Вязкоупругая буферная жидкость

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (a),1 002524

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.04.81 (21) 3268677/23-03 (И)М Кл з

E 21 В 33/1 38 с присоединением заявки ¹â€”

ГосударственныИ комитет

СССР но делам изобретениИ н открытнИ (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03,83.Бкзллетень ¹ 9 (53) УДК 622. 245. 44 (088 . 8) Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Авторы изобретения

Б. М. Курочкин И- В. Горбунова, ф. Л.—.прусо

В. Н. Лобанова, Р.Х. Фаткуллин, И.С. Кжтеевфу...т

A.Å. Образцов, А.М. Лазуткин,- Ь",.Ф.1Мустафаев, Е.А. Коновалов и О.Н. К Д(йкова-.- .-::Всесоюзный ордена Трудового Кр сногр. Знамеяй . научно-исследовательский инсац ут бурЬЙОй техники и (71) 3а яв итель

1 (54) ВЯЗКОУПРУГАЯ БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ

3-15

Глинопорошок

Полиоксиэтилен с моль. массой

1.10

Вода

О. 4-1. 2

100-200

Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к креплению. скважин, пробуренных с промывкой глинистым раствором.

Известна вязкоупругая буферная жидкость, содержащая слабоконцентрированный водный раствор полиакриламида (ПАА) и небольшое количество водного раствора гексарезорциновой смолы и формалина 1 .

Недостатками этой жидкости являются дефицитность гексарезорциновой смолы и токсичность формалина, обладающего резким неприятным запахом.

Наиболее близкой к изобретению . является вязкоупругая буферная жидкость, состоящая из глинопорошка не менее 10%), воды и 1%-ного водного раствора ПАА 2 .

Недостатком этой жидкости являет ся ее гидрофильность, что приводит к снижению вязкоупругих свойств при движении в скважине за счет перемешивания с глинистым раствором или с водой, которая обычно закачивается для смыва фильтрационной корки перед цементированием обсадной колонны.

Цель изобретения — повышение вяэкоупругих свойств буферной жидкости, путем снижения ее гидрофильности.

Поставленная цель достигается тем, что вязкоупругая буферная жидкость,. состоящая иэ глинопорошка, воды и полимера, в качестве последнего содержит полиоксиэтилен с мол. массой 1-10о при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч.:

Полиоксиэтилен (ПОЭ) является продуктом полимеризации окиси этилена имеет формулу (-СН -СН -0)n

Растворение ПОЭ в воде сойровождается образованием водородных связей между кислородом звена окиси этилена и водородами молекул воды.

Молекулы ПОЭ имеют спиральную конфигурацию и при взаимодействии с твердыми частицами бентонита обволакивают его, придавая тем самым составу гидрофобные свойства. ПОЭ является также агентом, сильно снижающим гидравлические сопротивления.

1002524

Таблица 1

Добавка поли- Состояние образца при оксиэтилена, перемешивании вес.ч.

0,3

7-1 0

Гидрофильна

Загущенный состав, наблюдается отделение воды

Густой состав, равномерной консистенции с вязкоупругими свойствами

0,4

Гидрофобна

0,8

Гидрофобна

Гидрофобна

1„2

То же

Загущенный состав с расслоением на дисперсную фазу и дисперснонную среду

1,25

5-7

Гидрофильна

30-40

Загущенный состав с час-. Гидрофильна тичным расслоением на дисперсную фазу и дисперсионную среду

Прототип

Продолжение табл.2

2 3

112

0,8 80-100

1,2 80-90

46,5

1т25 20-30

23,2

Прототип 3-5

6,4

Добавка

ПОЭ, вес.ч.

Статическое напряжение сдвига, мг/см 2

Эффект

Вайсенберга, Ъ

15,1

10-15

50-70

Высокие вязкоупругие свойства настоящего состава и его гидрофоб, g5 ность обеспечивают повышение каО/4

58,8

Последовательность приготовления буферной жидкости в лабораторных условиях следующая.

В приготовленную заранее глинистую суспензию вводят водный раствор полиоксиэтилена при постоянном механическом перемешивании. Наиболее удобно использовать 1%-ный: водный раствор полиоксиэтилена.

В промысловых условиях технология приготовления вязкоупругой буферной жидкости заключается в од.новременном закачивании через двойник глинистого раствора и водного раствора полиоксиэтилена. При этом

Состав с .вязкоупругими свойствами

Вязкоупругие свойства буферной жидкости определяют по эффекту Вайсенберга с помощью высокоскоростной мешалки по самопроизвольному поднятию смеси по оси вращения.

В табл. 2 приведены данные по Определению эффекта Вайсенберга (10 см поднятия смеси по оси принято за

100Ъ .

I Таблица 2 используют полиоксиэтилен с разной мол. массой. С повышением мол. ма сы добавка полиоксиэтилена уменьшается.

В табл. 1 приведены данные испытаний буферной жидкости на гидрофобность, которые проводятся путем выдавливания 5 см з смеси в мерный стеклянный сосуд, заполненный водой.

После прохождеиия жидкости через водяной столб определяют изменение его объема. Увеличение объема воды свидетельствует о гидрофильности жидкости, сохранение объема — .о ее гидрофобности.

Отношение жидкос- Увеличение ти к воде объема воды, %

СНС определяли только через

1 мин, так как через 10 мин смесь расслаивалась.

1002524

Составитель В. Ягодин

Редактор Н. Шэыдкая Техред М.Коштура Корректср A. Ференц

Заказ 1485/4 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ Государственного::комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035s Москва, Ж-35, Раушская наб;, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 чества подготовки ствола скважины к цементированию обсадных колонн за счет полного вытеснения бурового раствора и сохранения объема буферной жидкости при попадании ее из ствола скважины в каверны и местные рас- ширения.

Предлагаемая буферная жидкость удобна:в обращении, компоненты легко перемешиваются, вяэкоупругие свойства проявляются сразу после ее перемешивания в течение короткого отрезка времени.

В буферную жидкость можно вводитв (до 20%) инертные наполнители (слюда и т.п.), при этом лучше удаляется рыхлая часть глинистой корки.

Описываемая буферная жидкость может также применяться для других целей в осложненных скважинах, например для выноса скапливающегося в каверноэном стволе скважины шлама или эакупоривания проницаемых пород.

Формула изобретения . Вязкоупругая буферная жидкость, состоящая иэ глинопорошка, воды и полимера, отличающаяся тем, что, с целью повышения вязкоупругих свойств жидкости. путем снижения ее гидрофильности, в качестве полимера она содержит полиоксиэтилен с мол. массой 1 10 при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: !

О ф:

Гли нопорошок 3-1 5

Полиоксиэтилен с мол.массой

1 10 0,4-1,2

Вода 100-200

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

9 402635, кл. Е 21 В 33/14, 1971.

2р 2. Давыдов В.К. и др. Приготозление и применение вязкоупругих глинополимерных смесей при,бурении с скважин.РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. "Бурение", "1979, 9 4, с. 19-20 (прототип) .