Буферная жидкость Советский патент 1986 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буферным жидкостям, применяемым при крепленииСкважин, Целью изобретения является повышение закупоривающей, способности буферной жидкости. Буферную жидкость получают смешением воды, полиоксиэтилена с застабнпизованным латексом БСК-70/2. Зас табилизованньй латекс представляет собой водную эмульсию сополимера бутадиена, стирола, иетакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 соответственно, содержит биоразлагаемый эмульгатор - алкилсульфонат натрия или сульфонол НП-3.0, представляет собой ЖИДКОСТЬ-белого цвета и выпускается по ТУ 38 404106-79. Латекс БСК-70/2 должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 1. Таблица- 1 обосновывается тем, что при такой концентрации раствора (вязкость по Реотест-2 составляет 63,4 сП) буферная жидкость приобретает упругие свойства, а при снижении концентрации ПОЭ получение упругих свойств не обеспечивается. Применение же растворов более 2%-ной концентрации нецелесообразно, поскольку растворы с повьш1енной концентрацией труднопрокачиваемы . вследствие высокой их вязкости. Пластическая вязкость водных растворов ПОЭ приведена в табл.2, Таблица 2

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для буферньк жидкостей, используемых при креплении скважин. Цель изобретения - повышение закупоривающей способности буферной жидкости. Для этого в жидкость, содержащую полиоксиэтилен и воду, дополнительно вводят застабилизованный латекс - продукт сополимеризации водной змульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 при следующем соотношении компонентов, мае. %: застабилизованный латекс 90,000-99,950, полиоксиэтилен (ПОЭ) 0,001-0,200, . вода остальное. Жидкость готовят следующим образом. ПОЭ вводят в исходньй латекс в виде 1-2%-ного водного раствора. После ввода заданного с & количества ПОЭ смесь перемешивают (Л в мешалке 3 мин со скоростью 60 об/мин. Благодаря применению такого раствора ПОЭ при такой концентрации повышаются упругие свойства жидкости, а при снижении концентрации ПОЭ упругие свойства не обеспечиваются. 4 табл.

Норма

Показатель

Поверхностное натяжение, мН/м, не более

Стойкость латекса при

разведении водой в

соотношении 1:100

Содержание незаполимеризованного стирола,

%, не более

Плотность латекса

Полиоксиэтилен - порошок белого цвета, хорошо растворим в воде с образованием высоковязких растворов.

Буферную жидкость готовят следующим образом.

Полиоксиэтилен (ПОЭ) вводят в исходный латекс в виде 1-2%-ного водного раствора. Применение 1-2%-ного водного раствора полиоксиэтилена

При этом содержание латекса в смеси изменяют от 99,98 до 88 об.ч., а ПОЭ - от 0,02 до 12 об.ч. После ввода заданного количества ПОЭ смесь перемешивают в мешалке в течение 3 мин со скоростью 60 об/мин. Буферную жидкость опробовали в лабораторных условиях - замеряли пластическую вязкостьна приборе Реотест-2,

5 а упругие свойства наблюдали визуально путем погружения в жидкость палочки и последующего извлечения ее. При наличии у жидкости упругих .. свойств на папочку наматывается непрерывно тянущаяся пленка. Также готовили буферную жидкость и при других принятых в формуле соотношениях компонентов.

Химический состав и результаты

е исследований вязкости предлагаемой буферной жидкости приведены в табл.3.

Как видно из данйых табл. 3, при увеличении содержания 2%-ного раствора ПОЭ в пределах от 0,02 до 12 об.ч. вязкость буферной жидкости ненрерывно растет, однако жидкость остается в текучем состоянии. Упругие сво) тва у жидкости появляются при содержании 2%-ного раствора ПОЭ в количестве 0,05 об.ч., поэтому данное количество принято за нижний предел. С увеличением концентрации ПОЭ упругие свойства жидкости также повьшаются.

Таблица 3

За верхний предел ввода принято содержание его, равное 10 об,ч. при котором жидкость имеет высокую вязкость, но остается еще подвижной. При дальнейшем повьшении ПОЭ буферная жидкость становится практически непрокачиваемой.

Проведены лабораторные работы по определению закупоривающей способности буферной жидкости. Проверено влияние прокачивания буферной жидкости на приницаемость пористой 5. среды и на скорость фильтрации жидкой фазы цементного раствора. Исследования проводили на лабора торной установке, включающей рабочую камеру с фильтрующим элементом керном из искусственного песчаника, напорную емкость, воздушный баллон с манометром и соединительные трубки. Во всех опытах перепад давления на керне был постоянным и равным 0,5 МПа. Первоначально определяли исходную проницаемость кернов, для чего всю систему заполняли техничес кой водой и после установления давления замеряли количество выделившегося фильтрата во времени. Коэффи циент проницаемости определяли расчетным путем по формуле Дарси F(P, - P. где Q - расход жидкостей,

Как видно из данных, приведенных в табл. 4, в процессе прокачивания буферной жидкости происходит снижение проницаемости кернов в 2 раза, а при последующем прокачивании цементного раствора - снижение скорости его фильтрации более, чем в 15 раз, что свидетельствует о наличии закупоривающих свойств у данной жидкости. Снижение проницаемости кернов является следствием закупоривания мельчайших пор.

Пример. В период подготовительной работы к цементированию сначала готовят 2%-ный раствор ПОЭ созданием круговой циркуляции с помощью цементировочного агрегата по схеме: мерная емкость - центробежный насосчанок - поршневой насос - мерная емкость. Затем в жидкость вводят заданное количество латекса. Например, для приготовления 1 м буферной жидкости, содержащей 95 об.ч. латекса и 5 об,ч. 2%-ного водного раствора ПОЭ, в 50 л технической воды растворяют 1 кг ПОЭ и готовьй раствор вводят в 0,96 м латекса.

По окончании подготовительных работ начинают процесс крепления скважины.В скважину закачивают жидкость 5 площадь фильтрации пористой среды (керна), см , . разность давлений, созданных на концах испытываемого образца (керна), кгс/см ; длина керна, CMj абсолютная вязкость жидкости, сИ. Затем систему последовател.ьно заполняли исследуемой буферной жидкостью и вновь технической водой. Производили те же расчеты и замеры. Влияние прокачивания предлагаемой буферной жидкости на скорость фильтрации жидкой фазы цементного раствора определяли на той же установке путем сравнения количества фильтрата, вьщелившегося из раствора за единицу времени без прокачивания и с прокачиванием предлагаемой буферной жидкости. Результаты испытаний представлены в табл. 4. Таблица 4

Для отмьша фильтрационной корки, буферную жидкость с закупоривающими свойствами по предлагаемому составу, жидкость с Na,jCO, цементный раствор

Буферная жидкость, проходя по заколонному пространству, изолирует f проницаемые породы, тем самым исключает фильтрацию жидкой фазы цементного раствора в проницаемый пласт. Буферная жидкость с закачивается для разделения буферйой жидкости с ПОЭ от цементного раствора. Она также удаляет тонкие слои буферной жидкости со стенок скважины и предохраняет ПОЭ от разрзтпительного воздействия катионов Са, находящихся в цементном растворе.

Предлагаемая буферная жидкость обладает более высокими закупоривающими свойствами, что обеспечивает не только разделение тампонажного раствора от буферного и вытеснение последнего, но и снижение проницаемости стенок скважины, что позволяет

поднять закачиваемый цементный раствор до устья скважины и тем самым надежно разобщить пласты.

Формула изобретения

Буферная жидкость, содержащая полиоксиэткпен и воду, отличающая с я тем,что, с целью повышения

закупоривающей способности ее, она дополнительно содержит застабилизованный латекс - продукт сополимеризации водной эмульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соот-

ношении 25:75:2 соответственно,при следующем соотношении компонентов,,

мае. %:

Застабилизованный

90,000-99,950

латекс

Полиокси0,001-0,200

этилен

Вода

Остальное