Буферная жидкость Советский патент 1988 года по МПК E21B33/138 

ij

ND

00

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкостям применяемым для разделения бурового и тампо нажного растворов и очистки ствола скважины при цементирова таи.

Целью изобретения является повышение отмывающей способности буферной жидкости по отношению к остаткам буровых растворов на водной основе при одновременном снижении ее стоимости .

Буферная жидкость содержит воду и отход производства полиэтиленполи- амина при соотношении компонентов, мас.%:

Отход производства полиэтиленполи амина 4,0-5,0. Вода - остальное.

Отход производства полиэтиленполи амина (ОПЭПА) представляет собой порошкообразное вещество сероватого цвета, хорошо растворимое в воде при нормальной температуре, без запаха. Отходы содержат, мас,% хлористый натрий 85,0-90,0; ОПЭПА 1,5-5,0; едкий натр 1,0, остальное вода. Водный насыщенный раствор отходов имеет рП 9-10. Поверхностное натяжение на гра нице с углеводородной средой (керо сином) составляет эрг/см : 5%-ный во ньм раствор 35,2, насыщенный раствор 33,7 (для сравнения: поверхностное натяжение воды на границе с керосином составляет 48,О/ 5%-ного раствора хлористого натрия 45,0), Плотност водных растворов этого отхода колеблется в пределах 1,0005-1,20 г/см.

Отход образуется в процессе полу- чения по лиэтиленполиамина (ПЭП). Последний получают путем взаимодействи дихлорэтана и водного раствора аммиака. При этом продукты реакции нейтрализуют раствором едкого натра и выпаривают образующиеся амины из смеси в кристаллизаторе. В осадок выпадает из раствора хлористый натрий, который отделяют.от раствора центрифугированием. Однако при этом происходит неполное выпаривание аминов и они соосаждаются частично с хлористым натрием в виде кристаллического осадка и идут в отвалы.

Технология приготовления буферной ЖИД1СОСТИ проста и заключается в простом растворении в воде расчетного количества ОПЭПА для получения водного раствора 4-5%-ной концентрации.

Q

5

0 5 0

5

0

5

0

5

К где m ,

Исследование отмывающей способности буферной жидкости проводили в лабораторных условиях на приборе, состоящем из двух устройств: устройства по формированию глинистой корки (УВЦ-2, ВМ-6) и устройства смыва глинистой корки, состоящее из электродвигателя с регулятором числа оборотов и тахометра. На нижнем конце вала электродвигателя смонтирован валик с лопастью для вращения буферной жидкости. Буферная жидкость помещается в стакан, на дне которого устанавливается зажимное устройство с испытуемой глинистой коркой, Произво- дится вращение электродвигателя со скоростью 500 об/мин. Вращение валика с лопастью в стакане с буферной жидкостью производят в течение 3 мин. За критерий эффективности буферной жидкости принимают коэффициент

,100%, т,

- масса глинистой корки до воздействия буферной жидкости, г;

т - масса глинистой корки после воздействия на нее буферной

жидкости5 г.

Для проведения лабораторных исследований использовался буровой раствор на водной основе со следующими параметрами: плотность 1370 кг/м , водоотдача.-9,0-10 см /30 мин, СНС 1/10 38,0-82,0 мг/см. Для приготовления тампонажного раствора использовался портландцемент для горячих скважин..

Время загустевания тампонажного раствора и его смесей с буферной жид-, костью определяли на консистометре КЦ-3 при соотношении компонентов .9:1 (по объему) при температуре 75°С и давлении 40 МПа.

Определение сил сцепления цементного камня с металлом проводили по следующей методике. Отмытые от пленки бурового раствора буферной жидкостью металлические стержни помещают в специальную форму и заполняют цементным раствором. Форму помещают в автоклав и при 75°С и давлении 40 МПа и выдерживают в течение 2 сут. После 2 суточного твердения форму извлекают из автоклава и с помощью разрывной машины МР-0.5 определяют страгивающее усилие мет.аллического стержня по отношению к цементнему камню. Затем рассчитывают силы сцепления цементного камня с поверхностью металлического стержня, приходящиеся на единицу поверхности контакта. Полученные результаты приведены в табл,1.

Пример 1. Готовился 4%-ный водньй раствор ОПЭПА. С этой целью растворяли в 96,0 г воды при перемешивании при нормальной температуре 4,0 г ОПЭПА. ОПЭПА имели следующий состав, мас.%: NaCl 87,0; НЭПА 5,0; NaOH 1,0; вода 7,0 (табл. 2, анализ 2).

П р и м е. р 2, Готовился 5%-ный водный раствор ОПЭПА, для чего растворяли 5,0 г ОПЭПА в 95,0 г воды при нормальной температуре и перемешивали до полного растворения отходов. ОПЭПА

10

ОПЭПА 4,0-5,О, вода 95,0-96,0, позволяет повысить отмывающую способность состава. При этом использование отхода производства приводит к снижению материальных затрат на про ведение цементирования скважин. Кро ме того, повышение качества удачных цементажей благодаря повьш1ению отмы вающей способности буферной жидкост также снизит стоимость проводки скв жины.

15 Ф о р м у ла изобретени

Буферная жидкость, включающая воду и минеральную соль, отлич ющаяся тем, что, с целью повысодержали, мас.%: NaCl 85,0; ПЭПА 1,5;20 шения ее отмывающей способности по NaOH 0,1; вода 13,4 (табл. 2, ана ЛИЗ 3).

Полученные буферные жидкости использовали дпя смыва корок буровых растворов. Данные испытаний приведе- 25 ны в табл. 2.

Проведенные лабораторные испытания буферной жидкости показали, что использование в качестве буферной жидкости раствора, содержащего,мас.%: 30

отношению к остаткам буровых раство ров на водной основе при одновремен ном снижении ее стоимости, она в ка честве минеральной соли содержит от ход производства полиэтиленполиамин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отход производства поли- зтиленполиамина4-5

ВодаОстальн

ОПЭПА 4,0-5,О, вода 95,0-96,0, позволяет повысить отмывающую способность состава. При этом использование отхода производства приводит к снижению материальных затрат на проведение цементирования скважин. Кроме того, повышение качества удачных цементажей благодаря повьш1ению отмывающей способности буферной жидкости также снизит стоимость проводки скважины.

15 Ф о р м у ла изобретения

Буферная жидкость, включающая воду и минеральную соль, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее отмывающей способности по

отношению к остаткам буровых растворов на водной основе при одновременном снижении ее стоимости, она в качестве минеральной соли содержит отход производства полиэтиленполиамина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отход производства поли- зтиленполиамина4-5

ВодаОстально

(d a я ч о ч н

w

гл

в

«м

to п

о

Гх ГО

S

О

П

г м

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин и предназначено дпя разделения бурового и тампонажного растворов и очистки ствола скважины при цементировании. Цель - повышение отмывающей способности буферной жидкости по отношению к остаткам буровых растворов на водной основе при одновременном снижении ее стоимости. Для этого буферная жидкость в качестве минеральной соли содержит отход производства полиэтиленполиамина (ОПЭПА). Соотношение компонентов буферной жидкости следующее, мас.%: ОПЭПА 4-5; фо- да остальное. ОПЭПА представляет собой порошкообразное вещество серова- того цвета, хорошо растворимое в воде § при нормальной т-ре, без запаха.Водный насыщенный раствор ОПЭПА имеет рИ 9-10.. 2 табл. (Л

Ш вч

8

J

Ot rt

о

А

00

м ш

1Л

«

о т

1Л

J

о

Р1

.

вГ

«л

W

S

1Л

о

г

«

VO

О

т

о

S

1Л

fk

«

1Л в

Л

«

«М

tn о

см

т

1Л

ео

I I

I

I

а а

« в

я: I

вR . м

Iа

м

1Л

О о

о «о

S

аt ю и}

0)

s ш

о tC о

1Г1

см

о

s

se

in

м ч

N

со

00

п

tC

fo

1Л

г

ч m

«ч о

.с: ,2

о«

м

о

« 1

«

«п