Буферная жидкость

 

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин. Задача изобретения - создание буферной жидкости с пониженной водоотдачей, обеспечивающей надежное разделение буровых растворов от тампонажных за счет исключения загустевания контактных зон, а также обеспечение высокой седиментационной устойчивости при ее утяжелении, исключение образования седиментационных пробок и попадания фильтра буферной жидкости в продуктивные пласты. Буферная жидкость на водной основе содержит карбоксиметилцеллюлозу, нитрилотриметилфосфоновую кислоту, с утяжелителем и дополнительно углещелочной реагент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: углещелочной реагент 8-12, карбоксиметилцеллюлоза 0,45-0,8, нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,02-0,05, утяжелитель 0-70, вода остальное. 2 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к цементированию обсадных колонн.

Известна буферная жидкость, содержащая агримус (лигнин), кальцинированную соду, карбоксиметилцеллюлозу, утяжелитель и воду - а.с. СССР 654795, Е 21 В 33/138, 01.02.1977 г.

Известна буферная жидкость для разделения бурового и цементного растворов при цементировании обсадных колонн, содержащая лигнин, карбоксиметилцеллюлозу, кальцинированную или каустическую соду, нитрилотриметилфосфоновую кислоту, утяжелитель и воду - а.с. СССР 1025870, Е 21 B 33/138, 19.02.1982 г. - прототип.

Недостатками этих буферных жидкостей является использование в составе лигнина, который является некондиционным отходом гидролизной промышленности, перерабатывающей древесину и растительные отходы (шелуха семян хлопчатника, кукурузные кочерыжки, одубина, подсолнечная лузга). Буферная жидкость, полученная на его основе, отличается нестабильностью реологических параметров (плохая растворимость, большой осадок нерастворимых веществ), вследствие неполного гидролиза древесины и растительных отходов. Вследствие этого буферная жидкость характеризуется седиментационной неустойчивостью и, как следствие, выпадением барита, особенно при повышенной температуре, а также повышением вязкости на границе с буровым и цементным раствором.

Задача изобретения - создание буферной жидкости с пониженной водоотдачей, обеспечивающей надежное разделение буровых растворов от тампонажных за счет исключения загустевания их контактных зон, особенно при повышенной температуре, а также обеспечение высокой седиментационной устойчивости при ее утяжелении.

Это достигается тем, что буферная жидкость на водной основе, содержащая карбоксиметилцеллюлозу, нитрилотриметилфосфоновую кислоту, с утяжелителем, дополнительно содержит углещелочной реагент, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Углещелочной реагент - 8-12 КМЦ - 0,45-0,8 Нитрилотриметилфосфоновая кислота - 0,01-0,05 Утяжелитель - 0-70 Вода - Остальное Пример реализации изобретения Пример 1 (табл. 1, опыт 1).

Готовят 1 л раствора буферной жидкости. Для этого берут 100 г УЩР (10%), 4,5 г КМЦ (0,45%), 0,1 г НТФ (0,01%) и разбавляют водой до 1 л. Перемешивают в течение 30 мин, затем на измерительной воронке СПВ-5 измеряют условную вязкость, Т=25 сек. Водоотдача буферной жидкости по прибору ВМ-6 или прибору "Бароид" составила 6 см³/30 мин. Далее буферную жидкость утяжелили гидрофильным баритом (60% BaSO₄) и измеряют на Реотест-2 реологические параметры жидкости: К_пл=0,05 Па•с и Ω_o=3Па.

Седиментационную устойчивость буферной жидкости оценивали по изменению плотности после ее утяжеления. Жидкость заливали в седиментационный цилиндр СЦ-2 и оставляли в покое. Через 15 мин сливают верхнюю и нижнюю части раствора и определяют их плотность. Критерием для буферных жидкостей является разность плотностей 0,1 г/см³ за 15 мин.

Далее буферную жидкость проверили на контакт с буровым раствором в соотношении 1: 1, 1:2, 1:9. Пластическую вязкость бурового раствора, буферной жидкости и их смеси определяли при различных температурах с помощью вибрационного вискозиметра ВВН-3. Затем были проверены зоны смеси буферной жидкости с цементными растворами на Конусе АзНИИ.

Затем сравнили время загустевания цементного раствора и время загустевания смеси цементного раствора с буферной жидкостью в соотношении 1 буф : 9 цем, для этого взяли 40 мл буферной жидкости и 360 мл цементного раствора ЦТТ-160 В/Ц=0,33, жидкость затворения - 0,3% ССБ, 0,3% K₂Cч₂O₇ смешали и поставили в консистометр КЦ-3. Время загустевания чистого тампонажного раствора при Т= 150^oС и Р=600 атм составило 1 час 40 мин, а время загустевания смеси тампонажного раствора с буферной жидкостью (1:9) составило 2 час, т.е. предлагаемая буферная жидкость не сокращает времени загустевания тампонажного раствора.

Остальные соотношения компонентов буферной жидкости и их свойств показаны в табл. 1 и 2.

Таким образом, применение предлагаемой буферной жидкости исключает возможность образования седиментационных пробок при смешивании утяжеленного бурового раствора с буферной жидкостью, а также наличие пониженной водоотдачи буферной жидкости исключает попадание фильтрата буферной жидкости в продуктивные пласты.

Формула изобретения

Буферная жидкость на водной основе, содержащая карбоксиметилцеллюлозу, нитрилотриметилфосфоновую кислоту, с утяжелителем, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит углещелочной реагент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Углещелочной реагент - 8-12
Карбоксиметилцеллюлоза - 0,45-0,8
Нитрилотриметилфосфоновая кислота - 0,02-0,05
Утяжелитель - 0-70
Вода - Остальноео

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

TK4A Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Напечатано: (73) ..., Шалина Татьяна Васильевна

Следует читать: (73) ..., Шамина Татьяна Васильевна

Номер и год публикации бюллетеня: 22-2004

Код раздела: PC4A

Извещение опубликовано: 27.08.2007        БИ: 24/2007