Буферная жидкость Советский патент 1988 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплению скважин, в частности к составам буферных жидкостей

Цель изобретения - повышение моющей способности буферной жидкости в условиях глинонасьщения, обеспечивающей улучшение сцепления цементного камня с металлической обсадкой колонны.

Буферная жидкость содержит гекса- метафосфат натрия, оксиэтилированньй алкилфенол со степенью оксиэтилиро- вания 12-25 и воду при следующем со- отношении ингредиентов, мас,%:

Оксиэтилированньй

алкилфенол со степенью оксиэтилирования 12-25 0,05-3,00 .

0,01-2,00 Остальное

Гексаметафосфат. натрия представляет собой белый порошок с удельной массой 2,5 г/см.

Оксиэтилированньй алкилфенол представляет собой неионогенньй ПАВ, получаемый оксиэтилированием алкилфе- нола окисью этилена, со степенью ок- сиэтилирования п 12-25 в отличие от ОП-4, ОП-7 и ОП-10, где степень оксиэтилирования соответственно п 4,7,10.

Реакция оксиэтилирования протекает так:

Изобретение относится к креплению скважин и позволяет повысить моющую способность буферной жидкости в условиях глинонасыщения, обеспечивающую улучшение сцепления цементного камня с металлической обсадкой колонны. Буферная жидкость на водной основе включает гексаметафосфат и поверхностно-активное вещество. В качестве последнего используется окси- этилированный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 12-25, Соотношение ингредиентов составляет, мас.%: окси- этилированный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 12-25 0,05-3,00; . гексаметафосфат натрия 0,01-2,OOj вода остальное. Оксиэтилированный ал- килфенол получают оксиэтилированием алкилфенола окисью этилена со степенью оксиэтилирования, равной 12-25. Введение реагента позволяет увеличить S гидрофилизацию глинистой пленки. Гексаметафосфат натрия белый порошок с удельной массой 2,5 г/см , введение которого приводит к смягчению воды, уменьшению обратной ресорб-S ции глинистых частиц, усилению поверхностной активности мокщего вещества. 3 табл. (Л

4 nCHa-CHj

П

с увеличением числа оксиэтилиро- ванных групп увеличивается число молекул воды, присоединенных к эфирным атомам кислорода. Гидрофильность ок- сиэтилированных веществ возрастает, вследствие этого возрастает и гидро- филизация глинистой пленки, в результате чего мокнцее действие оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиэтилирования 12-25 увеличивается

В табл. 1 приведены уцанные, иллюстрирующие влияние соотношения ин- гредиентов на моннцую способность буферной жидкости.

В табл. 2 приведены данные, ил- люстрирующие влияние глинонасыщения на моющую способность буферной жид- кости.

В табл. 3 приведены данные, показывающие совместимость буферной жид- кости с буровыми и тампонажными (цементными) растворами.

Введение гексаметафосфата натрия в буферную жидкость приводит к смягчению воды благодаря комплексообразо ванию со щелочноземельными и тяжелыми металлами, в результате чего критическая концентрация оксиэтилиро- ванного алкилфенола снижается и

(о-сн2-сНг)пОН

уменьшается обратная ресорбция глинистых частиц. Кроме того, Гексаметафосфат натрия обладает синергети- ческим свойством, которое проявляет- ся в том, что он усиливает поверх- HocTHyto активность мокяцего вещества, поэтому моющее действие оксиэтилиро- ванного алкилфенола в смеси с гекса- метафосфатом значительно выше, чем каждого из компонентов отдельно.

Буферная жидко.сть на основе гексаметафосфата натрия и оксиэтилиро- ванного алкилфенола обладает высокой устойчивостью метощего действия в условиях глинонасыщения, что обеспечивает эффективную очистку заколон- ного пространства от остатков глинистого раствора.

Буферная жидкость при движении в скважине по затрубному пространству смешивается с буровым раствором и при выходе ее из скважины она практически содержит в своем составе до 50% и более бурового раствора, наличие которого в ней существенно влияет на ее эффективность.

Предлагаемую буферную жидкость готовят растворением гексаметафосфата натрия и оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиэтилирования 12-25 в воде.

Эксперименты проводили по стандартной методике, заключающейся в определении относительного изменения массы пленки глинистого раствора на шероховатой пленке после 10-минутного воздействия фиксированного потока исследуемой буферной жидкости.

Пример 1.ВЗл воды вводи ли 3 г гексаметафосфата натрия и 15 г оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиэтипирования 25, перемешивали до полного растворения. На шероховатом стержне формировали пленку из бурового раствора массой 1,5 г. Затем раствор буферной жидкости запивали в лабораторную установку и в течение 10 мин обрабатывали глинистую пленку фиксированным потоком буферной жидкости. Масса оставшейся части пленки составила 0,45- г. Эффективность буферной жидкости составила 1,5-0,45/1,5- 100% 70%.

Далее в буферньй раствор вводили 1,5% глины в пересчете на сухое вещество, что соответствовало 21% глинистого раствора (в 14 г модельного глинистого раствора содержится 1 г сухого вещества) и по той же методике в течение 10 мин обрабатывали глинистую пленку фиксированным потоком буферной жидкости. Масса оставшейся части пленки составила 0,96 г. Эффективность буферной жидкости составила 1,5-0,96/1,5 100% 36%о

Пример 2.ВЗл воды вводили 3 г гексаметафосфата натрия и 1,5 г оксиэтилированного алкилфено- ла со степенью оксиэтилирования 25, перемешивали до полного растворения. Затем по описаной вьш1е методике определяли эффективность буферной жидкости без глинонасбпцения, она составила 71%.

Далее в буферный раствор вводили,

например, 1,5% глины в пересчете на. сухое вещество, что соответствовало

5 21% глинистого раствора. Эффективность буферной жидкости уже в присутствии глинистого раствора составила 40%.

Пример З.ВЗл воды вводи0 ли 1,5 г оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиэтилирования 25, перемешивали до полного растворения. Эффективность буровой жидкости без глинвнасыщення составила 65%, а в

5 присутствии 2% глины, что соответствовало 28% глинистого раствора составила 32%.

Предлагаемая буферная жидкость не п

образует высоковязких коагуляционных

паст на границе с любыми типами водных буровых и тампонажньк растворов и не ускоряет их сроки схватывания.

25

Формула изобретения

Буферная жидкость на водной основе, включающая гексаметафосфат и поверхностно-активное вещество, о т личающйяся тем, что, с целью повышения ее моющей способности в условиях глинонасыщения, обеспечивающей улучшение сцепления цементного камня с металлом обсадной колонны, она в качестве поверхностно-активного вещества содержит оксиэтилиро ванный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 12-25 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Оксиэтилированный

алкилфенол со степенью оксиэтилиро- вания 12-25 0,05-3,00 Гексаметафосфат

натрия0,01-2,00

ВодаОстя.

Запредельные значения применения предлагаемой буферной

жидкости.

Таблица 1

Т а б л и

ц а 2 а.с.в.

Показатель

Условная вязкость смеси буферной жидкости с буровым раствором при соотношении их объемов 1:9, с:

неминерализованный буровой раствор, стабилизированный КМЦ-600

хлоркальциевый буровой раствор, стабилизированный КМЦ-600 + КССВ-2

буровой раствор, насыщенный NaCl стабилизированный КМЦ-600

Растекаемость смеси буферной жидкости с там понажным раствором при соотношении их объемов 1:9,см:

Таблица 3

Буферная жидкость прототип предлагаемая

24

37

25

24 38 25