Буферная жидкость

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140480 (21) 2932288/23-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150982. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 1509.82

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>958651 (И) М. Кп.

Е 21 В 33/138

Государственный комитет

СССР по делам изобретений, и открытий (53) УДК 622 . 24 5, . 44 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.И. Бикбулатов, И.Х. Бикбулатов и

Татарский государственный научно-ис и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкостям, разделяющим буровой и цементный растворы.

Известна буферная жидкость, содержащая сульфит-спиртовую барду и бихромат калия или натрия (1).

Недостатком этой буферной жидкос» ти.является то, что она легко. перемешивается с буровым и тамнонажньи растворами, не сохраняет своей формы при сжатии, т.е. не обладает упругими свойствами, а ее закачка в скважину вследствие высокой вязкости поршневыми насосами затруднена.

Известна также буферная жидкость (2), содержащая вес.Ъ:

О, 5-1,0Ъ-ный водный раствор полиакриламида 85-90

Сухая бентонитовая глина 10-15

Недостатками известной жидкости являются ее относительно также вязко-упругие свойства и сравнительно длительные сроки ее приготовления.

Целью изобретения является повышение вязко-упругих свойств буферной жидкости при одновременном сокращении сроков ее приготовления.

Указанная цель достигается тем, что буферная жидкость дополнительно содержит 0,2%-ный водный раствор триполифосфата натрия и воду, в качестве акрилового полимера используется полиакрилат кальция, а в .качестве твердого наполнителя - утяжелитель (барит) „ причем соотношение ингредиентов следующее, вес.Ъ:

Полиакрилат кальция . 11-15

Утяжелитель (барит) 0,01-5

0,2%-ный.водный)раствор триполифосфата натрия 13-16

Вода Остальное

В.табл.1 приведены составы и свойства вязко-упругого продукта предлагаемой буферной жидкости. Из них составы 1 и 8 являются неработоспособными, составы 2 . и 7 характеризуются йредельными значениями ингредиентов, при, которых буферная жидкость работоспособна, составы

3 - 5 являются наиболее предпочтительными для приготовления буферной жидкости, так как они имеют оптимальные значения упругости, вязкости и плотности. Вязко-упругие свойства исследуют на коксистометре Гзпплера.

958651

На фиг.1 приведена кривая течения предлагаемой буферной жидкости в консистометре Гэпплера; на фиг.2

35 зависимость ее динамической вязкости от температуры.

Из данных, приведенных на фиг.1 и

2, видно, что жидкость имеет высокие вязко-упругие свойства„ а увеличение температуры до 100ОC приводит к увеличению вязкости в 3 раза, что повышает ее разделяющую способность в реальных условиях скважины.

Предполагаемый экономический эф-, 4 фект от использования предлагаемой буферной жидкости на предприятиях удМуртнефть составляет 1-.

2,4.тыс.руб. на одну скважину.

Предварительно готовят суспензию, полиакрилата кальция и утяжелителя (барита) в 0,2Ъ-ном водном растворе триполифосфата натрия, а затем разбавляют ее пресной водой. При разбавлении суспензии пресной водой образуется комбинированная буферная жидкость, состоящая иэ вязкоупругой и моющей составных частей, Для облегчения перекачки буферной жидкости насосами и сохранения реологических свойств вязкоупругого продукта коагуляции предусматривается способ образования буферной жидкости непосредственно в скважине. Для этого готовится на поверхности суспензия полиакрилата кальция и утяжелителя (барита) в 0,2Ú-ном водном растворе триполифосфата натрия в весовых соотношениях 1:(0,001-0,4):(0,9-1,4).

Суспензию готовят в емкости 0,5-1 м с применением мелкогабаритных гидромешалок или механических мешалок.

Затем в скважину через два входа двумя цементировочными агрегатами одновременно закачивают пригот овленную суспензию и пресную воду в соотнсшении 1:(2, 7-3,0) . В процессе смешения пресной воды и суспензии в скважине происходит быстрая коагуляция полиакрилата и образуется буферная жидкость из двух частей. Первая часть, состоящая в основном из полиакрилата кальция и барита, представляет собой монолитную вязкоупругую массу. Вторая часть представляет собой маловязкую жидкость, состоящую из 0,04-0,03%-ного водного раствора триполифосфата натрия и является моющей частью буферной жидкости.

В табл.2 приводятся данные, характеризующие преимущества предла= гаемой буферной жидкости rio сравнению с прототипом.

Из табл.2,видно, что предлагаемая буферная жидкость имеет следующие преимущества перед прототипом: динамическая вязкость вязкоупругого продукта буферной жидкости на 2-3 порядка выше, чем у прототипа, за счет чего предлагаемая буферная жид-кость обладает лучшими разделяющими г свойствами; время приготовления предлагаемой буферной жидкости значительно уменьшается по сравнению с

5 известной; вязко-упругий-продукт обладает достаточно высоким модулем упругости и обладает меньшими адгезионными свойствами, чем известная жидкость; плотность вязко-упругого

10 продукта выше на 20-50%, чем плотность известной буферной жидкости, что способствует более лучшему вытеснению бурового раствора; в составе предлагаемой буферной жидкости имеется моющий компонент, что способствует лучшей очистке стенок скважины и повышает качество цементажа.

Буферная жидкость по прототипу должна закачиваться в скважину в течение ограниченного времени. При увеличении времени закачки больше

30 мин вязкость жидкости возрастает настолько, что ее невозможно прокачивать насосами ЦА-320. Это усложняет технологию цементирования колонны, так как не всегда есть возможность закачать смесь в течение этого интервала времени. Кроме того, при прокачивании этой жидкости разрушается ее структура.

958651

3 х к Э

Ц о

Ф

1 3 х !

0 Н

3 01

Р Р

1 с

Д <<3 нн3 о о

КО 4 аахм

Ю

1О

0Ъ л о о о сР 0 л л о о

М 3

;СЧ СЧ

Ф

l Н ххve

X 0I O 3

Х ICN

Х О 0Ъ О

Х Э 10

Ф Ф Р! х о

Л <0

Ю и> л с

\О

С Ъ СЧ о л о л1 Ю с

О О

М М

Ю л с аГЪ сС о о л

Х I

Х 1 н«

Э g 1

Я 1 ох!

Ч о

1 1

Сс

1! х

О Н цао х оуоа

Ill EA

Ю Ю л л

СЧ CA

СЧ СЧ с! tA сЪ с с с

° И ЧЪ Ю

Оъ 00 CO

ЧР

ОЪ с

С0

О\ с

CO

1 ° 3

1 с

° 4

0Ъ

1О с

С"Ъ

00 л!

Ю с о

cl ь с л

СЧ

СЧ

О с

СЧ

0Ъ

С Ъ с

ОЪ

1О СЧ с

Щ LA

СЧ, СЧ с

ССЪ СЧ л

1

ОЪ л с

Сс

CO ОЪ

О ОЪ с с

ОЪ IA

Ю ( с с

° Ф . IO

Ю Ю

СЧ с

\О м с

ЧЭ

Ф

Ct о

1 I кйх

Od1X д&а хон

aOId нех

Ж

3 а ха о

I 3 10

00 Х Н

СЧ <И сof6

1 1

1( Ф с

М лс

CO с

СЧ л о с

° !

СО с

М л!

CO O с с

LA М л с,0 Н

Фкх ! б Ф а

ICI 0I х О

«ъ к

I СЧ <

Ю о с о о о с

С0

Ю с

СЪ

Сс с

Г- ь с

0Ъ

00 с

СЧ

I Х х (б н х !б А ккк охФ май

С0 с

СЧ о с

° Ф с м л

CO с

С Ъ л

CO с м

° «4 тУ с Р л л О с с

Щ л

° с од

I ОЮ

IuI

I,1 л 1 I

I О1б

1 Х Н

Э! 0ЪХ

I Х ь

Q1 0I о х! ма х и

К! 10 о

Я!004 хо а31 ф4 еа! Фа

I 3R

1 I

1 I о

I 4 1 о

1.4 1

1 I

1 а

I И I

1 N 1

I old!

I ХН!

I СОХ!

I Х з1

1 ION(I

О еа

1 Х 4

1 Н о

1 Сб 1 о

1 Х 1

1 I а0 1

1 ° 1

O I

1 Ф 1

1 PI !

1 101Д с Ц Н

01! gO

О!Об

1 К!ЕЙ

1 Э

1 Х 1 а! н! Ф 1 1 Х

1 Н1 О

1 Id I а14

IKl4O

l 1 О а од

О1Х

I g 1 О) С0

1 СО ОЪ

I I

1 1

1 1

1 i

I 1

I 1

I <ю 1

1 I

1. Q!

1 Э

Я 1 ! I с

I 3

Н!

1 х I

1 Ф 1

Х I

О!

I L I

1 3 I о

1 Q 1

I I

1 1

1 I

1 1

1 1

Э Э х х

Оъ Х а к

43о

»их хо е э н й. K

3 о хек о б Э Е<

К Сб ц аo н g (б о и л1 СЧ М «Ф сСЪ Ю W CO

958651

Таблица 2

Параметры

1230 - 1540

1040 — 1060

Нет компонента

1000

Смесь неоднородна

То же

900

1 — 5

1200

6 - 15

20- 50

1800

3600

150 — 200

0,5 - 1

97 — 96

100,1200

5- 10

3600

О

Не ограничивается

Не более 1800

Плотность вязкоупругого компонента, кг/мз

Плотность моющего коМпонента, кг/м

Динамическая вязкость в процессе приготовления, н-с/м, через, с 1

Модуль упругости при сжатии через

3600 с, н/м увеличение вязкости при изменении температуры от 20 до 90 С, Ъ

Толщина прилипшего слоя на шариках стержня прибора Гэпплера (показатель адгезии), мм

Вытеснение глинистого раствора вязкоупругой жидкостью в 15 мм трубе по методике прототипа,Ъ

Время растворения; полиакриламида в воде при 20 С с

Время раствОрения триполифосфата натрия в воде при 20ОC с

Время для получения 1 кг вязкоупругого продукта в лабораторных условиях, с

Растворимость вязкоупругого продукта в моющих буферных жидкостях . (вода, 1-23-ный водный раствор триполифосфата натрия) Водоотдача вязкоупругого продуктаф на приборе ВМ-б, см /30 см

Время закачки суспензии полиакрилата кальция и барита в скважину после . ее приготовления, с

Время закачки смеси полиакриламида и бентонита в скважину после ее приготовления, с

Прототип Предлагаемая

9600 — 36600

9600 — 36600

9600 — 36600

9600 - 36600

9600 — 36600 . 9600 — 36600

7!104 22.105

На консистометре

Гэпплера не фиксируется (менее 10 )

Изменение в пределах точности прибора (10 - 25) Растворяется поли- Практически не . акриламид, структура растворяется .разрушается через

30 мнн

958651

Формула изобретения

МОЙ/с

-Х

Хян!Ях ) Физ.Я

Составитель В. Ягодин

Редактор A. Химчук ТехрЕд И.Гайду Корректор А, Ференц.

Заказ 7002/44 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов, содержащая акриловый полимер и твердый наполнитель, о т л и ч а ю щ а я-.5 с я тем, что, с целью повыщения вязко-упругих свойств .жидкости при одновременном сокращении сроков ее приготовления, она дополнительно содержит 0,2%-ный водный раствор триполифосфата натрия и воду, в качестве акрилового полимера используется полиакрилат кальция, а в качестве твердого наполнителя - утяжелитель (барит), причем соотноше-. ние ингредиентов следующее, вес.%г

Полиакрилат кальцня 11-15

Утяжелитель (барит) 0,01-5,00

0,2Ъ-ный водный раствор триполифосфата натрия 13-16

Вода Остальное

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 630401, кл. E 21 В 33/138, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 682637, кл..Е 21 В 33/138, 1974 (прототип).