Продавочная жидкость для цементирования скважин

 

1. ПРОДАВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, содержащая структурообразователь, щелочный реагент, карбоксиметияцеллкшозу и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьшения стабильности жидкости во времени при одновременном уменьшении ее загрязняющего воздействия на продуктивные пласты, она содержит в качестве структурообразователя гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукуруз . ной кочерыжки, или подсолнечной лузги , а в качестве щелочного реагента кальцинированную или каустическую соду при следукнцем соотношении к(жпонентов-, мас.%: .-.- ;:-:. ,:,-Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки , или под10 ,00-45,00 солнечной лузги Кальцинированная или каустическая 1,00-5,00 сода Ка боксиметил0 ,15-0,70 целлюлоза Вода Остальное 2. ТКицкость по П.1, отличающаяся тем, что она до (Л полнительно содержит утяжелитель при следующем соотношении компонентов , мас.%; Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной варки хлопковой , шелухи или кукурузной коче00 00 ел О) рыжки, или под20 ,00-30,00 солнечной луэги I Кальцинированнай или каустическая 2,36-2,80 сода Карбоксиметип0 ,31-0,37 целлюлоза 7,40-21,25 Утяжелитель Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „, 114885

4(si) С 09 К 7/02

>P,", „", «:т»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ч» е

У . Э а гаем

10, 00-45, 00

1 00-5 ° 00

0, 15-0,70

Остальное отличто.она доутяжелитель нии компо20, 00-30, 00

2,36-2,80

О, 31-0, 37

7,40-21, 25

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЖИРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 3623378/23-03 (22) 19 .07. 83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) В.Л. Богданов, А.И. Булатов, П.В. Касирум и P.Ô. Уханов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению casaжин н буровьи растворам (53) 622.245.44 (088.8) (56) 1. Еременко Т.Е. Крепление нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", !965, с. 153.

2. Авторское свидетельство СССР

9 998486, кл. С 09 К 7/02, 1981 (прототип). (54) (57) 1. ПРОДАВОЧНАЯ ИЩЦКОСТЬ

ДЛЯ ЦЕИЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, содержа- щая структурообраэователь, щелочный реагент, карбоксиметилцеллюлозу и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности жидкости во времени при одновременном уменьшении ее загрязняющего воздействия на продуктивные пласты, она содержит в качестве структурообразователя гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукуруз. ной кочерыжки, или подсолнечной лузги, а в"качестве щелочного реагента кальцинированную или каустическую соду при следующем соотношении компонентов; масЛ: йщролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки, или подсолнечной лузги

Калъцинированная или каустическая сода

Карбоксиметилцеллюлоза

Вода

2. Жидкость по п.1 ч а ю щ а я с я тем, полнителъно содержит при следующем соотноше нентов, мас.X:

1ЪщрОпнэный мелко» диснерсный лигнин специальной мяг ° кой варки хлопковой. шелухи или кукурузной кочерыжки, нли подсолнечной луэги

Кальцинировайная нли каустическая сода Карбоксиметилцеллюлоза

Утяжелитель

Вода

f f48856

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, При цементнронании скважин в качестве проданочной жидкости обычно используется вода или глинистые растворы. Вода как продавочная жидкость используется тогда, когда скважины бурятся с промывкой водой.

Плотность воды низка, поэтом, если бурение производится с использованием глинистых растворов, то и продавливают цементный раствор этим же раствором соответствующей плотности, После тнердения цементного раствора н скважине, производится комплекс геофизических работ, после, чего скважина осваивается pf j.

Однако при проводке кустовых. скважин, в частности, в Западной Сибири геофизические исследования и освоение по техническим причинам производятся через несколько месяцев после окончания бурения. В результате, ввиду недостаточной стабильности бурового раствора происходят его существенные изменения, а именно, частичное выпадение на забой твердой фазы, синерезис, ведущий к резкому увеличению структурно-механических свойств системы с одновременным возрастанием нодоотдачи.

Таким образом, перед освоением скважины геофизические работы ввиду недохождения до забоя скважины приборов становятся невозможными. Это вызывает необходимость дополнительного спуска насосно-компрессорных труб для нормализации свойств раствора путем вызова его циркуляции через скважину.

Наиболее близким к изобретению является буровой раствор, использующийся н качестве продавочной жидкости и содержащий глину, сульфат кальция, карбоксиметилцеллюлоэу, окаил, алюминиевые квасцы, гидроксид калия и воду (2).

Недостатком известного раствора является то, что он по истечении

20-30 сут покоя подвержен синерезису, причиной чего является, в основном, наличие в растворе глины. Большое значение при освоении скважнн,особенно при перфорации, имеет низкая водоотдача продавочной жидкости и отсутствие в ней глинистых частиц, склонных к набуханию в порах пласта и их эакупориванию. При этом сильно

f0,00-45,0О

1, 00-5, 00

20,0-30,00

0,31-0,37

Остальное затрудняется приток нефти и газа н скважину и снижается коэффициент продуктивности пласта.

Цель изобретения - повышение стабильности жидкости во времени при одновременном уменьшении ее загрязняющего воздействия на продуктивные пласты.

Поставленная цель достигается тем, что продавочная жидкость для

fO цементирования скважин, содержащая структурообразонатель, щелочной реагент, карбоксиметилцеллюлозу и ,воду, в качестве структурообразова" теля содержит гидролизный мелко" дисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки, или подсолнечной лузги, а в качестве щелочного реагента кальцинированную или каустическую соду при следующем соотношении компонентов, мас.Х;

Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопконой шелухи или кукурузной кочерыжки, или подсолнечной лузги.

З0 Кальцинир ованная или каустическая сода

Карбоксиметилцел" люлоэа 0,15-0,70

35 Вода Остальное

При необходимости повьппения плотности продавочной жидкости она дополнительно содержит утяжелитель (различные растворимые или нераствоу0 римые в воде соединения — мел, барит, сидерит, гематит, хлористый кальций и др.) при следующем соотношении компонентов, вес .X:

Гидролизный мелкодисперсный.лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной коче рикки, или подсолнечной лузги

Кальцинир он анная или каустическая сода 2э36 2s80

55 7, 40-21, 25 . Карбоксиметилцеллюлоза

Вода

148856

1,2+0, 3

Не менее 10-15 ид утяжелиеля

88,65

49,37

0,15

ОФ7

0,15

89,85

097

47,37

Прототип

17,85

7,4

9,9

7

BjaCO3!!

ЮФ

62,62

60,94

Мелкодисперсный лигнин выпускается по ТУ 59-98-76 и отвечает следующим требованиям:

Зольность,% Не более 5

Влажность,% 55+5

Общая кислотность,%

Полисахариды,%

Остаток на сите (после просушивания и просеивания) с ячейкой 1 ° 1 мм Не более 10

Пример. В глиномешалку объемом 4 м заливают 2236 л воды и засыпают 99 кг соды и 958 кг лигнина.

Спустя 10-15 мин перемешивания вводят 13 кг ИЩ и производят дополнительное перемешивание в течение

15 мин. Затем постепенно в полученную смесь добавляют утяжелитель в количестве 694 кг. После выравнивания плотности во всем объеме глино» мешалки до 1,7 г/см продавочная жидкость пригодна к использованию.

В водной суспензии лигнин подвергается воздействию кальцинированной или каустической соды. В результате в системе образуются водорастворимые комплексы в виде натриевых лигносульфатов. Нераснускающиеся твердые частицы лигнина обволакиваются молекулами стабилизатора КМЦ, одновременно удерживающими и свободную воду. Высокая дисперсность и низкая плотность частиц лигнииа, примерно составляющая 1,1 г/см (почти в

2 раза меньше плотности глин), ис" ключают их оседание в образующейся вязкой жидкости, а высокая химическая инертность лигнина обеснечиТо же, утяжеленный

26181 2 ° 8 Ов37

26,1 2,7 0,36

4 вает стабильность системы, Введение твердого утяжелителя способствует воэрастанию CHC жидкости и удержанию его во взвешенном состоянии.

В таблице приведены показатели свойств продавочной жидкости, в том числе при длительном хранении, в частности, при 70 С.

Показатель стабильности С жидIO кости по прибору ЦС-2 не превышает

0,02 г/см, статическое напряжение сдвига составов 1 и 2 составляет

10/12 дПа за I и 10 мин соответственно, а составов 3 и 6 не превыша15 ет 29, 1/64 дПа. Водоотдача б продавочной жидкости не превышает

15 см /30 мин. Показатели свойств известного раствора значительно хуже (составы 5 и 6). Повышенные условная вязкость Т, структурная вязкость ъ, динамическое напряжение сдвига Г|! особенно после длительного хранения, являются причиной недохождения геофизических прибо2S ров при освоении скважин.

Данные в последнем столбце таблицы подтвержают низкую стабильность С глинистых растворов с одновременньм увеличением их водоотдачи.

3 ) Величина СНС известной жидкости после хранения колеблется в пределах

400-600 дПа.

Таким образом, предлагаемая продавочная жидкость позволяет исклю5 чить осложнени)|, связанные с недохождением геофизических приборов до забоя, а отсутствие в ее рецептуре глины уменьшает загрязняющее ,воздействие жидкости на продуктивные пласты.

1148856

Продолжение таблицы

9 23,96

2f 25

21,25

2,47

0,33

0,31.

2,36

10 22,8

0,31

2,36

7,4

0 37

2,8

2,4

21,25 .

0,31

57,53

0,37

?,4

2,7

15 26,6

8,25

КаСТ

62,03

57.27

0,37

2,75

0,34

15,25

2,54

16 24,6 г/cM3

О, 01/О, 02

О, 01/О, 015

f 5/15

5/6

20

20/30

О, 03/О, 15

80/209 51/102 4/4

8/51

8/51

1,08

1,7

1,3

12/10

1,4

0,01/О, 02

40/60 70/60 8/10

35/40 60/52 12/20

50/70 45/60 10/30

33/45 50/ 0 15/30

60/110 50/120 8/28

1,9

10

1,87

60

1,29

13

1,86

70

1,29

11 20

f2 30

13 18

14 32

55,89

53,28

56, 08

59,43

58,04

22 10/15 10/25

60/1 00 30/50

7/8 5/10

30/350 40/150

55/400 70/200

30/35 25/35

Продолжение табл.

О, 003/О, 08

О,ОО5/О,f

0,02/0,5

0,015/0,02

0,02/0,018

0,01/О 021

0,03/0,08

О,О1/О,О3

0,04/0,15

0,01/0,03

1148856

Продолжение таблицы

28 165/63 80/41 12/14 0» 01/Оэ Of 9

I.

32 75/102 85/59 10/15 0 015/О 18

1, 16

1,25

B,÷ ñëèòåëå стабильность до хранения, в знаменателе — по истечении

95 сут хранения при 70 С.

Редактор В. Петраш

Заказ 1820/15

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

Составитель В. Ягодин

Техрев М,Кузьма

Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Г.Решетина

Подписное