Буферная жидкость для холодных скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

Изобретении относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к креплению скважин. Цель изобретения - повышение сте пени отмыва глинистой корки при одновременном снижении отрицательного влияния на коллекторские свойства пласта. Для приготовления буферной жидкости используют модифицированную метилцеллюлозу ММЦ-БТР-порошок белого цвета, растворяется в воде; выпускается промышленностью по ТУ 08-047-74 и триполифосфат натрияпорошок белого Цвета, легко раство ряется в воде; выпускается промышленностью по ГОСТ 20291-74. При приготовлении буферной жидкости количество ММЦ-БТР составляе 0,08-0,2 мас.%, а триполифосфата натрия1 ,5-2,0 мае.7,. В расчетном объеме воды сначала растворяют ММЦ-БТР, а затем ТПФН. Оптимальное содержание ММЦ-БТР в буферной жидкости определяют по устойчивости .образующейся пены. Критерием устой чивости считают время уменьшения объема пены на 50%, равное времени прокачивания буферной жидкости (8-15 мин). Оптимальной является концентрация ММЦ-БТР в пределах 0,12-0,17 мас.%. При содержании 0,12 мас.% время устойчивого сост ния пены снижается до 5 мин и.мене что не удовлетворяет предъявляемым требованиям, а при содержании 0,17 мас.% устойчивость пены пра тически остается без изменений. Предлагаемая буферная жидкость предназначена для применения при пр водке холодных скважин, т.е. когд температура пласта не превышает 75°С, так как при температуре вьнде 75 С триполифосфат натрия теряет свою активность. Возможность применения буферной жидкости в качестве разделителя опр делялись в лабораторных условиях пу тем смешиваьшя ее с буровым и .тампо нажным (гельцементным) растворами при разных соотношениях объемов от О до 100% с последующим замером пластической вязкости у получаемых смесей на приборе Реотест. Максимальная величина пластической вязкости смеси буферной жидкости с буровым раствором составляла 17,8 с а у смеси ее с тампонажным раство881ром 27,8 сИ. Полученные величины пластической вязкости допустимы и не вызывают осложнений при прокачке предлагаемой буферной жидкости по заколонному пространству. Отмывающие свойства буферных жидкостей определяли по следующей методике. Намыв глинистой корки производили на лабораторной установке, содержащей кернодержатель в виде фланцев с резиновыми прокладками и шпилек, входную и выходную трубы, соединяющие в единую циркуляционную систему центробежный насос, кернодержатель с керном и приемный бак насоса, манометр и пробковые краны. Вначале керн, выдержанный в течение суток в воде, помещали в установку и в течение 30 мин фильтровали через него техническую воду под . давлением 0,1 МПа. Затем керн взвешивали и возвращали в установку. Приемньй бак нароса заполняли глинистым раствором и в установке возбуждали циркуляцию жидкости. При этом во внутреннем канале керна с помощью кранов устанавливалось.давление 0,1 МПа. Зависимую от давления линейную скорость движения глинистого раствора вьщерживали в пределах 0,33-0,67 м/с. По истечении 30 мин динамической фильтрации раствора керн освобождали. Рыхлую часть корки удаляли водой, измеряли толщину оставшейся на стенках плотной части (корки и после повторного взвешивания керна установку собирали, при . этом бак установки заполняли буферной жидкостью. Время циркуляции испытуемой буферной жидкости в установке 30 мин, перепад давления на керне постоянный и равен 0,5 МПа, линейная скорость движения жидкости во внутреннем канале 0,4-0,60 м/с. После разборки установки вновь взвешивали керн и по разности веса керна до обработки и после нее определяли вес разрушенной части корки. Результаты испытаний буферных жидкостей приведены в табл. 1. Как следует из данных табл. 1, добавка ММЦ в известную буферную жидкость на основе раствора Триполифосфата натрия повьш1ает степень отмыва глинистой корки на 8,6-9,4%. Скорость фильтрации в пласт буферной жидкости и фильтрата цементНого раствора определялись на установке, содержащей рабочую камеру с фильтрующим элементом - керном из искусственных песчаников, напорную емкость, воздушньй баллон и соедини тельную трубку. Во всех опытах пере пад давления на керне оставался .постоянным и равным 3 кгс/см..Первоначально определяли исходную проницаемость кранов, для чего всю систему заполняли технической водой, и после Установления давления замеряли количество вьщелякщегося фильтра во времени. Коэффициент про ницаемости определяли расчетным путем по формуле Дарси Q-JU- L . F (Р, -Р Т где Q расход жидкости через. керн, .площадь фильтрации керна, , см ; разность значений давле ния на торцах керна, кгс/см ; длина керна, см; абсолютная вязкость жидкости, сП. Результаты испытаний предлагаемой и известной буферных жидкостей приведены в табл. 2. 88 Из данных Tiifiji. I следует, что скорость фильтрации через керн предлагаемой буферной жидкости составляет 79,7 - 85,7 см/см мин, что на 34 и 29% меньше , чем скорость фильтрации прототипа, а скорость фильтрации цементного раствора после воздействия на керн предлагаемой буферной жидкостью меньше, чем пос . ле воздействия прототипом. Создание в порах пласта временного закупоривающего эффекта, образующегося припрокачке предлагаемой буферной жидкости по заколонному пространству скважины, ограничивает поступление в пласт фильтрата темпонажного раствора, что способствует снижению его отрицательного влияния на коллекторские свойства пласта и повышению среднесуточного дебита скважин по сравнению с закачкой известной буферной жидкости. Анализ данных по 28 .скважинам, где в качестве буферной жидкости был применен 2%-ньш водный раствор ТПФН и по 30 скважинам с применением предлагаемой буферной жидкости показывает, что среднесуточный дебит в первом случае составляет 11,2т/сут а во втором 14,7 т/сут, или на 3,5т больше. Таблица 1

БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ для холодных скважин, включакяцая воду и триполифосфат натрия, о т л и ч ающаяся тем, что, с целью повышения степени отмыва глинистой корки, при одновременном снижении отрицательного влияния на коллекторские свойства пласта, она дополнительно содержит модифицированную метнпцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Триполифосфат натрия 1,5-2,0 Модифицированная метилцеллкшоза 0,12-0,17 ВодаОстальное (Л С

420,2 456,8 402,7 439,3

1,5

396,5 ,12

1,5 420,1 0,17

2 415,7 0,12

2 418,0 0,17

Известная

426,8

81,9 409,6 81,3 Предлагаемая

403,4

82,0 85,0 419,0 83,0 422,3 89,0 415,6

Состав буферной жидПроницаемостькости, мас.% керна, нЦ ,

Известная

Г, 5

994121 112

остальное

Предлагаемая

1008

1022

994

Таблица 2

Скорость фильтрации, . мин

буферной

фильтрата жидкости цементного, раствора после буферной жидкости

3,5

84,8

0,68

122

0,67

123

79,7

0,54

85,7

120