Продавочная жидкость для цементирования скважин Советский патент 1985 года по МПК C09K7/02 

1 .

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин.

При цементировании скважин в качестве продавочной жидкости обычно используется вода или глинистые растворы. Вода как продавочная жидкость используется тогда, когда скважины бурятся с промьткой водой. Плотность воды низка, поэтому, если бурение производится с использованием глинистых растворов, то и продавливают цементный раствор этим же раствором соответствующей плотности. После твердения цементного раствора в скважине, производится ;комш1екс геофизических работ, после ;чего скважина осваивается UJОднако при проводке кустовых, скважин, в частности, в Западной Сибири геофизические исследования и освоение по техническим причинам производятся через несколько месяцев после окончания бурения. В результате, ввиду недостаточной стабильности бурового раствора происходят его существенные изменения, а именно, частичное выпадение на забо твердой фазы, синерезис, ведущий к резкому увеличе;нию структурно-механических свойств системы с одновременным возрастанием водоотдачи. Таким образом, перед освоением скважины геофизические работы ввиду недохождения до забоя скважины приборов становятся невозможными. Это вызывает необходимость дополнительного спуска насосно-компрессорных труб для нормализации свойств раствора путем вызова его циркуляции через скважину.

Наиболее близким к изобретению является буровой раствор, использухнцийся в качестве продавочкой жидкости и содержащий глину, сульфат кальция, карбоксиметилцеплюлозу, окаил, алюминиевые квасцы, гвдроксид калия и воду 2J.

Недостатком известного раствора является то, что он по истечении 20-30 сут покоя подвержен синерезису причиной чего является, в основном, наличие в растворе глины. Большое значение при освоении скважин,особенно при перфорации, имеет низкая водоотдача продавочной жидкости и отсутствие в ней глинкг-тьрс частиц, склонных к набуханию в порах пласта и их закупориванию. При этом сильно

8856i

затрудняется приток нефти и газа в скважину и снижается коэффициент продуктивности пласта.

Цель изобретения - повьштение стабильности жидкости во времени при одновременном уменьшении ее загрязняющего воздействия на продуктивные пласты.

Поставленная цель достигается тем, что продавочная жидкость для цементирования скважин, содержащая структурообразователь, щелочной реагент, карбоксиметилцеллюлозу и . .воду, в качестве структурообразователя содержит гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки, или подсолнечной лузги, а в качестве щелочного реагента кальцинированную или каустическую соду при следующем соотношении компонентов, нас.7,:

Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой 5 варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки, или подсолнечной лузги.10,00-45,00

0 Кальцинированная или каустическая сода1,00-5,00

Карбоксиметилцеллюлоза0,15-0,70

5 ВодаОстальное

При необходимости повышения плотности продавочной жидкости она дополнительно содержит утяжелитель (различные растворимые или нерастворимые в воде соединения - мел, барит, сидерит, гематит, хлористый кальций и др.) при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Гидролизный мелко5 дйсперсиьй, лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной коче0 рыжки, или подсолнечной лузги 20,0-30,00 Кальцинированная или каустическая сода2,36-2,80

5 Утяжелитель 7,40-21,25 Карбоксиметнлцеллюлоза 0,31-0,37 ВодаОстальное 3 Мелкодисперсный лигнин вьшускает ся по ТУ 59-98-76 и отвечает следующим требованиям: Не более 5 Зольность,% 5515 Влажность,% Общая кислот1,2±0,3 ность,% Полисахариды,% Не менее 10-15 Остаток на сите (после просушивания и просеивания) с Не более 10 ячейкой 11 мм Пример, В глиномешялку объе мом 4 м заливают 2236 л воды и засыпают 99 кг соды и 958 кг лигнина. Спустя 10-15 мин перемешивания вводят 13 кг КМЦ и производят дополнительное перемешивание в течение 15 мин. Затем постепенно в полученную смесь добавляют утяжелитель в количестве 694 кг. После вьфавнивания плотности во всем объеме глиномешалки до 1,7 г/см продавочная жидкость пригодна к использованию. В водной суспензии лигнин подвер гается воздействию кальцинированной или каустической соды. В результате в системе образуются водорастворимые комплексы в виде натриевых лигносульфатов. Нераспускающиеся твердые частицы лигнина обволакиваются молекулами стабилизатора КМЦ, одновременно удерживакяцими и свободную воду. Высокая дисперсность и низкая плотность частиц лигнина, примерно составляющая 1,1 г/см (почти в 2 раза меньше ппотности глнн), исключают их оседание в образующейся вязкой жидкости, а высокая химическая инертность лигнина обеспечи64вает стабильность системы. Введение твердого утяжелителя способствует возрастанию СНС жидкости и удержа- нию его во взвешенном состоянии. В таблице приведены показатели свойств продавочной жидкости, в том числе при длительном хранении, в частности, при 70°С, Показатель стабильности С жидкости по прибору ЦС-2 не превьшает 0,02 г/см, статическое напряжение сдвига составов 1 и 2 составляет 10/12 дПа за 1 и 10 мин соответственно, а составов 3 и 6 не превышает 29,1/64 дПа. Водоотдача В продавочной жидкости не превьш1ает 15 мин. Показатели свойств известйого раствора значительно хуже (составы 5 и 6). Повышенные условная вязкость Т, структурная вязкость fi, динамическое напряжение сдвига Тр , особенно после длительного хранения, являются причиной недохождения геофизических приборов при освоении скважин. Данные в последнем столбце таблицы подтвержают низкую стабильность С глинистых растворов с одновременным увеличением их водоотдачи. Величина СНС известной жидкости после хранения колеблется в пределах 400-600 дПа. Таким образом, предлагаемая продавочная жидкости позволяет исключить оспожнени), связанные с недохождением геофизических приборов до забоя, а отсутствие в ее рецептуре глины уменьшает загрязняющее воздействие жидкости на продуктивные пласты. Вид утяжелителя

1. ПРОДАВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН, содержащая структурообразователь, щелочный реагент, карбоксиметияцеллкшозу и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьшения стабильности жидкости во времени при одновременном уменьшении ее загрязняющего воздействия на продуктивные пласты, она содержит в качестве структурообразователя гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукуруз. ной кочерыжки, или подсолнечной лузги, а в качестве щелочного реагента кальцинированную или каустическую соду при следукнцем соотношении к(жпонентов-, мас.%: .-.- ;:-:. ,:,-Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной мягкой варки хлопковой шелухи или кукурузной кочерыжки, или под10,00-45,00 солнечной лузги Кальцинированная или каустическая 1,00-5,00 сода Ка боксиметил0,15-0,70 целлюлоза Вода Остальное 2. ТКицкость по П.1, отличающаяся тем, что она до(Л полнительно содержит утяжелитель при следующем соотношении компонентов, мас.%; Гидролизный мелкодисперсный лигнин специальной варки хлопковой, шелухи или кукурузной коче00 00 ел О) рыжки, или под20,00-30,00 солнечной луэги I Кальцинированнай или каустическая 2,36-2,80 сода Карбоксиметип0,31-0,37 целлюлоза 7,40-21,25 Утяжелитель Вода Остальное

В4СО,

-11

- -

Продолжение таблицы

Продолжение табл. В,числителе стабильность до хранения, в 95 сут хранения при .

I 1488568

Продолжение таблицы знаменателе - по истечении