2.3.2 Гідрофобний тампонажний матеріал

Фенолоформальдегідні і резорциноформальдегідні смоли, незалежно від того, що вони позбавлені багатьох недоліків, які притаманні суспен­зіям мінеральних в'яжучих (цементним розчинам), також є гідрофільними матеріалами, що в певній мірі відбивається на ефективності PIP після їх використання. У зв'язку з цим для відновлення герметичності кріплення обсадних колон і усунення заколонних перетікань, особливо в найсклад­ніших випадках, коли використання смол ТС-10, ТСД-9 або інших там­понажних матеріалів виявляється безрезультатним, застосовують гідро­фобний тампонажний матеріал - ГТМ.

В інституті ВНИИБТ разом із інститутом сланців (Естонія) розроб­лено гідрофобний тампонажний матеріал (ТУ 38-309-75) на основі алкіл-

401

резорцинової епоксифенольної смоли (ГОСТ 1561-63). Багатоцільовий синтетичний матеріал ГТМ-3 (3-я модифікація) є двокомпонентним роз­чином алкілрезорцинової епоксифенольної смоли (АЕФС) в кількості 95-99% і отверджувача поліетиленполіаміну (ПЕПА) - 5-1%. ГТМ-3 - це однорідна темно-коричнева, корозійно-стійка і малов'язка рідина без осаду і механічних домішок.

До основних фізико-хімічних властивостей ГТМ-3 відносяться: а) гідрофобність як у вхідному, так і в твердому станах (запобігається водорозчинення і водорозбавлення); б) нульова водовіддача; в) малі вхідні в'язкість і густина (в момент отримання за 20°С коефіцієнт в'яз­кості АЕФС знаходиться в межах 25-45с за ВЗ-4, а густина розчину - в межах 1050-1100 кг/м³); г) хороша здатність проникати в найбільш проникні і тріщинуваті ділянки ізольованого пласта, які є шляхами над­ходження пластової води у свердловину; ґ) здатність тверднути в прісній і пластовій водах, нафтах і органічних рідинах за температур у діапазоні від -5°С до +80°С; д) коагуляція в процесі змішування з прісною або пластовою водою з утворенням твердіючої високов'язкої, малотекучої, пружно-еластичної маси; є) легко регульована в межах 1050-1650 кг/м³ густина розчину за рахунок доброго поєднання як з активними, так і з інертними наповнювачами (цемент, пісок та ін.); є) можливість регу­лювання термінів схоплювання в межах 1,6-2,5 год. за рахунок зміни концентрації отверджувача; ж) підвищена стійкість каменю (сформова­ного з ГТМ-3 і цементу) до впливу агресивних середовищ у часі; з) пруж­но-пластичні і безусадкові його властивості, вища міцність і кращі адге-зійні властивості (за міцністю і адгезійною здатністю в 3-5 разів пере­вищує камінь з чистого цементного розчину); і) газоводонафтонепроник-ність за перепаду тиску до 25 МПа; ї) добре зчеплення твердої смоли з поверхнею породи, металу труб і старого каменю, змочених пластовою водою і нафтою; й) антикорозійні і діелектричні властивості матеріалу.

Приготування робочого тампонажного розчину на основі смоли АЕФС і запомповування його здійснюють з допомогою стандартної цементувальної техніки, яка застосовується при ізоляційних роботах.

Отверджувач вводять до АЕФС безпосередньо перед запомповуван-ням розчину у свердловину. У результаті взаємодії ПЕПА з АЕФС має місце екзотермічне виділення тепла і відповідно нагрівання робочого розчину. Тривалість екзотермічної реакції становить 25-45 хв, після чого ГТМ-3 набуває початкової температури.

Після змішування з водою ГТМ-3 коагулює з утворенням твердіючої пружно-еластичної маси. Фільтрат розчину ГТМ-3 і цементу, замішаного на ньому, твердне в порах і тріщинах. Затверділий ГТМ-3 забезпечує хороше зчеплення з поверхнею породи (в т.ч. за рахунок проникання

402

розчину смоли в пори і тріщини гірських порід), металу труб і старого цементного каменю, змочених пластовою водою, нафтою. Пружно-еластичні взірці не проникні за перепаду тиску до 25 МПа.

Рекомендовані склади сумішей подано в табл. 2.115. Суміші без цементу рекомендуються для ізоляції малих пор і тріщин порід, у канали яких не надходить звичайна водоцементна суспензія. У випадку великої проникності чи тріщинуватості рекомендується використовувати тампо­нажний портландцемент, замішаний на ГТМ-3.

Таблиця 2.115 - Властивості тампонажного матеріалу ГТМ-3 (за нормальних умов)

Масові частки компонентів робочого розчину, ГТМ-3, %			Густина Рр, кг/м	Розтіч-ність Dр, см	Температура екзотер­мічної реакції, °С	Терміни схоплювання τсхопл., год/хв		Міцність σ, МПа через 48 год.
АЕФС	ПЕПА	цемент				τи. схопл.	τЬк. схопл.	σзгин.	σстиск.
			Для колекторів з малою проникністю
100	3,0	-	1050	25	34	12-35	14-30	7	18
100	2,5	-	1050	25	32	14-50	16-40	7	15
100	2,0	-	1050	25	27	16-55	18-50	7	14
			Для колекторів з великою проникністю
100	2,5	25	1190	25	32	13-45	15-50	8	17
100	2,5	50	1350	23	30	12-30	14-25	9	19
100	2,5	75	1510	21	29	11-45	13-25	11	22
100	2,5	100	1670	19	28	9-30	12-05	9	28-32

ГТМ-3 рекомендується використовувати для відключення верхніх і проміжних обводнених пластів, відновлення герметичності експлуата­ційної колони, а також для ізоляції зон водоприпливів і поглинань у сверд­ловині, що буриться, для розмежування пластів і кріплення стовбурів, для встановлення високоміцних мостів. ГТМ-3 використовується також для ізоляції інтервалів поглинань бурового розчину у свердловинах. Для ізоляції малих пор і тріщин порід, у канали яких не надходить звичайна водоцементна суспензія, рекомендується до смоли АЕФС додавати 2-3% ПЕПА, а за великої проникності і тріщинуватості - 2,5% ПЕПА та 25-100%> цементу. Тоді час схоплювання суміші становить відповідно 12-18 год. та 9-15 год.