Буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов

 

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БУРОВОГО И ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРОВ , содержащая карбоксиметилцеллюлозу , наполнитель и воду, о тл и ч а ю щ а. я с я тем, что, с целью повьошения ее термостойкости до 180°С, в качестве наполнителя жидкость содержит асбест коротковолокнистый при следуклцем соотношении ингредиентов., кг/м : КарбокСиметилцеллюлоза25-30 Асбест коротковолокниртый 50-100 Вода Остальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„104647 А

3 5П Е 21 B 3 3/1 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

50-100

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440819/23-03 (22) 17,03.82 (46) 07.10.83. Бюл. 9 37 (72) Е.П. Катенев, А.A. ОстапЕнко, М.Е. Колесников, A.È. Бринцев и P.М. Алиев (71) Филиал Северо-Кавказского государственного научно-исследовательского института нефтяной промышлен-. ности (53) 622.24 5,44(088.8) (56) 1. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под ред.

А.И. Булатова. M. "Недра", 1977, с. 80.

2. Авторское сзидетельство СССР

9 884400229922, кл. Е 21 В 33/138, 1979 (прототип). (54) (57) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕ-, ЛЕНИЯ БУРОВОГО И TAMHOHAKHOI О PACTВОРОВ, содержащая карбоксиметилцеллюлозу, наполнитель и воду, о тл и ч а ю щ а.я с я тем, что, с целью повышения ее термостойкости до 180с C в качестве наполнителя жидкость содержит асбест коротковолокнистый при следующем соотношении ингредиентов., кг/м >: . Карбоксиметилцеллюлоза 25-30

Асбест коротковолокнистый

Вода

1046477

40-60

0,5-1,0

Таблица 1

Растекаемость см

Условная вязкость

Плотность, г/см3

Вода

Асбест

100 150

180

Осталн- 1,01 " 25 ное

26

20

То же 102 24

20

20

9,9

5,4

1,04 23,5 . 66

50

4,4

6,1

1,07 22,5 90

100

2,5

1,10 20 325

5,7

150

1

5.,5

1 13 18 471

2,2

3,6

200

Изобретение относится к бурению и креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к производству буферных жидкостей для разделения бурового и тампонажного растворов при цементировании. скважин.

Известна буферная жидкость на вод ном растворе с добавками 1,5-2Ъ карбофена и 3-5% кальцинированной соды и стабилизатора на основе одного из высокомолекулярных соединений:

КМЦ, гипана, метаса, полиакриламида, крахмала (1 ).

Недостатком этой буферной жидкости является невозможность ее применения в высокотемпературных скважинах, так. Как при этом повышается ее вязкость на границе с цементным раствором и сокращаются сроки схватывания последнего эа счет наличия в составе буферной жидкости кальцинированной соды.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является буферная жидкость,(2 ), содержащая карбоксиметилцеллюлозу, флотореагент T-бб, воду, поверхностно-активное вещество и минеральный наполнитель (глинопорошок )при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч. ° .

Карбоксиметилцеллюлоза 0,5-2,0

Флотореагент

T-бб

IIAB (сульфонол) Состав буферной жидкостир кг/м

Глинопорошок I 0-20

Вода 40-60

Недостатком известной буферной жидкости является ее низкая эффективность при высоких температурах,,так как вследствие резкого снижения ее вязкости соответственно падает ее разделительная способность.

Целью изобретения является повышение .теомостойкости буферной жид1Î кости до 180 С.

Поставленная цель достигается тем. что буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растBopoBi содержащая карбоксиметил 5 целлюлозу, наполнитель и воду,. в качестве наполнителя содержит асбест коротковолокнистый при следующем соотношении ингредиентов, кг/м

Карбоксиметилцеллюлоза . . 25-30

Асбест коротковолокнистый 50-100

Вода Остальное

Предлагаемая буферная жидкость готовится путем добавки в воде сухого порошка КМЦ, перемешивания до .ego полного растворения и получения однородного раствора с последуюЗО щей добавкой нужного количества асГ беста.

В табл. 1 приведены результаты лабораторных испытаний свойств предлагаемой буферной жидкости в

З5 зависимости от ее состава.

Свойства буферной жидкости

Водоотдача за 30 мин (в см3) при перепаде давления 50 кгс/см и разных температурах, ОС

1046477

Свойства буферной жидкости

Вода

Асбест

100

180

150

16

1,01 23

12

1,02 22,5 60

3,5

8,8

1,04 22

6,3

2.5

2,1 Э,о

4,7

21 103

1,07

100

1,9

2,6

4,4

1,10 18,5 362

150

16,5 510

2,4

4,2

1,8

1,13

200

56

1,01 20

16

1,02 20

72

1,04 20

2,4

3,5

5,0

50

1,6 2

1,07 . 19 120

30 100

1,6 1,9

2,8

1,10 17,5 403

30 150

1,13 15

580

1,9

1,5

2,7

30 200

1,02 19

12

1,03 18

5,4

3,6

35

2,6

1,05 17,5 120

35

1,08 16 165

1,2

2,1

3,8

1, 10 15 509

1,1, 2

3,3

1,13 13 644

1,8

200

Состав буферной жидкости, кг/м

35 100

35 150

Плотность, г/смз

Растекаемость

Условная вязкость

Продолжение табл. 1

Водоотдача за 30.мин (в см3) при перепаде давления 50 кгс/см2 и разных температурах, С

1046477

Температура, С 22

70 80

30 40

90

Структурная вязкость, сПэ

125 131 117 105

70 89

КМЦ

Асбест камерный

Вода

1м 55

ВНИИПИ Заказ 7691/34 Тираж 603 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Концентрации компонентов буферной жидкости должны быть следующими.

Нижний предел содержания КМЦ

25 кг на 1 м3 буферной жидкости.

При более низком содержании КМЦ буферная жидкость нестабильна и водоотдача достигает недопустимой величины.

Верхний предел содержания КМЦ «

30 кг на 1 м 3 буферной жидкости.

При более высоком содержании КМЦ раствор сильно загущается и плохо прокачивается.

Нижний предел содержания асбеста в буферной жидкости 50 кг на 1 м 3.

При более низком содержании асбеста увеличивается водоотделение.

Верхний предел содержания асбеста в буферной жидкости 100 кг на 1 м3. При более высоком содержании асбеста буферная жидкость пло1

20 хо прокачивается, а водоотдача практически остается постоянной.

Предлагаемая буферная жидкость ,"обладает «Фэкими показателями водоотдачи при высоких температурах (до 180 С).

В качестве коротковолокнистого асбеста используется асбест камерный марки К-6-30 (ГОСТ 12-871-67), имеющий следующий химсостав, вес.%: 30

Si02 35-42; MgO 35-39; А1203 1,0

1,5; Fe20 3 до 5,5; СиО 1,3-2,1; SO3

Область применения известной буферной жидкости ограничена темпе- 45 ратурами до 90 С.

Для скважин с температурой среды 80 — 110 С при низких пластовых добавлениях применим состав, к,/м 3: 50

Это соотношение компонентов дает самую дешевую буферную жидкость, но качество такой жидкости ниже.

0,2-0,25; и ч 13-15. Этот асбест состоит в основном иэ частиц .Размером менее 1,35 мм, в том числе частиц размером менее 0,25 мм содержится 13-25%. Объемный вес асбеста 220-320 г/л, удельная поверхность 10 5 10 3 см 2/г.

Асбест весьма стоек к влиянию температуры. Коротковолокнистый асбест обладает высокими армирующими свойствами, а тонкодисперсные неволокнистые фракции являются наполнителем, проявляющим вяжущие свойства и активно влияющим на процессы гидратации и твердения цемента.

Цель изобретения достигается благодаря тому, что асбест является хорошим адсорбентом и связывает оставшуюся несвязанной .KMU, воду. B сочетании с КМЦ асбест обеспечивает повышенную вязкость (в данном случае проявляется синергетический эффект, механизм которого необъясним ). Асбест .камерный имеет по сравнению с другими сортами асбеста большую поверхность, что определяет большую его активность как адсорбента.

Вязкость известной буферной жидкости резкс уменьшается .с увеличением температуры.

На табл. 2 представлено влияние темпера. туры на вязкость известной буферной жидкости.

Таблица, 2

Для разделения утяжеленных тампонажных растворов в условиях высоких давлений и температур 120180 С применим следующий состав, кг/ 3.

КМЦ 30

Асбест камерный 100

Вода Остальное до 1 м

Этот состав имеет высокую вязкость, но допускает утяжеление любым утяжелителем: окалиной, гематитом и баритом. Волокна асбеста образуют густую пространственную сетку, на которой удерживаются частицы утяжелителя.