Буферная жидкость для разделения полимер-глинистого бурового раствора,стабилизированного нитронным реагентом @ и тампонажного раствора

 

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕР-ГЛИНИСТО ГО БУРОЮГО РАСТВОРА,СТАБИЛИЗИРОВАННОГО НИТРОН- НЫМ РЕАГЕНТОМ HP, И ТАМТЮНАЖНОГО РАСТЮРА, содержащая воду и добавку, отличающая ся тем,что, с целью повышения эффективности очистки стенок скважины за счет улучшения моюсщх свойств жидкости и сокращения сроков ее приготовления при ".охранении инертных свойств по отношению к тампонажному раствору, жидкость в качестве добавки содержит диметилформаьмд при следующем соотношении коьшонентов, об.%: ДиметилформамидI0-20Вопа80-90

OQ (1)) Р1д) Е 21 В 33/138

ОПИСДНИК ИЗ0БРЕткНИЙ н автсесномм се щатвъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ (21) 3536768/23-03 (22) 07.01.83 (46) 15.03. 84, Бюп. У 10 (72 ) А. Г. Анопин, П.М.Данилевич, В.А.Глебов, А.Л.Юркова и В.В.Тураев (71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Саратовнефтегаз" (53) 622.243.144.3(088.8) (56) 1. Булатов А.И. и др. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1977, с. 77-78.

2. Технический проект на строи" тельство скважины Р 3 Мечеткинской площади Степновского УБР ПО "Саратовнефтегаз", 9 75, 1979 (прототип) . (54) (57) БУФЕРНАЧ ЖИДКОСТЬ ДПЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕР-ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО

РАСТВОРА, СТАБИЛИЗИРОВАННОГО НИТРОНННМ РЕАГЕНТОМ HP Н ТАМПОНАЖНОГО

РАСТВОРА, содержащая воду и добавку, отличающаяся тем,что, с целью повышения эффективности очисгки стенок скважины за счет улучшения моющих свойств жидкости и сокращения сроков ее приготовления при ".охранении инертных свойств по отношению к тампонажному раствору, жидкость в качестве добавки содержит диметилформамид при следующем соотношении компонентов, об.X:

Диметилформамид 10-20

Воля 80-90

1079823 2

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкостям,применяемым для разделения бурового и тампонажного растворов и очистки ствола скважины ггри цементировании.

Известны буферные жидкости на основе водных растворов солей

СаС1, NaC1 и другие (!) .

Эти буферные жидкости при кон — 10 такте с тампонажным раствором ускоряют сроки загустевания,а отмывающая способность их от остатков полимер-глинистого бурового раствора недостаточна для качественного 15 крепления скважин при цементировании .

Наиболее близ кой к предлагаемой является буферная жидкость для разделения и оли мер-глинистого бурового раствора, стабилизированного нитронным реагентом НР, и тампонажноro раствора, содержащая воду и добавку.

Д цгная буферная жидкость не оказывает существенного влияния на сроки загустевания тампонажного раствора и обладает способностью вытеснять буровой раствор (") .

Однако низкая химическая активность его не позволяет в достаточной степени удалять со стенок скважины и из каверн остатки полимер-гли— нистого бурового раствора и добить— ся качественного цементирования.

Кроме того, для приготовления данной буферной жидкости в лабораторных условиях затрачивается 60-70 мин в связи с плохой растворяемостью ее компонентов, 40

Цель изобретения — повышение эффективности очистки стенок скважины за счет улучшения моющих свойств буферной жидкости и сокращение сроков ее приготовления при сохранении

45 инертных свойств по отношению к тампонажному раст вору.

Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость для разделения полимер-глинистого бурового ра-50 створа, стабилизированного нитронным реагентом HP и тампонажного раствора, содержащая воду и добавку, в качестве добавки содержит диметилформамид при следующем соотношении 55 компонентов, об.7.:

Диметилформамид i 0-20

Вода 80-9 О

Диметилфор мамид (ДИФ) выпускается по ГОСТ 20289-74, является полярным растворителем, плотность 0,95 г/см.

При контакте остатков полимерглинистого бубнового раствора, включающего нитронный реагент — стабилиэат ор (HP ), я вляющийся связующим, с водным раствором диметилформамида происходит растворение HP. В резуль— тате разрушения полимера в буровом растворе структура остатков бурового раствора нарушается, что способствует его вымыванию.

В лабораторных условиях проведены опыты по выявлению отмывающей способности при различных соотношениях компонентов. Технология приготовления буферной жидкости следующая. К 360320 мл пресной воды добавляют 8040 мл диметилформамида и после перемешивания в течение 2-3 мин буферная жидкость готова к применению.

В качестве промывочной жидкости на полимерной основе используют полимер — глинистый раствор, состоящий из следующих компонентов, вес. Е:

Бентонитовая глина 7-8

Нитр о нный р е are нт

HP (продукт гидролиза мокрых отходов волокна Нитрон") 0,1 — 0,5

Вода Остальное при следующих параметрах: плотность

1,20 г/см3, вязкость 44 мЛа ° с, стаиче ское напряжени е сдви га О, 15/ ,19 Па, водоотдача 4 мл за 30 мин.

Критерием времени отмыва взят период в 2 мин. Опыты проводят на лабораторном консистометре КП-5.

Вместо лопастного устройства в прибор КП-5 в ст авля ют ось с з акр епленными на ней двумя круглыми дисками, на которые устанавливаются металлические стержни, покрытые пленкой полимер — глинистого бурового раствора.

Затем на ось с дисками одевают стакан с буферной жидкостью и включают д: игатель. Скорость вращения стакана с буферной жидкостью 60 об/мин,что примерно соответствует скорости движения жидкости в затрубном пространстве скважины и обеспечивает приближение лабораторных исследований к прощппленным условиям. После вращения в течение 2 мгн стержни извлекают и определяют площадь, с которой смыта пленка. Определяют процент

1079823 смытой поверхности от всей поверхности стержней.

Определение сил сцепления цементного камня с металлом проводят по следующей методике. Отмытый от пленки полимерглинистого бурового раствора буферной жидкостью металлический стержень помещают в стакан. Последний заполняют .цементным раствором и помещают на 2 сут в автоклав. После 2-суточного твердения стакан с цементным камнем извлекают из автоВеличину гидропрорыва контактной зоны между цементным камнем и стенками металлического стержня определяют по следующей методике. В отмытый

5 от пленки полимер-глинистого бурового раствора буферной жидкостью стакан заливают цементный раствор и помещают в автоклав на 2 сут. Ilo истечении 2 сут стакан с цементным камнем извлекают и присоединяют к насосу, нагнетающему воду, и определяют величину давления, необходимого для поступления воды между стенками ста-.. кана и цементным камнем. После это- i го рассчитывают величину гидропрорыва на единицу поверхности контакта.

Полученные результаты приведены в табл. 1. клава и с помощью пресса определяют страгивающее усилие металлического стержня по отношению к цемент— ному камню. Затем рассчитывают силы сцепления цементного камня с поверх— ностью металлического стержня, приходящиеся на единицу поверхности контакта.

Таблица I

Состав буферной жидкости, Х

Сила сцепченин цементного камня с металлом, ИПа, через 2 сут т верде ния при

Отвыв пленки

Пресная вода

Ди метилформ амид

60 С 80 С

24 !IIIa 35 МПа

60 С

24 МПа

О, 1О

O,ll

О, 13

О, 15

0,31

0,60

0,81

0,99

0,61

0,22

35 . IПа

lO0

28

98,5

98,5

I OO

lO

0,15

0,15

0,17

0,21

0,39

О,?1

1,03

0,94

0,80

О, 20.

0,15

0,16

O,19

О. 21

0,38

0,66

0,97

0,67

0,24

0,21

0,21

0,23

О,25

0,45

0,79

1, 12

I,0О

0,84

0,23

0,19

О, l6

0,20

0,22

0,20

0,23

0,26

0,27

50 0,43

0,49

О ° 51

0,54

Стержень смоченный полимерглинистым буровым раствором.

Стержень, смоченный полимергли— нистым раствором и смытый водным раствором Na Cl? -.=1, 20г/см (аналог 1, 3

Стержень, смоченный полимерглинистым буровым раствором и смытый буферной жидкостью: 2Х-ный водный раствор КМЦ

3%-ный водный раствор кальцинированной соды и водный раствор NOCO

I,20 г/см3 прототип1.

Вели мна давления гядропро1 рыва, ИПа, через 2 сут твердения при

10 7982 3 ного камня с металлом и величина давления гидропрорыва снижаются °

Отсутствие в буферной жидкости диметилформамида резко снижает от— мывающую способность (35X). Для сравнения с предлагаемой буферной жидкостью в табл. приведены данные анализов аналога и прототипа.

Сравнительные данные влияния бу1О ферной жидкости (БЖ) на время загустевания цементных растворов (ЦР) приведены в табл.2.

Таблица2 уферная жидкость 1

Использование предлагаемой буфер.— ной жидкости при цементировании скважин, пробуренных с использованием по-4 лимер-глинистого бурового раствора, позволяет увеличить степень очистки стенок скважин от остатков бурового раствора по сравнению с прототипом на 50-983, при этом сокращается 50

ВНИИПИ Заказ 1285/33 Тираж 564 Подписное

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

Согласно данным, приведенным в табл.), хорошей отмывающей способностью, высокими значениями сил сцепления и высоким давлением гидропрорыва обладает состав буферной жидкости, содержащий, об.7.:

Пресная вода 80-90

Диметилформамид 10-20 Йри содержании диметилформамида меньше 10Х и более 207>-отмывающая

=пособность, силы сцепления цементЧистый цементный раствор

Буферная жидкость, взятая за аналог (5Z-ный водный раствор а СаС12 ), БЖ: ЦР

1:1

1:3

31!

Буферная жидко ст ь, взятая за прототип (27.-ный водный р а ст вор КЩ, 37- ный водный раствор Na>COq и водный раствор МаС! плотностью

1,20 г/см ), БЖ:ЦР !

:1

1:3

3:1

Предлагаемая буферная жидкость (водный раствор диметилформамида), БЖ:ЦР

1 ° 1

1:3

3:1

Время загустевания цементного раствора, мин в 5-6 раэ время приготовления буферной жидкости.

Предлагаемая буферная жидкость позволяет обеспечить качественное разобщение пластов при цементировании нефтяных и газовых скважин при сокращении времени их строительства.