27. Полимерные тампонажные материалы

Низкая эффективность РИР связанных с использованием суспензий минеральных вяжущих веществ, тампонажного цемента, шлака, гипса и их модификаций привела к разработке тампонирующих смесей на базе органических вяжущих материалов, так называемых полимерных тампонажных материалов (ПТМ).

Они могут быть приготовлены в виде истинных растворов, а так же растворов содержащих их твердую фазу; иметь практически любую вязкость - от единиц до десятков и сотен миллипаскаль-секунд.

Полимерные тампонажные растворы имеют ряд преимуществ перед растворами минеральных вяжущих веществ:

- небольшая плотность тампонирующей смеси;

- хорошая адгезионная способность по отношению к различным телам;

- широкий диапазон регулирования времени схватывания;

- высокая фильтрационная способность;

- отсутствие проницаемости тампонажного камня;

- устойчивость к различного вида коррозии.

Смолы представляют собой высокомолекулярные органические вещества (полимеры). Они используются при борьбе с поглощениями.

Получение синтетических смол сводится к превращению исходных низкомолекулярных веществ в высокомолекулярные. При этом может протекать реакция полимеризации или поликонденсации.

Полимеризация - процесс соединения большого числа молекул низкомолекулярных веществ в одну большую макромолекулу высокомолекулярного вещества.

Поликонденсация - это процесс образования высокомолекулярного вещества, происходящий с выделением побочных продуктов: воды, аммиака, хлористого водорода и др.

Из большого числа полимеров наиболее широко применяются водорастворимые смолы. Однако наиболее перспективными являются водонерастворимые смолы, способные противостоять перетокам жидкости по стволу скважины и в самом пласте и не вступать с ней во взаимодействие, благодаря чему сохраняются исходный компонентный состав и соответствующие ему свойства раствора

Применяют карбамидные смолы - продукты конденсации мочевины с формальдегидом; фенолформальдегидные смолы - продукт конденсации альдегидов (главным образом формальдегидов) с фенолами; акилрезорциновые смолы.

Тампонажные смеси на основе синтетических смол оцениваются плотностью, вязкостью, растекаемостью, началом загустевания (гелеобразования), временем твердения или началом полимеризации и концом полимеризации. Тампонажный камень - прочностными характеристиками.

28. Отверждаемые глинистые растворы

ОГР получают введением в глинистый раствор фенолформальдегидных смол с отвердителями. В качестве отвердителя применяют формалин, параформ, минеральные кислоты. В процессе перемешивания состава в среде глинистого раствора при реакции поликонденсации формируется полимерная пространственная сетка, в которой глинистый раствор играет роль наполнителя. Раствор и его фильтрат заполняет изолируемую полость и превращается в пластмассу, а твердая фаза, кольматируя каналы перетоков, твердеет и герметизирует их. После отверждения состав дает довольно прочный тампонажный камень. Предназначается для изоляции зон поглощений при температурах от 15 до 80 0С.

Базовые рецептуры ОГР

Наименование

Глинистый раствор, м3

Смола ТС-10, м3

Формалин, м3

ОГР-1-40

0,65

0,25

0,1

Время загустевания

200С - 6 часов; 300С - 3-30 часа; 400С - 1-30 часа.

ОГР-1-60

0,53

0,25

0,1

Время загустевания

500С - 5 часов; 600С - 2-30 часа.

ОГР обладает рядом преимуществ:

- высокая коррозионная стойкость к термосолевой агрессии и водогазопроницаемость при сравнительно высокой механической прочности тампонажного камня;

- способность обеспечивать монолитную связь тампонажного камня со стенками скважины при наличии на стенках даже рыхлых фильтрационных корок;

- низкая плотность, что облегчает технологию работ и уменьшает расход смеси при тампонировании.

- наличие наполнителя повышает деформативность пластмассы и уменьшает усадочные явления в камне.

- высокая седиментационная устойчивость

Недостатком является токсичность фенолов и отвердителей.