Буферная жидкость для разделения полимер-глинистого бурового раствора,стабилизированного нитронным реагентом @ и тампонажного раствора Советский патент 1984 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплени нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкосгям 5применяе NfciM для разделения бурового и тампонажного растворов и очистки ствола скважины при цементировании. Известны буферные жидкости на основе водных растворов солей CaGl, NaCI и другие l . Эти буферные зкидкости при контакте с тампонажным раствором ускоряют сроки загу стеван 1я , а отмывающая способность их от остатков полимер-гли1дастого бурового раствора недостаточна для качественного крепления скважин при цементировании , Наиболее близкой к предлагаемой является буферная жидкость для разделения полимер-глинистого бурового раствора, стабилизированного нитронным реагентом HP, и тамнонажного раствора, содержгщая воду и добавку. Данная буферная жидкость не оказывает существенного влияния на сро ки загустевания тампонажного раство ра и обладает способностью вытеснят буровой раствор 2j . Однако низкая х 1мическая активность его не позволяет в достаточно степени удалять со стенок скважины и из каверн остатки полимер-глинистого бурового раствора и добиться качественного цементирования, Кроме того, для приготовления данно буферной жидкости в лабораторных условиях затрачивается 60-70 мин в связи с плохой растворяемостью ее компонентов. Цель изобретения - повышение эффективности очистки стенок скважи ны за счет улучше1гия моющих свойст буферной жидкости и сокращение сроков ее приготовления при сохранении инертных свойств по отношению к там понажному раствору. Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость для разд ления полимер-глинистого бурового р створа, стабилизированного нитронным реагентом HP, и тампонажного раствора, содержащая воду и добавку в качестве добавки содержит диметил формамид при следующем соотнощении компонентов, об.%: Диметилформамид10-20 Вода80-90 Диметилформамид (ДМФ) выпускается по ГОСТ 20289-74, является полярным растворителем, плотность 0,95 г/см; При контакте остатков полимерглинистого буоового раствора, включающего нитронньп реагент - стабилизатор (НР), являющийся связующим, с водньм раствором диметилформамида происходит растворение HP. В результате разрушения полимера в буровом растворе структура остатков бурового раствора нарушается, что способствует его вымыванию. В лабораторных условиях проведены опыты по выявлению отьывающей способности при различ1а.1х соотношениях компонентов. Технология приготовления буферной жидкости следующая. К 360320 МП 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 следуквдих ко тонентов, вес.%; Бентонитовая глина7-8 Нитронный реагент HP (продукт гидролиза мокрых отходов волокна Нитрон)0,1-0,5 Вода Остальное при следую цих параметрах: плотность 1,20 г/СМ, вязкость 44 мПа-с ,стаическое напряжение сдвига 0,15/ ,19 Па, водоотдача 4 мл за 30 мин. Критерием времени отмыва взят период в 2 мин. Опыты проводят на лабораторном консистометре КЦ-5. Вместо лопастного устройства в прибор КП-5 вставляют ось с закрегшен№ ми 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 длигатель. 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 npONbimneHHbiM условиям. После вращения в течение 2 мин стержни извлекают и определяЕот площадь, с которой см,1та пленка. Определяют процент CNfciToft поверхности от всей поверхнос 1ги стержней. Определение сил сцепления цементного камня с металлом проводят по следующей методике. От1 1тый пленки полимерглинистого бурового раство ра 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 автоклава и с помощью пресса определяют страгивающее усилие металлического стержня по отношению к цементнот камню. Затем рассчитывают силы сцепления цементного камня с поверхностью металлического стержня,приходя щиеся на единицу поверхности контакта. 234 Величину гидропрорыва контактной зоны между цементным камнем и стенками металлического стержня определяют по следующей методике. В отмытый от пленки полимер-глинистого бурового раствора буферной жидкостью стакан заливают цементный раствор и помещают в автоклав на 2 сут. По истечении 2 сут стакан с цементным камнем извлекают и присоединяют к насосу, нагнетающему воду, и определяют величину давления, необходимого для поступления воды между стенкаь« стагг кана и цементным камнем. После это- го рассчитывают величину гидропрорыва на единицу поверхности контакта. Полученные результаты приведены в табл. 1 . Таблица 1

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

Стержень смоченный полимерглинистым буровым

раствором.

Стержень, смоченный полимерглинистым раствором и смытый водным раствором NaCC

-1,20г/см аиа.чогХ Стержень, смоченный полимерглинистым буровым раствором и смытый буферной жидкостью: 2%-ный водный раствор КМЦ 3%-ный водный раствор кальцинированной соды и водный раствор NaCK Y 1,20 г/см (п отр-гип.7

0,22

о, 16

0,20

0,23

0,26

0,27

0,49

0,51

0,54

Согласно данным, приведенным в табл., хорошей отмывающей способностью, высокими значениями сил сцепления и высоким давлением гидропрорыва обладает состав буферной жидкости, содержащий, об,%: Пресная вода80-90

Диметилформамид10-20

При содержании диметйлформамида меньше 10% и более 2ЩОт№1вающая способность, силы сцепления цементуферная жидкость

I

Чистый цементный раствор Буферная жидкость,взятая за аналог (5%-ный водный вора CaOj ) ,БЖ:ДР

1:1

1:3

3:1

Буферная жидкость, взятая за прототип (2%-ный водны раствор КЩ, 3%-ный водны раствор Na CO-ij и водный раствор NaCl плотностью 1,20 г/см), БЖ:ЦР

1: 1

1:3

3:1

Предлагаемая буферная жидкость (воднь1й раствор диметйлформамида), БЖ:ЦР

:1

1:3

3: 1

Использование предлагаемой буферной жидкости при цементировании скважин, пробуренных с использованием полимер-глинистого бурового раствора, позволяет увеличить степень очистки стенок скважин от остатков бурового раствора по сравнению с прототипом на 50-98%, при этом сокращается

нога камня с металлом и величина давления гидропрорыва снижаются.

Отсутствие в буферной жидкости диметйлформамида резко снижает от 4 Iвalш(yю способность (35%), Для сравнения с предлагаемой буферной жидкостью в табл. 1 приведены данные анализов аналога и прототипа.

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

Таблица2

Время загустевания цементного раствора, мин

90

40 50

30

80 85

7-5

90 90 85

в 5-6 раз время приготовления буферной жидкости.

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