Буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов при цементировании скважин

 

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БУРОВОГО И ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРОВ ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН,. содержащая воду, полиакриламид и добавку, отличающ.аяся тем, что, с целью повьшения её выносящей и очистной способностей, жидкость в качестве добавки содержит пластмассовые микробаллоны с размером частиц от 10 до 400 мкн при следующем соотношении компонентов, мае.%: Полиакриламид 0,8-1,5 Пластмассовые микробаллоны с размером частиц от 10 до 400 мкн 3-8 ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D Е .21 В 33/ 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

l "

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

>) C

1 с размером частиц от 10 до 400 мкн

Вода

3-8

Остальное

Ф

Вб

° а с (21) 3509065/23-03 (22) 05.11.82 (46) 15.04.84. Бющ. Ф 14 (72) P.Æ. Вахитов, Г.П. Бочкарев и А.У. Шарипов (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.245.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 832057, кл. Е 21 В 33/138, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 682637, кл. E 21 В 33/ 1389 1974 (прототип). (54)(57) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БУРОВОГО И ТАМПОНАЖНОГО РАСТ„„Я0„„1086123 A

ВОРОВ ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН,. содержащая воду, полиакриламид и добавку, о т л и ч а ю щ,а я с я тем, что, с целью повышения ее выносящей и очистной способностей, жидкость в качестве добавки содержит пластмассовые микробаллоны с pasMeром частиц от !О до 400 мкн при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Полиакриламид 0,8-1,5

Пластмассовые микробал" лоны

1 1086

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к разработке рецептур буферных жидкостей, применяемых для очистки стенок скважины и поверхности абсад5 ных труб от глинистой корки, а также выноса шлама с забоя и из каверн скважины перед ее цементираванием.

Из известных составов буферных жидкостей наиболее зффективны рецептуры на основе полимеров, в частности полиакриламида,(ПАА).

Известна буферйая жидкость на основе водного раствора полиакриламида (IIAA), в который для повышения его структурно-механических и очистных свойств дополнительно вводят одну из солей паливалентных металлов (например сульфат хрома, нитрат хрома, хромовые квасцы, хлорид кобальта, сульфат железа и т.д.) при следующем соотношении ингредиентов, мас.% LIJ.

Полиакриламид 0,8-2,5

Хромовые квасцы 0,05-1,5

Вода

Однако указанная буферная жид" кость характеризуется сравнительно низкой очистной способностью по отношению к глинистой корке, образуемой на поверхности стенок скважины и обЗО садных труб. Кроме того, при ее использовании в недостаточной степени выносится выбуренная порода с забоя скважины и из каверн.

Наиболее близкой к предлагаемой является буферная жидкость $2), кото-З5 рая содержит в качестве основы водный раствор полиакриламида (ПАА) и добавку — сухую бентонитовую глину с целью повьппения вязкоупругих свойств при следующих соотношениях ингреди- ентов, мас. .: 0,5-1,0 -ный водный раствор ПАА 85-90: сухая бентонитовая глина 10-15.

Недостатком известной буферной жидкости является ее относительно невысокая выносная способность, вследствие чего ухудшается качество цементирования обсадной колонны.

Цель изобретения — повышение выносящей и очистной способности буфер--" ной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов при цементировании скважин, со- 55 держащая воду, полиакриламид и добавку, в качестве добавки содержит пластмассовые микробаллоны с разме123 2 ром частиц от 10 до 400 мкн при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Полиакриламид 0,8-1,5

Пластмассовые микробаллоны с размером частиц ат 10 до

400 мкн 3-8

Вода Остальное

Пластмассовые микробаллоны представляют собой полые микрасферические частицы, имеющие гидрофобную поверхность, плотность от 0,08 да 0,2 г/смз, прочность при гидростатическом сжатии до 400 кг/см, они не растворяются в углеводородных и агрессивных средах. Получают микрабаллоны путем распылительной сушки композиций на основе термареактивных синтетических смол, в частности фенолформальдегидных.

П р и и е р 1. Готовят 0,87-ный водный раствор полиакриламида, т.е.. в расчете на 1 мэ раствора вводят

8 кг сухого ПАА. Затем в него вводят

30 KI пластмассовых иикробалланов.

Таким образом, в 1 мЗ готовой буферной жидкости содержится, кг: ПАА 8, пластмассовые микробалланы 30, вода остальное.

П р м е р 2. Готовят 1,2%-ный водный раствор ПАА, в который затем вводят 55 кг пластмассовых микробаллонов. Таким образом, в 1 м буферной жидкости содержится, кг ПАА 12; пластмассовые микробаллоны 55; вода остальное.

Пример 3. Готовят 1,57-ный водный раствор ПАА,, в который затем вводят 80 кг пластмассовых микробаллонов. Таким образом, в 1 м буферной жидкости содержится, кг ПАА 15; пластмассовые микробаллоны 80 кг; вада остальное.

Выносящая способность буферных жидкостей определяется с помощью лабораторной установки, основным узлом которой является вертикальная трубчатая колонка из органического стекла, имеющая в нижней части сетку. В колонку на сетку помещают навеску шлама (100 г ) с частицами определеннога размера и затем через колонку центробежным насосом снизу вверх прокачивают исследуемую жидкость (производительность и скорость пракачивания подбирают по условиям подобия с реальной скважиной). После определенного времени ппокачивания насос з 1086123 4 выключают и взвешиванием определяют ко- В табл. 1 приведены результаты личество вынесенного из колонки шлама. лабораторных исследований. Таблица 1

Ю пп

Состав

Компонентный состав, мас.%

Скорость восходящего потока, м/с

Размер частиц шлама,мм

Количество вынесенного шлама, X

0,5

1,0

79

ПАА-1,2%, пластмас- 0,5 совые микробаллоны —, 5,5%, вода — остальное

2 -!!1,0

3 !!

ПАА-1,5%, пластмас- 0,5 совые микробаллоны—

8,0Х вода — остальное

1,0

2,0

4 Прототип 1Х-ный водный раст- 0,5 вор ПАА-90Х бентонитовая глина — 10X

1,0

47

2,0

1Х-ный водный раст- 0,5 вор ПАА-85%, бентонитовая глина — 15X

1,0

Как следует из данных табл. 1, буферная жидкость обладает значительно лучшей выносящей способностью по сравнению с составом прототипа, взя- 40 того в опытах с минимальными и максимальными значениями добавки сухой бентонитовой глины (опыты 4-5).

В табл. 2 приведены данные по оценке очистной способности сравниваемых составов буферных жидкостей в отношении смыва глинистой корки.

Таблица 2

3О

1 Предлагаемый ПАА-О,SX, пластмассо- 0,5 вые микробаллоны—

З,ОХ, вода — остальное

ПАА-1,2%., пластмассо- 0,5 вые микробаллоны—

5,5Х, вода — остальное

Предлагае- ПАА-О,SX, пластмасмый совые микробаллоны - 3 ÎX вода — остальное

Время прокачивания ! мин

Продолжение табл. 2

5 6

0 5

ПАА-1,5К, пластмассовые микробаллоны—

8X., вода — остальное

31

17-ный водный раствор

ПАА — 90X бентонитовая глина - 10X

0,5

4 Прототип

17-ный водный раствор

ПАА-857., бентонитовая глина — 15%

0,5

Составитель В. Ягодин

Редактор В. Ковтун Техред О.Неце Корректор А Дзятко

Заказ 2207/31 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Очистная способность буферных жидкостей оценивается на приборе динамической водоотдачи буровых раст- о воров ПВД-1.

Методика проведения опытов. Глинистый раствор прокачивается центробежным насосом через патрубок, в котором концентрично расположена перфорированная трубка с бумажным фильтром. На фильтре в процессе прокачивания образуется глинистая корка.

После ее формирования фильтрующий узел (трубка, фильтр, корка), взвешивается и крепится на прежнее место, а затем производится прокачивание через тот же патрубок исследуемой буферной жидкости в течение определенного периода времени, После прекращения прокачивания фильтрующий

35 узел вновь взвешивается и вычисляется (в процентах) количество отмытой глинистой корки.

Из данных табл. 2 следует, что очистная способность прототипа по отношению к глинистой корке почти в

3 раза хуже очистной способности составов предлагаемой буферной жидкости.

Таким образом, предлагаемая буферная жидкость обладает высокой очистной и выносящей способностью, что обусловит хорошую очистку поверхности обсадных труб и стенок скважины от глинистой корки. а также вынос шлама из каверн, что, в конечном итоге, приведет к качественному креплению скважин. Кроме того, она имеет низкую плотность вследствие наличия в ней легкой инертной добавки — пластмассовых микробаллонов. Последние также будут препятствовать отфильтровыванию жидкости в продуктивный пласт и, тем самым, способствовать сохранению естественной проницаемости коллектора