Буферная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов при цементировании скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B33/138 

00

сз

N

Од Изобретение относится к бурению нефтяных и газовьп скважин, в част™ нести к разработке рецептур буферных жидкостей, применяемых для очистки стенок скважины и поверхности обсадных труб от глинистой корки, а также выноса шлама с забоя и из каверн скважины перед ее цементированием. Из известных составов буферных жидкостей наиболее эффективны рецептуры на основе полимеров, в частности полиакриламида (ПАА). Известна буферная жидкость на основе водного раствора полиакриламида (ПАА), в который для повышения его структурно-механических и очистных свойств дополнительно вводят одну из солей поливалентных металлов (например сульфат хрома, нитрат хрома, хромовые квасцы, хлорид кобальта, сульфат железа и т.д.) при следующем соотношении ингредиентов, мас.% Il3 Полиакриламид 0,8-2,5 Хромовые квасцы 0,05-1,5 ВодаОстальное Однако указанная буферная, жидкость характеризуется сравнительно низкой очистной способностью по ОТНО шению к глинистой корке, образуемой на поверхности стенок скважины и обсадных труб. Кроме того, при её использовании в недостаточной степени выносится выбуренная порода с забоя скважины и из каверн. Наиболее близкой к предлагаемой является буферная жидкость 2, кото рая содержит в качестве основы водный раствор полиакриламида (ПАА) и добавку - сухую бентонитовую глину с целью повышения вязкоупругих свойств при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%: 0,5-1,0%-ный водный раствор ПАА 85-90: сухая бентонитовая глина 10-15. Недостатком известной буферной жидкости является её относительно невысокая выносная способность, вследствие чего ухудшается качество цементирования обсадной колонны. Цель изобретения - повышение выносящей и очистной способности буфер ной жидкости. Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость для разде ления бурового и тампонажного раство ров при цементировании скважин, содержащая воду, полиакриламид и добав ку, в качестве добавки содержит пластмассовые микробаллоны с разме232ром частиц от 10 до 400 мкн при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиакриламид0,8-1,5 Пластмассовые микробаллоны с размером частиц от 10 до 400 мкн3-8 ВодаОстальное Пластмассовые микробаллоны представляют собой полые микросферические частицы, имеющие гидрофобную поверхность, плотность от 0,08 до 0,2 г/см, п)очность при гидростатическом сжатии до 400 кг/см, они не растворяются в углеводородных и агрессивных средах. Получают микробаллоны путём распылительной сушки композиций на основе термореактивных синтетических смол, в частности фенолформальдеп-щных. Пример 1. Готовят 0,8%-ный водный раствор полиакриламида, т.е.. в расчёте на 1 м раствора вводят 8 кг сухого ПАА. Затем в него вводят 30 кг пластмассовых микробаллонов. Таким образом, в 1 м готовой буферной жидкости содержится, кг: ПАА 8, пластмассовые микробаллоны 30, вода остальное. . Пример 2. Готовят 1,2%-ный водный раствор ПАА, в который затем вводят 55 кг пластмассовых микробаллонов. Таким образом, в 1 м буферной жидкости содержится, кг ПАА 12; пластмассовые микробаллоны 55; вода остальное. Пример 3. Готовят 1,5%-ный водный раствор ПАА в который затем вводят 80 кг пластмассовых микробаллонов. Таким образом, в 1 м буферной жидкости содержится, кг ПАА 15; пластмассовые микробаллоны 80 кг; вода остальное. Выносящая способность буферных Ж1-здкостей определяется с помощью лабораторной установки, основным узлом которой является вертикальная трубчатая колонка из органического стекла, имеющая в нижней части сетку. В колонку на сетку помещают навеску шлама (100 г ) с частицами огфеделенного размера и затем через колонку центробежным насосом снизу вверх прокачивают исследуемую жидкость (производительность и скорость прокачивания подбирают по условиям подобия с реальной скважиной). После определенного времени прокачивания насос

. iT0861234

выключают и взвешиванием определяют ко- В табл. 1 приведены результаты личество вынесенного из колонки пшама. лабораторных исследований.

Таблица 1

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ БУРОВОГО И ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРОВ ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН,. содержащая воду, полиакриламид и добавку, отличающ.аяся тем, что, с целью повьшения её выносящей и очистной способностей, жидкость в качестве добавки содержит пластмассовые микробаллоны с размером частиц от 10 до 400 мкн при следующем соотношении компонентов, мае.%: Полиакриламид 0,8-1,5 Пластмассовые микробаллоны с размером частиц от 10 до 400 мкн 3-8 ВодаОстальное

Предлагае- ПАА-0,8%, пластмас- 0,5 1,0 20

мый совые микробаллоны - 3,0%, вода - остальное

ПАА-1,2%, пластмас- 0,5 1,0 20

совые микробаллЬны 5,5%,

вода - остальное

- ПАА-1,5%, пластмас- 0,5 1,0 2,0

совые микробаллоны 8,0%,

вода - остальное

Прототип

1%-ный водный раст- 0,5 1,0 20 вор ПАА-90%, бентонитовая глина - 10%

- 1%-ный водный раст- 0,5 1,0 2,0 вор ПАА-85%, бентонитовая глина - 15%

Как следует из данных , буферная жидкость обладает значительно лучшей выносящей способностью по сравнению с составом прототипа, взятого в опытах с минимальными и максимальньпчи значенияПАА-0,&%, пластмассо- 0,5

Предлагаемый вые микробаллоны 3,0%, вода - остальное

ПАА-1,2%, пластмассо- 0,5 вые микробаллоны 5,5%, вода - остальное

79

86

92

47

53

ми добавки сухой бентонитовой глины (опыты 4-5).В табл. 2 приведены данные по оценке очистной способности сравниваемых составов буферных жидкостей в отношении смыва глинистой корки.

Таблица 2

84

30

88

30

ПАА-1,5%, пластмассо 0,5 вые мйкробаллоны 8%, вода - остальное

1%-ный водный раствор 0,5 ПАА - 90%, бентонитовая глина - 10%

1%-ный водный раствор 0,5 ПАА-85%, бентонитовая глина - 15% Очистная способность буферных жидкостей оценивается на приборе динамической водоотдачи буровых раст воров ПВД-1. Методика проведения опытов. Глинистый раствор прокачивается центробежным насосом через патрубок, в котором концентрично расположена перфорированная трубка с бумажным фильт ром. На фильтре в процессе прокачивания образуется глинистая корка. После её формирования фильтрующий узел (трубка, фильтр, корка), взвешивается и крепится на прежнее место а затем производится прокачивание через тот же патрубок исследуемой буферной жидкости в течение определенного периода времени. После прекращения прокачивания фильтрующий узел вновь взвешивается и вычисляется (в процентах) количество отмытой глинистой корки.

Продолжение табл. 2

89

30

31

30

28

30 Из данных табл. 2 следует, что очистная способность прототипа по отношению к глинистой корке почти в 3 раза хуже очистной способности составов предлагаемой буферной жидкости. Таким образом, предлагаемая буферная жидкость обладает высокой очистной и выносящей способностью, что обусловит хорошую очистку поверхности обсадных труб и стенок скважины от глинистой корки, а также вынос шлама из каверн, что, в конечном итоге, приведет к качественному креплению скважин. Кроме того, она имеет низкую плотность вследствие наличия в ней легкой инертной добавки - пластмассовых микробаллонов. Последние также будут препятствовать отфильтровыванию жидкости в продуктивный пласт и, тем самым, способствовать сохранению естественной проницаемости коллектора.