Технология тампонирования двухрастворными смесями

Двухрастворные смеси обычно применяют для тампонирования крупных трещин (2-20 мм шириной, при К_т >2), когда в целях надежного закупоривания необходимо получить пасту из быстротвердеющей (быстросхватывающейся) тампонажной смеси непосредственно в скважине в поглощающей зоне.

К двухрастворным смесям относят быстросхватывающиеся цементные и полимерцементные смеси, отверждаемые глинистые растворы (ОГР) на основе синтетических смол и полимеров, коагулированные полимерглинистые смеси.

Эти смеси представлены основным раствором (с наполнителем или без него) и ускорителем схватывания, отвердителем или коагулянтом.

Ускорителями схватывания обычно служат коагулянты, в качестве отвердителя - кислоты сшивающие ионы (Са²⁺, А1³⁺, СО₃^-, SO₄^2-, SiO₃^2-, NaCl^-) которые поступают в трещиноватую зону в виде растворов (солей, гипса, жидкого стекла и кислот).

Двухрастворные тампонажные смеси в зависимости от концентрации составных частей могут схватываться в различные сроки, от нескольких часов до мгновенного схватывания. Смеси со значительным сроком схватывания могут приготавливаться на поверхности в глиномешалках и тройных смесителях и транспортироваться в зону поглощения по одному из трех рассмотренных выше для однорастворных смесей способов или в контейнере. Последний широко применяется при тампонировании смолами, отверждающими глинистыми растворами и коагулированными растворами.

Тампонирование быстросхватывающимися двухрастворными смесями производят тремя способами:

1) путем последовательного закачивания тампонажной смеси и твердителя (ускорителя схватывания) через бурильные трубы;

2) путем параллельного закачивания тампонажной смеси и твердителя;

З) с помощью погружных тампонажнык устройств смесителей.

Первый способ заключается в периодическом закачивании тампонажной смеси и твердителя в объемах соответствующих пропорций.

Второй способ (параллельного закачивания тампонажной смеси и твердителя) заключается в том, что через колонну бурильных труб закачивают насосом тампонажную смесь, а через затрубье ускоритель или наоборот. Этот способ может быть осуществлен с помощью герметизатора ТУ-7.

Разновидностью второго способа является доставка тампонажной смеси в контейнере, а электролита в виде раствора через затрубье. При выдавливании смеси из контейнера в скважину, заполненную раствором электролита, происходит коагуляция раствора.

Третий способ (тампонирование при помощи погружных устройств) широко используется при тампонировании цементными быстросхватывающимися смесями, реже при тампонировании смолами.

Для тампонирования микротрещиноватых пород можно применять БСС и с различными ускорителями, например, в одной емкости готовят цементный раствор с 10% алебастра, во второй - цементный раствор с 6 % СаСI₂. В контейнер смесителя заливают 8 %-й раствор силиката натрия. Сначала насосом закачивают раствор из 1-й емкости. В смесителе при перемешивании его с жидким стеклом мгновенно образуется паста, которую и залавливают в трещины. Затем закачивают раствор из 2-й емкости. Этот раствор медленно твердеет, но образует более прочный камень.

При тампонировании по третьей схеме пакер необходимо устанавливать не далее 5 м от кровли поглощающего горизонта, в противном случае эффективность тампонирования резко снижается.

При закачивании больших объемов БСС после задавливания пасты происходит скачкообразное повышение подпакерного давления и разрушение закупорки в трещине.

Поэтому, если при нагнетании БСС буровыми насосами при закачивании пасты давление под пакером будет возрастать, нагнетание следует прекратить. Для предупреждения разрушения закупорки трещин пастой необходимо регламентировать количество продавочной жидкости, определяя ее объем из условия: в конце выдавливания смеси из колонны в снаряде должно оставаться не менее 20-30 л цементной смеси.

После закачивания БСС снаряд извлекают из скважины с минимальной скоростью, скважина оставляется в покое в соответствии с временем по ОЗЦ и затем проверяется ее герметичность.

При наличии цементировочных агрегатов можно закачивать значительно большие объемы приготовленной на поверхности пасты, поэтому закупорка трещин будет более надежной и появляется возможность нагнетать подвижные БСС под большим давлением, не опасаясь разрушить закупорку трещин.

Наиболее сложно ликвидировать катастрофическое поглощение промывочной жидкости в трещинах шириной 15-20 мм.

Для надежного закупоривания таких трещин закачивают с помощью насоса цементировочного агрегата из-под пакера глиноцементные смеси с. наполнителями (опилки, кордное волокло и т.д.) или цементные смеси с опилками, которые спускают в зону поглощения в контейнере.

Для определения технологических режимов тампонирования перед закачиванием смеси по гидродинамическим исследованиям строят индикаторную кривую. Затем определяют показатель гидравлического совершенства:

, (2.3)

где ΔР_k и ΔР_п - избыточное давление в кровле и подошве изолируемого интервала, МПа.

При δ ≥0,7 значение ΔР определяют по его максимальному значению по индикаторной кривой. Оно должно быть не менее З МПа, а расход Q снимают с индикаторной кривой по значению, соответствующему ΔР.

При δ < 0,7 значение перепада давления рассчитывают по формуле

, (2.4)

где h_ин - величина интервала зоны поглощения; ΔР - разность плотностей тампонажного раствора и пластовой жидкости кг/м³, δ =0,7.

Уточненное значение расхода смеси можно найти по формуле:

Q=KΔP, (2.5)

где К – коэффициент приемистости. Допустимый предел зависит от горных пород. Для Сибирской платформы ΔP = 5-10 МГIа.

Тогда время нагнетания смеси составит:

, (2.6)

где m - трещиноватость, %, R - радиус тампонирования, м.

По полученным значениям легко найти объем тампонажного раствора::

V = QT_n (2.7)

Дата добавления: 2015-09-05