Тампонажні суміші на основі інших смол

Ацетоноформальдегідна смола

Враховуючи названі вище недоліки фенолоформальдегідних мате­ріалів, запропоновано використовувати для ізоляційних робіт органічний в'яжучий матеріал, який твердіє в результаті реакції поліконденсації ацетону і формальдегіду в лужному середовищі. Реакція поліконденсації

ацетону і формальдегіду може бути припинена на стадії одержання реак-ційноздатного олігомеру (смоли), що значно спрощує промислове приго­тування в'яжучого матеріалу.

Ацетоноформальдегідний олігомер одержується шляхом поліконденса­ції ацетону (або диметилкетону) СН₃-СО-СН₃ і формальдегіду СН₂ = О за постійного рН середовища, що дорівнює 9, 8-11, 3, температури 40-50°С і безперервного введення каталізатора - 5-10% водного розчину їдкого натру. За молярного співвідношення ацетону і формальдегіду 1: 3 одержана смола є в'язкою рідиною жовтуватого кольору, яка розчинна у воді в будь-яких пропорціях. При введенні додаткової кількості каталізатора смола здатна поліконденсуватися до стадії одержання твердої пластмаси.

Для PIP рекомендовано використовувати ацетоноформальдегідну смолу АЦФ-3 (ТУ 6-122-67). Смолу АЦФ-3 використовують також для одержання високопористої пластмаси -теплоізоляційного матеріалу в бу­дівництві. Смола АЦФ-3 має за температури 35°С динамічний коефіцієнт в'язкості 1630 мПа-с, густину 1254 кг/м³; сухий залишок під час прожа­рювання становить 91, 7%.

У водоізоляційну суміш на основі смоли АЦФ-3 можна вводити і мінеральні наповнювачі. Органічні і органо-мінеральні в'яжучі матеріали на базі смоли АЦФ-3 можна використовувати як тампонажні матеріали при виконанні перших і повторних водоізоляційних робіт у свердловинах. Ці матеріали мають терміни твердіння, які просто регулюються, можуть легко пропомповуватися насосами, а одержана після твердіння пластмаса набухає у воді і не змінює своїх розмірів у нафті.

До недоліків цих в'яжучих матеріалів належить віднести велику „чут­ливість" термінів їх твердіння до зміни температури навколишнього сере­довища, а також до присутності сильного лугу - каустичної соди як каталі­затора поліконденсації. Крім того, смола АЦФ-3, що випускається для виготовлення пластмаси, має високий динамічний коефіцієнт в'язкості (0, 8-2, 0 Пас), що ускладнює приготування тампонажних матеріалів у проми­слових умовах, особливо в разі відвантаження АЦФ-3 в каністрах. Смоли з додатком сечовини згідно з заводським регламентом мають індекс С, на­приклад, смола АЦФ-3 С-75 чи АЦФ-3 С-65. Найбільш придатними вияви­лись смоли, що містять 75 % основної речовини, тобто марки АЦФ-3 С-75, які залишаються рухомими за температур 90-30°С. Смола АЦФ-3 С-65 за мінусових температур замерзає, а смоли з вмістом основної речовини понад 80 % загущуються, що ускладнює їх практичне застосування.

Сечовиноформальдегідні смоли Ці смоли є продуктами поліконденсації формальдегіду з сечовиною (з карбамідом - карбамідні сечовиноформальдегідні смоли) та її похід-

ними (тіосечовиною, диціандіаміном). Вони тверднуть у присутності формаліну (водного розчину формальдегіду СН₂ = О) під дією органічних або неорганічних кислот.

Сечовиноформальдегідні смоли є рідинами (динамічний коефіцієнт в'язкості 40-200 мПа-с), розчинними у воді. До них відносяться смоли МФ-17 (ТУ 6-05-800-76), закріплювач „М" (ТУ 6 05 800 76), а також кращі модифіковані сечовинофурфуролоформальдегідні смоли - закріплювач „К", СФФ-А, СФФ-К, СФФ, карбамон.

їх виготовляють у вигляді водного розчину, стабілізованого аміаком, або білого порошку, який складається з частинок розміром 10-80 мкм, на 90% розчинних у воді.

Як отверджувач використовуються кислоти (соляна, фосфорна, щав­лева), а також хлористий амоній, суперфосфат.

Карбамідні смоли відносяться до термореактивних смол, здатних переходити з плавкого і розчинного стану в неплавкий і нерозчинний полімер. Вони добре розчиняються у воді за будь-яких пропорцій, здатні тверднути за звичайних температур і тисків, на холоді, в пористому середовищі з утворенням побічних продуктів - просторових полімерів. Динамічний коефіцієнт в'язкості становить 112 мПа-с за 20°С і 6 мПас після розбавлення водою до співвідношення 1: 1. Твердіння починається за рН = 2, 4-2, 7.

Можна розбавити смолу більше ніж 1: 2 з 20% розчином кремній-фтористоводневого магнію. Використовують розбавлені смоли густиною 1080-1130 кг/м³. Змінюючи співвідношення смоли і соляної кислоти НС1, отримують тривалість часу гелеутворення від 5 хв. до 4 год. Беруть смо­лу і воду у співвідношенні 1: 1 (СФ-17, закріплювач „М") і додають 3-5 % соляну кислоту, а за наявності карбонатів і глин спочатку запомповують З % соляну кислоту (через взаємодію з ними може не відбутися твер­діння смоли).

Щавлева кислота С₂Н₂0₄ - це білий кристалічний порошок, добре розчинний у воді. Спочатку породу обробляють 2-4 % щавлевою кисло­тою, а відтак до смоли додають 6 % кислоту (густина 1023 кг/м³), що забезпечує тривалість часу твердіння 1-12 год.

Випробовувались карбамідні смоли для ізоляції підошовних вод у моно­літних пластах. Позитивного результату в промислових умовах вони не дали. Ці смоли твердіють у кислому середовищі, дуже чутливі до розбав­лення водою і важкорегульовані щодо добору рецептури; за незначного перевищення дози соляної кислоти відбувається миттєве твердіння смоли, а за зниження вмісту соляної кислоти смола взагалі не твердіє. Крім того, на контакті з поверхнею цементного каменю ці смоли не твердіють, що робить їх непридатними для відновлення герметичності цементного кільця.

Фурфуролова смола

Фурфуролова смола - це суміш фурфуролу із отверджувачем. Фур­фурол має малу в'язкість, а звідси - високу проникальну здатність. Су­міш добре тампонує карбонатні породи, в т. ч. тріщинуваті, є корозійно­стійкою до лужних і кислих середовищ.

Отверджувачем служать анілін, бензосульфокислота, сірчана кислота, які розчинені в ацетоні. У залежності від типу і концентрації отверджувача у співвідношенні смола-отверджувач 1: 1 змінюються тривалість часу гелеутворення і в'язкість (табл. 2.116).

Таблиця 2.116 -Характеристика тампонажних матеріалів на основі фурфуро-лової смоли

Резорциноформальдегідна смола Резорциноформальдегідна смола ФР-12 (ТУ 758-57) використовуєть­ся як реагент водоізоляції; отримується поліконденсацією резорцину з формальдегідом.

Характеристика смоли ФР-12

Стан товарного продукту Рідина

Колір Темно-коричневий

Густина, кг/м³ 1170
Розчинність, у:

воді Добра

спирті Добра

нафтопродуктах Не розчиняється

Рекомендований розчинник Прісна вода

Отверджувач Формалін чи параформ або суміш

параформу з деревинною мукою

Температура замерзання, °С -27
Кінематичний коефіцієнт в'язкості,

сСт, за температури 30°С 150-300

Реагенти групи СНПХ-8

Реагент СНПХ-81 (ТУ 8414-182-80) - поліефіруретандіізоціанат на основі 2, 4-толуілендіізоціаната і поліокситетраметиленгліколю [252]. Ефект ізоляції реагенту СНПХ-81 становить 95-98%.

Фізико-хімічна характеристика СНПХ-81

Стан товарного реагенту Рідина

Колір Бурштиново-жовтий

Реологічна характеристика В'язкотекуча рідина
Динамічний коефіцієнт в'язкості

50% розчину, мПа-с До 48

Час затвердіння, год. 12
Межа міцності на стискання

затверділої речовини, МПа 1, 80
Адгезія, МПа

до металу 7, 4

до породи 33

Характеристика умов використання та постачання реагенту

Використовується у вигляді 50% розчину ацетону

Температура, °С 20-50

Ступінь мінералізації пластової води Не лімітується
Норма витрати на 1 м товщини

продуктивного пласта, м³ 0, 3-0, 5

Постачається в тарі ємністю, дм³ 50

Гарантійний термін зберігання, роки 1

Реагент СНПХ-82 - кополімер метакрилової кислоти з діетиламо-нієвою сіллю [252].

Ефект ізоляції реагенту СНПХ-81 становить 87-95%

Фізико-хімічна характеристика СНПХ-82

Стан товарного реагенту Дрібнодисперсний порошок

Колір Білий

Час розчинення у воді, год. 0, 5
Динамічний коефіцієнт в'язкості

1% водного розчину, мПа-с 3, 5
Характеристика отриманої в пласті

водоізоляційної маси Волокноподібний осад

Характеристика умов постачання і використання реагенту
Призначення Обмеження припливу прісних

вод у нафтові свердловини
Використання у вигляді 1 % водного розчину

Реагент-осаджувач Флокулянт „Аміфлок"

Співвідношення СНПХ-83
та „Аміфлок" за об'ємом 1: 1

Температура, °С 20-80
Норма витрати робочого розчину

на 1 м товщини продуктивного пласта, м³ 25-30

Постачання Водостійкі крафт-мішки

Гарантійний термін зберігання, роки 2

Реагент СНПХ-83 - суміш епоксидної та фенольної смол (відходи виробництва) [252].

Фізико-хімічна характеристика СНПХ-83

Стан товарного реагенту Високов'язка рідина

Колір Темно-бурий
Вміст, %:

епоксидної смоли 10-13

фенольної смоли 70-90
Динамічний коефіцієнт в'язкості в

залежності від вмісту компонентів, мПа-с 170-800 Час затвердіння в залежності від

температури та складу, год. 0, 25-12
Межа міцності на стискання

затверділої речовини, МПа 20-50
Адгезія, МПа:

до металу 35-40

до породи 7-12

Характеристика умов використання реагенту
Речовина-отверджувач Відходи виробництва

гексаметилендіаміну
Ступінь мінералізації пластової води Не лімітується

Температура, °С 20-140

Норма витрати на 1 м товщини
продуктивного пласта, м³ 1-1, 5

Реагент СНПХ-84 - гелеутворювальний агент на основі лігносуль-фонатів [317]. Призначений реагент для регулювання фільтраційних потоків води і нафти у привибійній зоні видобувних і нагнітальних сверд­ловин, при розробці водонафтових зон. Використовується СНПХ-84 не залежно від мінералізації пластових вод і температури пласта.

Фізико-хімічна характеристика СНПХ-84
Стан товарного реагенту Порошок жовто-

сірого кольору Динамічний коефіцієнт в'язкості гелю

при 25°С через 6 год., мПа-с Не нижче 10⁴

Динамічний коефіцієнт в'язкості 20%

водного розчину при 25°С, мПа-с 2-2, 5

Початковий градієнт тиску зсуву гелю у водонасиченому пористому середовищі, МПа/м Не нижче 15

Поліаміни

Поліаміни відносяться до епоксидних смол, утворюють закупорю­вальний матеріал під дією отверджувачів, що містять рухомі водневі атоми. Поліаміни, зокрема поліетиленполіамін, можуть бути використані в композиції з толуілендіаміновими смолами ТДА в ацетоні. Ці смоли є високов'язкими рідинами.

До епоксидних смол відносяться також епоксиаліфатична смола ТЕГ-1 (МРТУ 6-05-1223-69) і розглянута вище алкілрезорцинова епокси-фенольна смола АРЕФС (див. ГТМ-3).