Состав для разделения потоков жидкостей

 

Я.N. Расизаде, Н.М. Шерстнев, В.А. Козаченко, В.И. Гусев, В.П. Меркулов, И.А. Швецов, А.А. Дергачев, В.М. Костянов, А.А. Айтмухамбетов, А.IO. Рыскин и И.Д. Батырбаев (72) Авторы изобретения

Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательскими йнсгитут--(71) Заявитель

° 1 1 ;." А

I (54) СОСТАВ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОТО1 OB ЖИДКОСТЕЙ вЂ” — .--..

1о

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам для разделения цементного и глинистого растворов при цементировании обсадных колонн.

Известна буферная жидкость, содер5 жащая сернокислый алюминий, серную кислоту, жидкое стекло, КМЦ, окэил, утяжелитель и воду 1 ).

Недостатком этой буферной жи)1кости является то, что она не обладает крепящими свойствами по отношению к глинистой корке.

Известен также вязко-упругий со- 15 став для разделения потоков жидкостей, например, цементного и глинистого растворов при цементировании обсадных колонн, на основе 1-0,63 водного раствора полиакриламида (ПАА) и 37404 формальдегида с добавлением 0,40,64 водного раствора гексарезорциновой смолы, Указанный состав получается путем тщательного последовательного пере" мешивания в растворе IlAA .гексареэорциновой смолы (ГРС) и технического формалина. В свежеприготовленном виде (сразу после завершения перемешивания компонентов) состав представляет собой текучую псевдопластическую жидкость, которая приобретая во времени структурную прочность, превращается в вязко-упругую, резиновоподобную массу, плотностью 1,05 г/см . Предель ная структурная прочность состава в зависимости от концентрации компонентов достигается в течение 1-3 сут при температуре окружающей среды 1820 С. Повышение температуры ускоряет созревание состава.

Укаэанный способ состоит в основном из воды и его объемная упругость, связанная с упругостью макромолекул

ПАА и ГРС, незначительна. В этой свя" эи разделение потоков жидкостей с

Указанная цель достигается тем, что состав дополнительно содержит порошкообразный магний, в качестве водного раствора ПАА используется

1,5-2,03-ный раствор, а в качестве смолы — синтетическая жидкая смола, при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ф:

Синтетическая жидкая смола

Порошкообразный магний 1 0-0,6

Технический формалин 1,0-5,0

1,5-2,04-ный водный раствор полиакриламида Остальное

Применение в настоящем составе водного раствора ПАА 1,5-2,03 кон-. центрации приводит к увеличению структурной прочности разделителя, что подтверждено результатами лабораторных испытаний.

0,4-0 9

3 976027 применением указанного состава обеспечивается за счет. эффекта Вейсенберга - возникновения нормальных напряжений, направленных перпендикулярно к стенкам канала Для реализации указанного эффекта в интервалах внезапйого расширения сечения канала необходима малая скорость потока, соответствующая времени релаксации про-- качиваемого состава. Однако выполне- 10 ние этого требования часто ограничено параметрами конкретной технологической операции (2 ).

К числу недостатков этого состава относится также то, что ГРС, являю- 1S щаяся одним из основных его компонентов, выпускается на пилотной установке научно-производственного объединения "Пластмассы" (r,. Москва). Это обстоятельство практически исключает 2в массовое внедрение в производство новых высокоэффективных технологических операций капитального ремонта и бурения скважин, связанных с применением указанного состава. Кроме того, при- 2S менение ГРС имеет также эксплуатационные недостатки, как предварительное ее измельчение и приготовление водного раствора, а также обильное пенообразование, которое осложняет равномерное ур перемешивание компонентов состава.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения потоков жидкостей за счет увеличения структурной прочности и объемной упругости з состава. ф

Дальнейшее увеличение концентрации ПАА приводит к трудностям при его растворении и перемешивании компонентов состава, а также нецелесообразно с экономической точки зрения.

Результаты. лабораторных испытаний по оценке увеличения структурной прочности вязко-упругого состава при повышении концентрации ПАА приведены в табл..1. В качестве параметра оценки структурной прочности взят диаметр растекания во времени состава по прибору пКонус АзНИИ".типа КР-1. Видно, что увеличение концентрации ПАА до

24 уменьшает диаметр растекания состава (т. е, увеличивает структурную прочность) на 25-60+.

Применение в настоящем составе жидких смол (табл, 2) исключает перечисленные выше недостатки применения гексарезорциновой смолы, входящей в известный состав.

Введение в настоящий состав порошкообразного магния, выпускаемого Калужским производственным о ъединением

"Хлорвинил" для проведения внутрипластовой термохимической обработки скважин приводит к увеличению объемной упругости вязко-упругого разделителя за счет выделения водорода при реакции гидролиза.

Результаты лабораторных испытаний по оценке увеличения объемной упругости вязко-упругого состава при введении в него порошкообразного магния приведены в табл. 3 и 4. В качестве параметра оценки увеличения объемной упругости взяты показатели изменения объема и плотности состава. Видно, что введение порошкообразного магния в состав приводит к увеличению во времени (от 15 мин до 1,5 ч) объема

ВУС, соответственно от 203 до 3 раз и уменьшению плотности до 0,9—

0,3 г/см .

Пример !. На стационарной .установке или в мернике цементировочного агрегата приготавливают 960 кг

1,5-2,0> водного раствора ПАА.

Затем, не прекращая круговой циркуляции, в него последовательно добавляют и тщательно перемешивают 4 кг жидкой смолы, 1 кг порошкообразного магния и 1О кг технического формалина (37-40Ф).

При таком соотношении компонентов получаем 975 кг вязкоупругого состава.

5 97602

Пример 2 ° Re прекращая круговой циркуляции, 960 кг раствора

ПАА, последовательно добавляют и тщательно перемешивают 5 кг жидкой смолы, 3 кг порошкообразного магния и

30 кг технического формалина.

При таком соотношении компонентов получаем 1000 кг или 1 м вязко-упругого состава.

Пример 3. Не прекращая кру- 10 говой циркуляции 960 кг раствора ПАА, последовательно добавляют и тщательно перемешивают 9 кг жидкой смолы,, 6 кг порошкообразного магния и 50 кг технического формалина. !

При таком соотношении компонентов получаем 1026 кг вязко-упругого состава.

При приготовлении состава добавку и перемешивание порошкообразного маг- W

7 d ния и формалина необходимо завершить в течение 10-15 мин до начала закачки предлагаемого состава в скважину.

Прочностные и упругие характеристики настоящего состава по сравнению с известным больше в среднем на 433.

Этот факт в итоге оказывает влияние на такие параметры расчета экономической эффективности, как коэффициент успешности и продолжительность эффекта после обработки. Для предлагаемого состава эти параметры будут соответственно: коэффициент успешно.- .. сти 0,98; продолжительность эффекта после обработки 141 сут.

Планируемый годовой экономический эффект от применения настоящего изобретения составляет 580,6 тыс. руб.

Cl л

Cl л

I

1 !, ! !

I

LA л

Ю I

1

I

1

1 !

EA (Г

С>

LA л м

ОО

- 3

СЭ л ф

CIO л О л

К

Ф а

tO л

СЪ

i

t

1

I

t

I

1

1

1

1 !!

I

1

1

I

I

t

1

1

1

I

1 !

CC

С:

С: оР

К л и Ф е а а о

I- В

Z I»

Ф О

«Г Itl

x n. о

hC Ю

976027

976027

»») КЬ

1» в

-ч4е м

ЗЧФФ з сз (ЧЧ(O эz)-а с О е з

R Yre ! .айзй о о з (»!

1»

Ф

)) ) и

° с

° в

r O

1»

1

1

I

° 1

1

1 ,1

Ф

t

1

I

)

I

1

Ф

I с! (»

Ф»4

Ф о сз х з

Ct O з с с. з е х з и

У Э о е а (Ф с э з о =(.1

I

l !

1 (. I

I

I (! !

Ф

I ! !

I I

l

I

1

l

I, ° l

I ( (!

l () (l

I ( ( ( ( ( ( ( (l

l

l (!

l (l Cl э о.з чес

ЛОЧЧ

RЗО-Ф з )- ). с з а((о оз

Зэсозс ч э x ) »l

n(- x ечлэз (о с э зе зз з(-з а ОЗ С () Э (с)Ч*-э э з 0 е Ф

o.() Ф-е

l

) ( (! (l ( (l ( (!

I

l (1

l (I

I

1

l ФМ (ФЮ

I Ф»)

1 l в ! (.Л (I (4

I

l

У

Z о х (Y л о

Ct а

С»

1

I

1

I

) I

Ф

I

1 I !

1 (I

C( (»Ъ (C) l

) I

) 1 () I

I о

4 Ф

e») 1

1 (Э

) )!

1 I

1

I 1

I!

1 с

l (I

) 1

) е ) Y (з з Ф

Ф 1

R 4

Фl5 I

I 1 зй

® з v

s е з ч а

z и

В"

Я Ю

Ю (О

l )

4Ct

1

I.

1

1

) !

) !

Ф (g3

Фв б в е

C

u u

М е

CL сЧ й

)Ф R

»

М !

I»

LJ I

3l

c

e f 1

)!м

Я ! t

1 I

I I

1 1

1 1

1 1

I )

Ф

I с( ((с»(l !

1

1 !

1 (!

Ф»в ° 4

1 ! O I

4 )C ) ! и 1

4 Ф»,1 ! ( х

2( л и

43)-g ч ° у зйэз

@ за

ы v с уй

l 1

02(1 з з аю

)-с е (с) \» Е

533 еа а з е с еое

3 с ч

). ч о ей

/ с) Ф ( (4 (! !

I

I 1

I

4

I

I

I 4

1

1

1

I

t

1

I

I

4

I.

1

4) !

I

Ф

Ф ! !

1

I

I

4 !

1 !

1

»4) 1

1

1

1

I

1

)

1

1

1

I

I

1

) (»Ъ )

1 . 1

Ф !

I !

976027

12 х

I ! !

6Ъ

ФФЪ

ФЧ

СЭ

Ю

00 л а о

СЭ

СЭ о

ФФЪ

CV о

lA

ФФЪ

ФФЪ

00 и о ф

М и

Ц е

ФФЪ

СЭ

D о бб

Ф Ъ фЮ иъ

ФЪЪ о о

ФхЪ о м

° ФЪ

00 и

СЭ

I

I °

I

1

СЭ о

СЭ

ФЪФ

ФМЪ м м а

Фх Ъ

1 о о м

» о

ФФЪ

ФЭ I

1

Ч

t

Ф"Ъ

ФхЪ

СЭ

8. м м м м ъО о

Фх Ъ ь о о о

Фхб а

Ф Ъ м

00 а

О СЭ

g СЭ

1 00 лассо л ! 0 В

osx

Х Ф0 Z

Фе 1» 1»

ФЗ

hfdf

1-ЛО иас

О С л а

1- е о о

СХе се!а и 1tz Ф z

X Ci

z e

ЭО* э» о .02 Х

z e

В лс с

X O хж

C cv

ФиЪ м о о о

СЭ

Фхб а м м

00 о

d4> ъО о о

СЭ

Фхб м м м м ь

tC

X х а»

IP

Фхе

CO

»

Се о о. ь м

-- Э м ь

1

1

1 !

Ф

1

1 !

Ф

1

1

Ф

t

Ф»\

ФхЪ м

ФЪЕ

О0

Се

ОЪ

-т м.

4 ь м м

ОЪ есе а о

C м м, м а

Фхб

OO

Се со .О

CO

Фие

М л

Фи о

X з а

1х

Ю

=!

z о х м м

ФхЪ

Фхе

CO

CO ь е/ л

Фи ь

00 м

0 Ъ а о

-=Г

«Э х о

if I

5 8g

Ф«®

8 йо ф с» ФФФ3

00 м

ОЪ и о ъО

Фъб а

ЪО ъО

Фхб а

«Э

D и

° и

° у а .0. х ххс

00 м

ОЪ а

СЭ

ЪО

ЪО о а

Фс ебъ

СЭ

ФФЪ м а

ФЪФ

ЧФЪ м

Ф 1

an °

Се ь ъО ь м м

ОЪ

» 1

- I

Фхе ъО

ФФЪ

Ф»Ъ м

0О а ь

Ф а X

23 л х „1 2

Э 3

1 и

10 в

Ф

В X

XX

Х I1

Е- ZiXz

1Э I 1 и

° »

1 t иЪ

1 ОЪ

1 Ф 1 !

1 I

I I

1

1 ФФЪ I

I .ъОФ

1 I

I I ! I

I l

1 1

ЕФЪ

1 an 1

1 I

Ф Ф

I 1

1 1 о ел

1 I

1 I

МЪ

I Ф 1

Ф 1

— -l

Ф Ф

1 О ! 1

1 1

1 1

Г.

1 1

1 1

an

1 М 1

1 1 г

» — —

1 1

I I о

I м

1 1

1 е

ФФ

I 1

1 I о е

I » 1

I 1

à — — а

I I

1 1

I 1

I 1

1 1

1 I

1 а

1 IZ 1 а и б If! 1

° »х

I e t в

1 " 1

I а» I е иъ

D °

1- — — 1

1 1

I ЕФЪ 1

I ЮЪ t

1 1

1 I

»

I t иъ

1 1

1 t

1

I an 1

1 Ф»х

1 t

Л

ЕФЪ

I ъО 1

1 I

1 1

1 1

an 1 в

01 1 1 х 1 1

I

1 е

1 О Ф

Ф ФФЪ е ее 1 1

Л е 1

I

Ф 1 е е Ф

ФФЪ

1 ! 1

I е е. о Ф

1 -Ф I

1 t.

Е, 1 и

1 М 1

Ф 1

2 1 а

С Ф 1

1 1 о м

t 1

l l

1 Ф

1 1

an

I ФЪФ 1

I

1 Ф

Е СЭ . 1

Ф. ФЪФ I

1 1

1 Ь

i It

t » I

1 t

1 t

I D 1 а»

1 1

I Ф

»

I . иъ

1 ° 1

1 I х

1 g х!

f 1

ФВ

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1

I

1 !

1

1

1 е

1

1 !

I

i

1

I

1

1

1 !

1 е

1 !

1

1 е

1

1

1

I

1

1 !

Формула изобретения

Составитель В. Ягодин

Редактор А. Шандор Техред M.Tenep КоРРектоР Н.Король

« >К» 9959/55 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного-комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

976027 14 ческая жидкая смола при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ф:

Состав для разделения потоков жид- Синтетическая жидкая костей, например цементного и гли- смола 0,4-0,9 нистого растворов, при цементирова- s Порошкообразный нии обсадных колонн, содержащий вод- магний 0,1-0,6 ный раствор полиакриламида, техничес Технический формалин 1,0-5,0 кий формалин и смолу, о.т л и ч а- 1,5-2,0 -ный водный ю шийся тем, что, с целью повы- раствор полиакрилшения эффективности разделения пото- 11 амида Остальное ков жидкостей за счет увеличения Источники информации, структурной прочности я объемной уп- принятые во внимание при экспертизе ругости состава, он дополнительно 1. Авторское свидетельство СССР содержит порошкообразный магний, в 1г" 730956, кл. Е 21 В 33/138, 1978 качестве водного раствора полиакрил- 15 2 Авторское свидетельство CCCP амида используется 1,5-2,0Ф-ный ра- Р 402635, кл. Е 21 В 33/14, 1971 створ, а в качестве смолы - синтети- (прототип).