Буферная жидкость
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для буферньк жидкостей , используемых при креплении скважин. Цель изобретения - повышение закупоривающей способности буферной жидкости. Для этого в жидкость, содержащую полиоксиэтилен и воду, дополнительно вводят застабилизованный латекс - продукт сополимеризации водной змульсии бутадиена, стирола , метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 при следующем соотношении компонентов, мае. %: застабилизованный латекс 90,000-99,950, полиоксиэтилен (ПОЭ) 0,001-0,200, . вода остальное. Жидкость готовят следующим образом. ПОЭ вводят в исходньй латекс в виде 1-2%-ного водного раствора. После ввода заданного с & количества ПОЭ смесь перемешивают (Л в мешалке 3 мин со скоростью 60 об/мин. Благодаря применению такого раствора ПОЭ при такой концентрации повышаются упругие свойства жидкости , а при снижении концентрации ПОЭ упругие свойства не обеспечиваются . 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (51) 4 Е 21 В 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3814154/22-03, 3785340/22-03 (22) 19.ОЬ.84 (46) 30.10.86. Бюл. Р 40 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) P.Х.Фаткуллин, И.С.Катеев, Л.А.Голышкина, Н.Т.Москвичева, Т.Н.Бикчурин, Б.M.Êóðo÷êèí, И.В.Горбунова, О.Н.Крутикова, А.М.Лазуткин и P.Ô.Мустафьев (53) 622.245.42(088.8) (56) РНТС. Сер. Бурение, М.:
ВНИИОЭНГ, 1979, М- 4, с. 19-20.
Авторское свидетельство СССР
В 1002524, кл. Е 21 В 33/138, 1981. (54) БуФЕРНАя ИЩКОСТЬ (57) Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для буферных жидкостей, используемых при креплении скважин. Цель изобретения — повыше„„SU„„1266965 ние закупоривающей способности буферной жидкости. Для этого в жидкость, содержащую полиоксиэтилен и воду, дополнительно вводят застабилизованный латекс — продукт сополимеризации водной эмульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 при следующем соотношении компонентов, мас. 7.: застабилизованный латекс 90,000-99,950, полиоксиэтилен (ПОЭ) 0,001-0,200, вода остальное. Жидкость готовят .» следующим образом. ПОЭ вводят в исходный латекс в виде 1-2Х-ного водного раствора. После ввода заданного количества ПОЭ смесь перемешивают в мешалке 3 мин со скоростью
60 об/мин. Благодаря применению такого раствора ПОЭ при такой концентрации повышаются упругие свойства жидкости, а при снижении концентрации
ПОЭ упругие свойства не обеспечиваются. 4 табл.
1266965
Норма
Показатель
Содержание сухого вещества не менее
38,0 рН не менее
9,0
Поверхностное натяжение, мН/м, не более
37,0
Стойкость латекса при разведении водой в соотношении 1: 100
Устойчив
Содержание незаполимеризованного стирола, Х, не более
0,1-0,3
0,97-0,98
Плотность латекса
Полиоксиэтилен — порошок белого цвета, хорошо растворим в воде с образованием высоковязких растворов.
Буферную жидкость готовят следующим образом.
Полиоксиэтилен (ПОЭ) вводят в исходный латекс в виде 1-2%-ного водного раствора. Применение 1-2Х-ного водного раствора полиоксиэтилена
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буферным жидкостям, применяемым при креплении скважин.
Целью изобретения является повышение закупоривающей способности буферной жидкости.
Буферную жидкость получают смешением воды, полиоксиэтилена с застабилизованным латексом БСК-70/2. Застабилизованный латекс представляет собой водную эмульсию сополимера бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 соответственно, содержит биоразлагаемый эмульгатор — алкилсульфонат натрия или сульфонол НП-3.0, представляет собой жидкость. белого цвета и выпускается по ТУ 38 404106-79.
Латекс БСК-70/2 должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 1.
Таблица. 1 обосновывается тем, что при такой концентрации раствора (вязкость по
"Реотест-2" составляет 63,4 сП) буферная жидкость приобретает упругие свойства, а при снижении концентрации ПОЭ получение упругих свойств не обеспечивается. Применение же растворов более 2Х-ной концентрации нецелесообразно, поскольку раство-!
О ры с повышенной концентрацией труднопрокачиваемы . вследствие высокой их вязкости. Пластическая вязкость водных растворов ПОЭ приведена в табл.2.
Таблица 2
Вода
Полиоксиэтилен (ПОЭ) Пластическая вязкость, сП
8,46
99,95 0 05
99,00 1,00
98,50 1,5
98,00 2,00
18,3
40,4
63,4
141,2
198,2
268,2
30 97, 00
3,00
96,00 4,00
95,00 5,00
При этом содержание латекса в смеси изменяют от 99,98 до 88 об.ч., а ПОЭ вЂ” от 0,02 до 12 об.ч. После ввода заданного количества ПОЭ смесь
4р перемешивают в мешалке в течение
3 мин со скоростью 60 об/мин. Буферную жидкость опробовали в лабораторных условиях — замеряли пластическую вязкость на приборе "Реотест-2", 45 а упругие свойства наблюдали визуально путем погружения в жидкость палочки и последующего извлечения ее.
При наличии у жидкости упругих свойств на палочку наматывается непрерывно тянущаяся пленка. Также готовили буферную жидкость и при других принятых в формуле соотношениях компонентов.
Химический состав и результаты
55 исследований вязкости предлагаемой буферной жидкости приведены в табл.3, 1266965
Таблица 3
Вязкость, сП
Содержание в составе, мас.Состав
ПОЭ латекса воды
100
16,9
0,4 10-э
0,0196
0,049
0,098
0,196
17,0
10 э
18,0
2 ° 10
4 10
10. 10
20 ° 10
19,1
20,1
0,49
21,5
0,98
22,5
1,47
23,9
30 10
1,96
24,2
4010э
50 10
25,3
2,45
60.10 з
2,94
28,1
29,7
3,43
70, 10-з
80 10
31,5
3,92
10
33,8
1,6 ° 10
2,0 10
2,4 10
74,7
7,84
408,9
915,0
9,8
11,76
Как видно из данных табл. 3, при увеличении содержания 27.-ного раствора ПОЭ в пределах от 0,02 до 12 об.ч. вязкость буферной жидкости ненрерыв- gp но растет, однако жидкость остается в текучем состоянии. Упругие сво тва у жидкости появляются при содержании 2Х-ного раствора ПОЭ в количестве 0,05 об.ч., поэтому данное количество принято за нижний предел. С увеличением концентрации ПОЭ упругие свойства жидкости также повьппаются.
99,98
99,95
99,90
99,80
99,50
99 00
98,50
98,00
97,50
97,00
96,50
96,00
95,00
92,00
90,00
88,00
За верхний предел ввода ПОЭ при.нято содержание его, равное 10 об.ч. при котором жидкость имеет высокую вязкость, но остается еще подвижной.
При дальнейшем повышении ПОЭ буферная жидкость становится практически непрокачиваемой.
Проведены лабораторные работы по определению закупоривающей способности буферной жидкости. Проверено влияние прокачивания буферной жидкости на приницаемость пористой
5 12669 среды и на скорость фильтрации жидкой фазы цементного раствора.
Исследования проводили на лабораторной установке, включающей рабочую камеру с фильтрующим элементом— керном из искусственного песчаника, напорную емкость, воздушный баллон с манометром и соединительные трубки. Во всех опытах перепад давления на керне был постоянным и равным 10
0,5 МПа. Первоначально определяли исходную проницаемость кернов, для чего всю систему заполняли технической водой и после установления давления замеряли количество вьделившегося фильтрата во времени. Коэффициент проницаемости определяли расчетным путем по формуле Дарси
Таблица 4
Проницаемость керна, Скорость фильтрации, см /мин
Н 0
ПОЭ без прокачивания буферной жидкости латекс исходная после прос предварительным прокачиванием буферной жидкости качивания буферной жидкости
1,05
16,2
0,049
99,95 10
95,0 10
90,0 0,2, 135
15,7
136
4,9
17,1
9,8
139 данием круговой циркуляции с помощью
4S цементировочного агрегата по схеме: мерная емкость — центробежный насос— чанок — поршневой насос — мерная емкость. Затем в жидкость вводят заданное количество латекса. Например, для приготовления 1 м буферной жидкости, содержащей 95 об.ч. латекса и 5 o6,÷. 2%-ного водного раствора
ПОЭ, в 50 л технической воды растворяют 1 кг ПОЭ и готовый раствор вводят в 0,96 м латекса.
По окончании подготовительных работ начинают процесс крепления скважины,В скважину закачивают жидкость где q — расход жидкостей, см /с, Состав буферной жидкости, мас. %
Как видно из данных, приведенных в табл. 4, в процессе прокачивания буферной жидкости происходит снижение проницаемости кернов в 2 раза, а при последующем прокачивании цементного раствора — снижение скорости его фильтрации более, чем в 15 раз, что свидетельствует о наличии закупоривающих свойств у данной жидкости. Снижение проницаемости кернов является следствием закупоривания мельчайших пор.
Пример. В период подготовительной работы к цементированию сначала готовят 2%-ный раствор ПОЭ соз65 Ь
F — площадь фильтрации пористой среды (керна), см
Р, -Р— Разность давлений, созданных на концах испытываемого обРазца (керна), кгс/см, Š— длина керна, см, P — абсолютная вязкость жидкости, сП.
Затем систему последовательно заполняли исследуемой буферной жидкостью и вновь технической водой. Производили те же расчеты и замеры.
Влияние прокачивания предлагаемой буферной жидкости на скорость фильтрации жидкой фазы цементного раствора определяли на той же установке путем сравнения количества фильтрата, вьделившегося из раствора за единицу времени без прокачивания и с прокачиванием предлагаемой буферной жидкости, Результаты испытаний представлены в табл. 4.
1266965
Формула изобретения
Застабилизованный
90,000-99,950 латекс
Полиоксиэтилен
Вода
О, 001-0, 200
Остальное
Составитель В.Борискина
Техред А.Кравчук Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ
Редактор А.31ежнина
Тираж 548 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 5734/25
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Для отмыва фильтрационной корки, буферную жидкость с закупоривающими свойствами по предлагаемому составу, жидкость с Иа СОз, цементный раствор.
Буферная жидкость, проходя по заколонному пространству, изолирует v проницаемые породы, тем самым исключает фильтрацию жидкой фазы цементного раствора в проницаемый пласт.
Буферная жидкость с Na CO> закачивается для разделеиия буферйой жидкости с ПОЭ от цементного раствора.
Она также удаляет тонкие слои буферной жидкости со стенок скважины и предохраняет ПОЭ от разрушительного воздействия катионов Са, находящихся в цементном растворе.
Предлагаемая буферная жидкость обладает более высокими закупоривающими свойствами, что обеспечивает не только разделение тампонажного раствора от буферного и вытеснение последнего, но и снижение проницаемости стенок скважины, что позволяет поднять закачиваемый цементный раствор до устья скважины и тем самым надежно разобщить пласты.
Буферная жидкость, содержащая полиоксиэтилен и воду, о т л и ч а ю— щ а я с я тем,что, с целью повышения
10 закупоривающей способности ее, она дополнительно содержит застабилизованный латекс — продукт сополимеризации водной эмульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соот15 ношении 25:75:2 соответственно,при следующем соотношении компонентов, 7с мас. 1:
