Закупоривающая способность глобулярной ВУС, диаметром 7мм,

полученной из 3%-го раствора ПАА

Величина раскрытия трещины, мм	Давление насоса, МПа, при концентрации FeCl₃
3%	5%	10%


	1,2
	Выдавило	1,2
	Выдавило	Выдавило
	Выдавило	Выдавило	Выдавило

Помимо ВУС, в ряде геологоразведочных организаций для кольматации трещин получили распространение полимерные тампонажные материалы (ПТМ), которые могут быть так же, как и ВУС, сформированы из промывочной жидкости, обработанной полимерами. В отличие от ВУС, в ПТМ полимеры за счет их "сшивки" ионами электролитов образуют пространственные термореактивные сетки, устойчивые к разрушающему действию агрессивных вод и температуры.

Существует ряд методов получения ПТМ: метод макроаналогичных превращений, метод полимеризации, метод поликонденсации и др.

Исходными полимерами могут быть эфиры целлюлозы, полисахариды, поливиниловый спирт, акриловые полимеры, в качестве "сшивающего" электролита и инициатора полимеризации (окислителя) могут использоваться, хроматы и бихроматы щелочных металлов аммония. В качестве восстановителя

окислителя: сульфит, бисульфит, гипосульфит натрия, многоатомные спирты, гидрохинон и др.

Процесс макроаналогичных превращений рассмотрен в разделе 5 п. 6. Однако большим недостатком ВУС и ПТМ является высокая стоимость сырья, поэтому были продолжены поиски более дешевого материала. Хорошей закупоривающей способностью, кроме упругих наполнителей, обладают волокнистые наполнители. Исследованию подверглись отходы химволокна красноярских заводов. В табл.12.8. показаны результаты экспериментальных исследований по определению закупоривающей способности химволокна различной фракции в 7%-м глинистом растворе.

Следует отметить, что при малой концентрации и малой длине наполнителя закупоривающая способность невысока. Волокно выносится из трещины вместе с раствором. При высокой концентрации и большой длине волокна при закупоривании трещин малых размеров закупорка трещин происходит в устье щели, не проникая вглубь трещины. Поэтому при выборе наполнителя необходимо предварительно в лабораторных условиях провести экспериментальные исследования с закупоркой трещин необходимой величины.

В связи с незначительным проникновением волокна в трещины был разработан способ кольматации трещин щелочными растворами (гелями) химволокна, обладающими высокой текучестью, способными под воздействием электролитов пластовых вод или спецрастворов образовывать в трещинах волокнистую массу, обладающую высокой закупоривающей способностью.

Для определения эффективности растворов и определения оптимальной концентрации электролита были исследованы пять составов полимерщелочных растворов: ПЩР-1, ПЩР-2, ПЩР-3, ПЩР-4 и ПЩР-5 (табл.12.9)

Таблица 12.8

Закупоривающая способность 7%-го глинистого раствора с отходами химволокна

Ширина щели, мм	Длина волокна, мм	Давление насоса, МПа, при концентрации волокна
0,5%	1%	1,5%	2%
1.0	0.5 1.0 2.0	до 5,0	до 5,0	до 5,0	до 5,0
до 5,0	до 5,0	до 5,0	до 5,0
до 5,0	до 5,0	до 5,0	до 5,0
2.5	0.5 1.0 2.0 3.0	до 5,0	до 5,0	до 5,0	до 5,0
до 8,0	до 5,0	до 5,0	до 5,0
до 1,3	до 5,0	до 5,0	до 5,0
до1,6	до 4,0	до 5,0	до 5,0
3.5	0.5 1.0 2.0 2.0	до 0,4	до 1,6	до 5,0	до 5,0
до 0,5	до 1,0	до 5,0	до 5,0
до 1,1	до 2,3	до 5,0	до 5,0
до 1,5	до 3,0	до 4,0	до 5,0

Таблица 12.9

Состав и свойства ПЩР

ПЩР	Состав, % мас.	Свойства
Химволокно	NaOH	ВУ, с	Θ 1/10 Па	В, см³/30мин	PH	r, кг/м³
ПЩР-1	Ацетат-5%			3,3/3,8	Полная	12,5
ПЩР-2	Триацетат-5%			6,5/6,5	Полная	12,5
ПЩР-3	Лавсан-5%				Полная	12,5
ПЩР-4	Вискозное-5%			41/50		12,5
ПЩР-5	Нитрон-15%		н/т	---		11,8

В табл.12.10 показана зависимость объема образованной “ваты” от состава и закупоривающая способность ПЩР.

Процесс закупоривания трещин в лабораторных условиях производился на вышеописанном имитаторе.

Таблица 12.10

Зависимость объема тампонажной смеси от состава ее компонентов

Тип ПЩР Добавка воды ПЩР/вода Добавка электролита СаСl₂ (гель/электролит) Объем образованной массы, % Закупоривающая способность при давлении 5МПа, мм

ПЩР-1 1/1 5/1

1/1 2/1

1/1 1/1

ПЩР-2 1/1 5/1

1/1 2/1

1/1 1/1

ПЩР-3 2/1 5/1

2/1 2/1

2/1 1/1

ПЩР-4 1/1 2/1

1/1 1/1

ПЩР-5 1/1 1/9

1/1 1/3

1/1 1/1

1/1 3/1

1/1 5/1

Диски опускались в емкость с раствором СаС1₂, а ПЩР заливалась в цилиндр имитатора сверху. В цилиндр помещался поршень с рукояткой. При перемещении поршня вверх и вниз в трещине происходило перемешивание ПЩР с раствором CaCl₂ с образованием волокнистой массы, кольматирующей трещину.

В производственных условиях процесс кольматации можно вести по двухканальной системе: например, по затрубью - раствор электролита по трубам. Подачу ПЩР следует производить последовательно малыми порциями, что будет способствовать полному перемешиванию растворов.