Буферная жидкость Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

00

ф V Изобретение относится к бурению скважин, а именно к составам, приме няемым в процессе цементирования дл разделения тампонажного и бурового растворов. Наиболее близкой к предлагаемой является буферная жидкость, содержащая глину, сульфит-спиртовую бард и утяжелитель Cl J Однако буферная жидкость такого состава несовместима с гуматным буровым раствором, кроме этого, она непригодна для отделения облегченного тампонажного раствора, наприме цементобентонитовых смесей плотност 1300-1550 кг/м, от бурового раство ра. Коагуляция бурового раствора приносит ощутимый материальный ущер так как свернувшийся буровой раство не подлежит восстановлению (его сли вают в отвал), снижается также качество крепления.. Цель изобретения - обеспечение возможности разделения гуматного бурового раствора н облегченного тампонажного раствора путем исключе ния коагуляции бурового раствора. Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость, содержа щая глину, сульфит-спиртовую барду и утяжелитель дополнительно содержи едкий натр, нефть и гуматы натрия при следующем соотношении ингредиен тов, мас.%: 5-15,0 Сульфит-спиртовая 5,0-10,0 2,0-25,0 Утяжелитель 0,5-1,0 Едкий натр 2,5-5,0 0,5-1,0 Гуматы натрия Остальное П§ едлагаемьй состав разделительн реХнапогической жидкости обеспечива кая|1{жтвенное разделение бурового гу матного и облегченного тампонажного растворов.. Кроме того, буферную жидкость легк jприготовить в промысловых условиях. При этом обычно используют цементировочные агрегаты. Процесс приготовления буферной жидкости ведут следующим образом. В одной половине мерника заготав ливают объем бурового гуматного рас вора (из расчета 100 кг), кг: Утяжелитель5 Глина3 01 Гуматы натрия 0,3 Нефть5 ВодаДо 100 кг Параметры такого раствора находятся в пределах: плотность 10501600 кг/м9 вязкость 30-50 с, стати.ческо,е напряжение сдвига 3-9/1227 водоотдача 3-5 толщина корки 0,5-1,0 мм. В таком растворе коллоидная составляющая достигает 15%. Расчетный объем гуматйого раствора тщательно перемешивают цементировочным насосом и разбавляют водой до коллоидной составляющей 3-5 мас.%. Вязкость такого раствора обычно находится в пределах 20-25 с по вискозиметру СПВ-5. Одновременно в другом агрегате готовят щелочной лигносульфонат (СЩР). Для этого в 1 м воДь разбавляют вначале 10 кг NaOH, а затем 400 кг ССБ. При приготовлении раствора цементировочный агрегат работает по схеме: мерник - цементировочнь1й насос - исходящая линия - мерник. Агрегат работает на 2-3-й скорости. По замерам плотности определяют растворимость ССБ. Если плотность раствора меньше 1220 кг/м, то добавляют NaOH. Однако содержание NaOH в растворе не должно превышать 11 мае.%. Когда раствор щелочного лигносульфоната готов, его вводят в разбавленный буровой раствор. После 5-10 мин перемешивания растворов буферная жидкость готова к использованию. Количество щелочного лигносульфоната (СЩР), вводимого в раствор, выбирается по его действию на тампонажный и буровой растворы. Как известно коагуляция бурового гуматного раствора происходит в результате попадания в него (на контакте с цементным раствором) катионов Са. Предотвращение коагуляции осуществляется наличием СЩР в разделительной жидкости. При смешении разделительной жидкости с цементобентонитовым раствором катионы Са модифицируют молекуля лигносульфоната, усиливая их разжижающее действие. Однако эффект разжижающего действия ограничивается коллоидной составлякщей раст- вора: при содержании в буровом растворе коллоидной составляющей более 5% наблюдаются явления загустевания приготавливаемой разделяющей жидкости Поэтому при приготовлении разделителя исходный буровой раствор предварите ть но разбавляют водой до коллоидной составляющей 3-5% и только посйе этого смешивают с СЩР (Зг10%). Процентное .содержание компонентов обосновано лабораторными экспериментами (см. таблицу). Для лабораторных работ используют буровой раствор, параметры и фазовый состав которого аналогичны буровому раствору, на котором бурили скважину, а тампонажный раствор - аналогичйый рас вору, которьм цементировали эту скважину. Оценку разделительной жидкости проводят по растекаемости смеси, приготавливаемой в различных компонентных соотношениях по методике ВНИИКРнефти смесь считается пригодной, если растекаемость, определяемая по конусу АзНШ, находится в пределах 17 см и более, и непригодной, если растекаемость была менее 17 см. Результаты исследований сведены в таблицу.

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ, содержащая глину, сульфит-спиртовую барду, утяжелитель и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности разделения гуматного бурового раствора и тампонажного раствора путем исключения коагуляции бурового раствора, она допол1нительно содержит едкий натр, нефть и гуматы натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Глина 5,0-15,0 Сульфит-спиртовая барда5,0-10,0 Утяжелитель 2,0-25,0 Едкий натр 0,5-1,0 Нефть2,5-5,0 Гуматы натрия 0,5-1,0 ВодаОст альное

1 2,5 0,1 0,5 До 100

3 2,5 0,3 0,5 До 100

5 2

5 2,5 0,5 0,5 До 100

5 15 10 2,5 1,0 0,5 До 100

15 3,5 1,5 0,7 До 100

5 15

1 3,5 0,1 0,7 До 100

10 15

25

75:25 50:50

25 25:75

25 75:25

25 50:50

25

25:75

25

25 75:25

24 50:50

24 25:75 75:25

25 50:50

25

24 25:75 75:25

20 50:50

19

16 25:75

25

75:25

25 50:50

25 25:75

Продолжение таблицы Примечай не. Растёкаемость Растекаемость

При смешении тампонажного раствора с разделителем, в котором находится зо менее 3% СЩР (ССВ и NaOH), подвижность смеси резко возрастает и смесь становится седиментационно неустойчивой - тяжелые фракции цемента и недиспергированной глины выпадают в ,осадок.

Если в разделителе находится более 10% СЩР, подвижность смеси резко падает. Значительное количество СЩР активно влияет на диспергацию бенто- до нитовой глины, находящейся в тампонажной смеси.

На пс вижность смеси также значительно влияет количество, бентонитовой глины в разделителе. Так при 15%-ном

Продолжение таблицы

содержании бентонита в разделителе подвижность смеси значительно снижается.

Лабораторные работь позволяют сделать заключения, что наиболее эффективное содержание СЩР в разделительной жидкости составляет 3-10%. i

Предлагаемая буферная жидкость позволяет резко сократить смешение тампонажного и бурового гуматного растворов и тем самым сократить расход бурового гуматного раствора на цикл цементирования, а также упростить процесс приготовления разделительной технологической жидкости в промысловых условиях. тампонажного раствора 24 см. буферной жидкости 25 см.