перемешивания закачанных жидкостей в призабойной зоне пласта составляет 15-30 мин (1000-2000с). То есть это время, до истечения которого необходимо завершить процесс отверждения. Иначе закачиваемый состав неизбежно будет разбавляться пластовой водой. Еще хуже обстоит дело с цементной суспензией, время начала отверждения которой составляет 6-8 часов, а конец - 16-24 часа. Сущность нового способа в следующем. В скважину последовательно и непрерывно закачивают в зону водопритока полимерный состав и цементную суспензию, полимерный состав имеет время отверждения не менее 90-120 минут (по технологическим причинам с целью избежания преждевременного отверждения), закачку цементной суспензии осуществляют после закачки разделительной жидкости, проявляющей одновременно свойства отвердителя полимерного состава и ускорителя отверждения цементной суспензии, а до и после разделительной жидкости дополнительно закачивают подушку пресной воды. Подушки пресной воды необходимы лишь для предотвращения смешивания компонентов в заливочной трубе. При использовании этого способа происходит внутрипластовое смешивание полимерного состава, содержащего катализатор отверждения, с дополнительным количеством последнего для ускорения отверждения и предотвращения размыва пластовой водой. Практически одновременно происходит смешивание переднего фронта закачиваемой цементной суспензии с разделительной жидкостью (ускорителем отверждения), что предотвращает размыв корки цементной суспензии.

Таким образом, в данном способе ликвидируется техническое противоречие, обусловленное необходимостью иметь технологически безопасный срок отверждения полимерного состава-90-120 мин, и необходимость быстрого отверждения полимерного состава до завершения процесса смешения пластовых жидкостей в течение 15-30 мин. То же касается и цементной суспензии.

Например, для ацетоноформальдегидной смолы катализатором отверждения является водный раствор щелочи NaOH. Одновременно этот же раствор щелочи является ускорителем схватывания цементной суспензии [105]. Для пары кремнийорганическое соединение - цементная суспензия разделительной жидкостью, проявляющей одновременно свойства отвердителя и ускорителя, является водный раствор хлористого алюминия. Для пары карбамидоформальдегидная смола - цементная суспензия разделительной жидкостью является водный раствор отхода производства хлористого алюминия.

При проведении промысловых испытаний данного способа РИР использовалось стандартное оборудование, применяемое при капитальном ремонте скважин: цементировочный агрегат ЦА-320М, кислотный агрегат Азинмаш -30А, автоцистерны. Этот способ применялся нами также для РИР при использовании композиции ацетоноформальдегидной смолы. Порядок проведения работ показан на примере скважины № 3117. В приложении приводится план на производство капитального ремонта скважины № 3117.

По результатам промысловых испытаний с использованием данного способа на 6 скважинах успешность применения технологии составила 100%. Условия и результаты проведения РИР с использованием данного способа на основе ацетоноформальдегидной смолы приведены в таблице 4.2. В данном расчете оценивалась эффективность использования полимерных составов на основе ацетоноформальдегидной и карбамидоформальдегидной смол при проведении ремонта крепи скважин.

Для ликвидации зоны нарушения с большой приемистостью (I вариант) в качестве базы сравнения принимаются скважины с использованием обычного цементажа с предварительной закачкой глинистого раствора. Для ликвидации зоны нарушения с малой приемистостью (II вариант) в качестве базы сравнения принимаются скважины с использованием составов из смолы ФР-12. В свое время тампонажные составы на основе смол ТСД-9 и ФР-12 хорошо зарекомендовали себя при проведении РИР на скважинах ОАО «Татнефть». Однако выпуск этих смол резко сократился, и ввиду высоких таможенных пошлин и транспортных расходов произошло их существенное подорожание. Поэтому из арсенала службы капитального ремонта практически исчез высокоэффективный материал для ремонтно-изоляционных работ.

Результаты лабораторных и промысловых испытаний показывают, что составы, разработанные на основе предлагаемых смол, и технология их использования могут применяться на нефтяных месторождениях Республики Татарстан для проведения работ как в зимнее, так и в летнее время года взамен не используемых в настоящее время в ОАО «Татнефть» смол ТСД-9, ФР-12.

Похожие диссертации на Ацетоно- и карбамидоформальдегидные смолы в качестве тампонажных материалов для ремонтно-изоляционных работ в скважинах