Тампонажные материалы на основе минеральных вяжущих для ликвидации зон поглощений

К тампонажным смесям для изоляции зон поглощения предъявляют следующие требования:

- тампонажная смесь должна обладать хорошей текучестью и сохранять ее в течение времени, необходимого для закачивания и продавливания ее в каналы поглощающего пласта

- плотность смеси должна быть близкой к плотности бурового раствора, что в меньшей степени нарушает равновесие в системе «скважина – пласт»;

- скорость схватывания, а так же пластическая прочность смеси должны легко регулироваться; начало схватывания смеси должно превышать время, необходимое для проведения операции по закачиванию ее в пласт на 20-25 %, но не менее чем на 10-15 минут;

- тампонажный раствор и камень из него должны обладать достаточно высокими адгезионными свойствами к породе, металлу, фильтрационной корке;

- должны образовывать безусадочный камень;

- смесь должна сохранять стабильность при температуре и давлении, имеющихся в скважине;

- смесь не должна размываться пластовыми водами;

- после закачивания в зону поглощения смесь должна быстро схватываться и приобретать за короткий срок достаточную прочность: не менее 0,5-1,4 МПа при испытании образцов и сжатие через 8-16 часов.

В промысловой практике широко используются три технологические схемы ликвидации поглощений:

- закачивание в зоны ухода бурового раствора тампонажных смесей;

- намыв в эти зоны инертных наполнителей;

- намыв наполнителей с последующим закачиванием тампонажных смесей.

Установлено, что максимальный эффект при ликвидации поглощений достигается при вскрытии всей зоны ухода раствора. В этой связи при разбуривании пластов с высокой интенсивностью поглощений для сокращения потерь бурового раствора широко используют тампоны – «мягкие пробки»- тестообразную массу из различных наполнителей, замешанную на цементном или буровом растворе, который закачивают в пласт.

Выбор способа ликвидации поглощения, типа материалов и их количество осуществляют на основании характеристик поглощающего пласта – интенсивности поглощения, глубины расположения и толщины пласта, направления и интенсивности перетоков по стволу, размеру и формы трещин.

Все эти данные получают в результате исследования поглощающих пластов.

Тампонажные смеси подбирают по структурно-механическим реологическим показателям, основные из которых: подвижность, сроки схватывания, время загустевания, водоудерживающая способность, плотность и прочность.

Поскольку качество материалов, а так же параметры, характеризующие поглощающие пласты в разных скважинах и даже в одной скважине на различных глубинах, неодинаковы, то состав смеси подбирается в лаборатории отдельно для каждого случая. Перед началом операции необходимо на месте проверять сроки схватывания тампонажных смесей.

Для изоляции зон поглощений используют смеси на основе вяжущих веществ, полимеров и на глинистой основе.

В зависимости от начальных структурно- механических свойств смеси условно подразделяют на растворы и пасты.

К растворам относятся смеси с незначительной начальной прочностью структуры (0,3-0,8 кПа), имеющих хорошую текучесть (растекаемость не менее 13-15 см) и прокачиваемость. Тампонажные растворы наиболее эффективны для изоляции пластов, представленных пористыми и мелкотрещенноватыми коллекторами малой и средней интенсивности поглощений.

К тампонажным пастам относят нерастекаемые, но прокачиваемые массы, характеризующиеся начальной пластической прочностью свыше 0,8 кПа. Пасты эффективны при изоляции зон интенсивных поглощений, приуроченных к крупнотрещенноватым и кавернозным породам.

В зависимости от компонентного состава тампонажные смеси могут быть твердеющими и нетвердеющими.

Твердеющие смеси на основе вяжущих и полимеров в результате отверждения в поглощающем пласте образуют тампонажный камень, обладающий достаточной механической прочностью.

Нетвердеющие смеси на глинистой основе представляют собой высоковязкие изолирующие тампоны, обладающие высокой конечной пластической прочностью.