Буферная жидкость Советский патент 1983 года по МПК E21B33/138 

Изобретение откосится к бурению нефтяных и raaoEfeix скважин, в частности к цементированию обсадных колонн.

Известна буферная жидкость дпя раэделения бурового и цементного растворов при цементировании обсадных колонн, содержащая карбок иметилцеплюпозу, кальцинированную соду„ воДу и утяжеп тель 13.

Недостатками этой буферной жидкости являются высокая вязкость ее контактной зоны с цементным раствором и сокращение его сроков схватывания.

Наиболее близкой к предлагаемой является буферная жидкость, содержащая, вес.%: карбоксиметилцелгаолозу О,20.0,35; кальцинированную или каустическую содуО,2О-О,35;5ггяжелитепь 28,0053,80; лигнин 4,20-6,60; азотнокислый хром О,20-О,35 и воду - остальное 2.

Недостатком известной буферной является дильное коагуляционное загустевание ее контактных зон с разделяемыми буровым и тампонажным растворами при температурах выше 1ОО С.

Цель изобретения - предотврашение коагуляционного загустевания контактных зон буферной жидкости с разделяемыми растворами при высоких температурах (до i75°C}.

Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость для разделения бурового и цементного растворов, соде1 жашая карбоксиметвлцеплюпозу, капьцинарованную или каустическую соду, пигнкн и воду, дополнительно содержит нитрвлотриметилфосфоновую кислоту при следующем соотношении вигредивнтов, вес.%:

Лигнин10,6-12,0

К а рбоксиметигьцёплюпоза0,1-0,5

Кальцинированная

или каустическая

сода0,5-3,О

Нитрилотриметипфосфоновая кислота 0,02-0,5

ВодаОстальное

Нитрипотриметилфосфоновая кислота (НТ4К) представляет собсЛ белый порошок, хорошо растворимый в вопе.

При высокой температуре активные центры эяементарного звена лигнина становятся очень реакционно способными, благодаря чему легко протекают электрофипьные реакции замещения с молекулами (по схеме), что предотвращает деструкцию лигнина оf о

//

РОН СН, -0-Р-0

сн.

N - СН

ОСИ,

СИ,

но- р-оисн,о

п о

CHOHCgHf

асн.

ос//.

Выделяющаяся в процессе химическо- jjными ионами, входящими в кристапличес

го взаимодействия вода является допо№-кую решетку глинистых минералов, с обнительным разжижителем. При отсутствиира)3ованием нерастворимых компонентов,

молекул НТФК активные центры звеньевчто в шлом сопровождается повышением

лигнина взаимодействуют с поливапеш -вязкости раствора:

OCH

1025870

OCH,

Vo,

CHOHC H

СНОНСгНу Качество предпагаемой буферной жтшкосги оцеиивают по вязкости смесей, образованных ею с минерагтзованными буровыми растворами, взятых в различных соотношениях, и по ее впиянню на время загустевания тампонажны с растворов. ., Ппастическую вязкость бурового раствора, буферной жидкости и их смесей определяют при различных температур pax с помощью вибрационного вискозимет ра ВВН-3, а время загустевания тампонажных растворов и их смесей с буфериной жидкостью - с помощью консистометра КЦ-3 , В табп. 1 приведено изменение пластической вязкости буферной жидкости н ее смесей с буровым раствором в зави-, симости от концентрации при 23 и 160 С; в табл. 2 - зависимость вязкости, буферной жидкости, минерализовавного бурового раствора и их смесей от температуры (минерализация бурового pacTBopdi ЗОО г/л)| в табл. 3 - влияние буферной жидкости на время загустевания тамповажных растворов при 17 5° С. Таблица

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ дпя разделения бурового и-цементного растворов, Содержащая карбоксикштигшелпюлозу, .кальцинированную или каустическую соду, лигнин и воду, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения кс агуляциошюго загустеваЕия контактных зон буферной жидкости с разделяемыми растворами при высоких температурах (до 175°С), она дополнительно содержит шхтрилотриметилфосфоновую кислоту при спедукяцем соотношении иш редиентов, вес. %: Лигнин10,6-12,0 Карбоксиметилцеппю0,1 -0,5 лоза Кальцинированная или каустическая 0,5-3,0 сода Нитрилотрим)дтилк (Л фосфонЬвая кислота 0,О2-0,5 с Вода Остальное

26 22 2О 2О

28 26 22 20

23С

28 28 28 28

35 35 35 35

34 27

32

25 28 30 26 23

Тампонажный раствор

Буферная жшкость

УШЦ.-120; ОД% ССБ;65

Без жиокости

0,1% К2,Сг,0, В/Ц 0,33

То же140

--85

ШIШO2OOJ 0,1% ССБ;70

0.1% В/Ц О,43

Лигнин,

Из приведенных табтш следует, что предлагаемый состав не образует с минера лизоваюаши буровыми растворами высоковязких смесей и не сокращает времени загустевания тампонажнызс растворов в интервале температур 20 - 175 С.

Седйментационную устойчивость термосолестойкой буферной жидкости оценивают по изменению плотности после ее утяжеления. Утяжеданве ведут баритом или поТ. е б п и ц а 2

Т а б пи ц. а 3

Консистенпия

Время загустеваpactBopoB1яя, мин

Густая паста

Жидашй Густая паста

вышением концвнт вии раство ра соли. Затем жидкость запивают в седимеитааи50 онный цилиндр и оставляют в покое. Че рез 15 мин стшают верхнюю и нижнюю части растворов и опредепяют {к. ппот ность Система считается седиментац1нонно устойчивой, .если изменение ее ппот55 ности не превышает О,1 г/см

В табл. 4 приведены данные, характеризуюшвэ седименгациоиную устойчивость предлагаемой буферной жидкости.

10258708 Из табп. 4 следует, что прейпагаемая буферная жидкость обладает способностью удерживать утяжепитепь во взвешенном состоянии. Таким образом, применение предпагаемой буферной жидкости, п вопит повысить качество цементировашй затрубного пространства, искгшчить опасность осложнений при цементировании скважин в ука занном штервапе температур и даст значитепьный экономический эффект, так как сократит затраты времени на псадбор реТаблица 4. 5 цептур буфери 1Х жидкостей перед каждым дементйровакйем и предотвратит знач тепьные потери буровых и тампонажных растворов коагуляции при йх смешибании. Кроме того, предлагаемый состав может применяться дпя обработки буровых jmcTBOpofi, так как он снижает вязкость посгйдяих, а также для глушения сжважин, так как обладает хорошей подвиж ностыо, сещшентационной устойчивостью и регулир уемой плотностью.