Промывочные жидкости и растворы - Нетвердеющие смеси

Нетвердеющие смеси

 

Нетвердеющие составы на основе синтетических смол полу­чили название вязкоупругих растворов. Один из составов пред­ставляет собой водную смесь полиакриламида, водораствори­мых синтетических смол (гексарезорциновой, ФР-12, ФР-50 и др.) и технического формалина. Содержание полиакриламида в исходном водном растворе составляет 0,5—1%, водного раство­ра гексарезорциновой смолы    1—2%-ной   концентрации —10—15% и водного раствора формалина 40%-й концентрации — 1-2%.

Вязкоупругий раствор готовят следующим образом. В глино­мешалке в течение 1—2 ч перемешивают водный раствор ПАА, а в отдельной емкости — водный раствор смолы в течение 20— 30 мин. После этого раствор смолы выливают в раствор ПАА и перемешивают 20—30 мин. Затем постепенно при тщательном перемешивании вводят формалин, смесь оставляют в покое на 18—20 ч для завершения реакции. Полученный состав представ­ляет собой резиноподобный гель плотностью 1 г/см3 с довольно прочной пространственной решеткой из скоагулировавшего по­лимера (водонаполненная полимерная сетка). Для уменьшения температуры замерзания вязкоупругого состава водный раствор ПАА можно приготовить на водном растворе поваренной соли.

Очень прочная упругая структура образуется при сополиме-ризации акриламида 16—25%-ной водной концентрации с ме-тиленбисакриламидом 1—4%-ной концентрации. Для иницииро­вания полимеризации применяется окислительно-восстанови­тельная система, включающая персульфат аммония и гидро­сульфат натрия (соответственно 0,5 и 0,14% от массы акрил-амида). Вязкая масса формируется в течение 3—4 мин и су­щественно зависит от температуры.

Этот состав не может быть доставлен в зону поглощения в виде однорастворной смеси. Его следует либо получить смеши­ванием исходных компонентов в зоне поглощения, либо облаго­раживать введением реагента — замедлителя схватывания, ко­торый бы отодвигал сроки схватывания на период закачки.

Вязкоупругие составы применяются при борьбе с поглоще­ниями, а также для повторного тампонирования. С целью по­вышения эффективности в них можно вводить наполнители.

 

ТАМПОНАЖНЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ ЛАТЕКСОВ

 

Латексные растворы получают при смешивании латекса с водным раствором хлористого кальция примерно в равных объ­емах. Наиболее распространенная концентрация хлористого кальция 3—5%. Процесс коагуляции сопровождается резким ро­стом вязкости продукта, поэтому латексные растворы получают преимущественно в скважине в зоне поглощения.

Для регулирования свойств тампонажных растворов на осно­ве латекса используются различные добавки. Так, прочность тампона из скоагулировавшего латекса повышается при введе­нии в раствор 10—15% лигнина, структуру малоконцентриро­ванным латексам придают добавкой КМЦ (0,5—1% порошка от массы латекса или до 10% к объему латекса 5—7%-ного вод­ного раствора). Для повышения закупоривающей способности вводят наполнители, оптимальная добавка которых составляет 100—120 кг/м3. Так как плотность латексов ниже плотности воды, их закачивают с применением пакеров.

 

ТАМПОНАЖНЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ

 

При обработке лигносульфонатов солями поливалентных ме­таллов образуется гель со свойствами, характерными для твер­дого тела. Наиболее распространенные лигносульфонаты в та­ких смесях —сульфитспиртовая барда (ССБ) и сульфитдрожжевая бражка (СДБ), коагулянты — бихроматы (натрия, калия, аммония) и другие соли хрома.

Время образования геля зависит от концентрации ССБ и ко­личества соли хрома. Чем выше концентрация ССБ, тем меньше количество соли хрома необходимо для образования геля. Так, при концентрации ССБ (СДБ) в растворе 40% введение 14% бихромата натрия образует гель в течение 2 мин, а введение 4% бихромата натрия в раствор ССБ 25%-ной. концентрации приводит к образованию геля в течение 3 ч. Прочность геля по­вышается при введении в состав смеси минеральных наполните­лей: глины, песка и др.

Смесь готовят в следующем порядке: вода — ССБ — наполни­тель— коагулянт. После ввода каждого компонента смесь пере­мешивается в течение 3—5 мин. Бихроматы вводят в виде вод­ных растворов в соотношении с водой 1 : 1,5.

Тампонажные смеси на основе лигносульфонатов применяют­ся для борьбы с поглощениями промывочной жидкости.

 

БИТУМНЫЕ ТАМПОНАЖНЫЕ СМЕСИ

 

Битумные смеси представляют собой расплавленный битум с различного рода добавками и наполнителями. Введение напол­нителей (песок, глина, цемент) в битум уменьшает растекаемость смеси по поглощающим каналам, сокращает ее расход, улучшает разбуриваемость битумной пробки.

Процент добавки наполнителя в битумную смесь подбирает­ся в зависимости от величины каналов поглощения. Так, при на­личии в зоне поглощения крупных трещин и каверн следует вводить до 50% наполнителей. Увеличение добавок свыше 50% может привести к тому, что смесь не выдавится из тампонаж­ного снаряда, поэтому превышать эту цифру не следует.

Глину и цемент вводят с эмульгаторами и пластификатора­ми. Тогда массу наполнителей можно увеличить до 100% от массы битума. В качестве эмульгатора рекомендуется приме­нять кальцинированную или каустическую соду, пластификато­ром является соляровое масло или керосин. Масса эмульгатора должна составлять 2%, а пластификатора — 5% от массы би­тума.

Битумы и битумные смеси в условиях, когда имеется исход­ное сырье и отработана технология их использования, могут быть весьма эффективным тампонажным материалом. Однако необходимость дополнительного оборудования для разогрева битумных составов, дополнительная операция разогрева, более сложная организация работ, пожароопасность ухудшают усло­вия труда буровиков. Все эти факторы ограничивают примене­ние битумных составов.

Основные недостатки тампонажных смесей из органических веществ — их токсичность, высокая стоимость, необходимость строгой дозировки компонентов, низкая технологичность. Они плохо смываются с бурового оборудования и инструмента, должны храниться в специальной таре, требуют тщательного перемешивания и осторожного обращения. Эти недостатки уменьшают, комбинируя органические и неорганические компо­ненты.