Буферная жидкость Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к креплений нефтяных и газовых скважин, а именно к процессу цементирования. Известна, вязкоупругая буферная жидкость l , содержащая полиакрйламид 0,6-1, формальдегид (37%-ной концентрации) 1-5, раствор гексарезо циновой смолы 4-10. В этом составе в качестве сшивающего агента используют формальдегид и раствор гексарезорциновой смолы. Эта вязкоупругая буферная жидкость имеет хорошие реологические характеристики и может быть использована в скважинах с забойной, температурой до ВО-ЭО С. Однако термостойкость этой буфер ной жидкости невелика,что ограничивает ее применение в высокотемпературных скважинах. Кроме того, этот состав очень неудобен в приготовлении, так как после смешения он должен находиться в покое в течение 24-48 ч, а в даль нейшем возникают затруднения при всасывании его насосами. Наиболее близкой по технической сущности является буферная жидкость содержащая полиакриламид, соль поли валентного металла FeCU или FeS(X и воду 2. К недостаткам предлагаемой буферной жидкости относится высокая скорость реакции, не дающая возможность получения однородных структур. При использовании 2-5%-ных водных растворов FeClj получаются сгустки (места, куда попало много сшивающего агента) и почти чистый раствор полиакриламида (низкое содержание сшивающего агента), который при перемешивании с буровым раствором способен с-ним взаимодействовать. Это ведет к коагуляции и безвозвратным потерям больших количеств бурового раствора (применение этого состава в условиях Якутии оправдано, так как там буровой раствор нарабатывается в процессе-бурения и практически не обрабатывается). Цель изобретения - улу виение качества буферной жидкости за счет повышения ее структурной однородности. Поставленная цель достигается тем, что в качестве соли поливгшентного металла буферная жидкость содержит одну из солей ряда: Сг (50 )j ; г (N03)5; КСг (S04)i; (S04)il; CuS04; CoClj; Fe2(S04), ; при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Полиакриламид0,8-2,5 Соли из вышеуказанного ряда0,05-1,5 Вода Остальное Примеры. Для приготовления образцов готовят растворы сшивающих агентов и полиакриламида. После сме шения растворов через 15 мин измеряю реологические свойства на реоганиометре типа плоскость-плоскость, пр средней скорости сдвига 100 с через Ю мин после начала вращения. Даняые приведены в табл. 1. Таблица

Данные по термостойкости рецептур

и времени их образования приведены в табл.2.

.Таблица 2

Как видно из табл. 2, термостойкость предлагаемой вязкоупругой буферной жидкости выше, а время приготовления зна.чителкно меньше, чем у известной. Это позволяет использовать ее Практически на всех

Для выявления преимуществ предлага.емого состава по сравнению с известным готовят смеси следующих состаВОВ, вес.4.:

1. 3%-ный водный раствор . ПАА75

.3%-ный водный раствор

25

ПАА 2,25%; FeCI 0,75%

водный раствор

80

водный раствор

20

ПАА 1,(

1%

ГеС

2,5%-ный водный раствор ПАА

10%-ный. водный раствор

РеЗОд

Итого: ПАА 1,85%; FeSO 3%-ный водный раствор ПАА

15%-ный водный раствор FeS04

Итого: ПАА 2,1%; ГеЗОд 4 1,5%-ный водный раствор ПАА

1%-ный водный раствор Сг4.(504)з

Итого: ПАА 1,35%; С г ( 50 1,0%-ный водный раствор ПАА 3%-ный водный раствор

С Го (S О

Итого: ПАА 0,95%; С г ( 50 )| О , 15% , 2%-ный водный раствор

ПАА95

4%-ный водный раствор

)5

Итого: ПАА 1,9%; Cr(SO) 0,2%

1,5%-ный водный раствор

90

ПАА

4%-ный водный раствор

К tCr(S04)i

10 Итого: ПАА 1,35%;

К С г (504)2.10,4% скважинах, включая и высокотемпературные, готовить буферную жидкость непосредственно перед цементированием, а не за 1-2 сут, как при изготовлении известной. Кроме того, достаточно высокая скорость гелеобразования, дающая возможность получения однородных структур, а также допустимость значительного варьирования концентрации сшивающего агента в предлагаемой рецептуре вязкоупругой буферной жидкости , при сохранении необходимых реологических свойств, позволяет существенно упростить технологию ее приготовления непосредственно на буровой путём смещения компонентов в обсадной колонне в процессе цементирования, это исключает разрушение сплошности вязкоупругой буферной жидкоЬти при ее поршневым насосом.

Во всех экспериментах используют полиакриламид высшего качества, выпущенный Калужским химкомбинатом. Мол.вес 1,5-10 . в качестве сшивающих агентов используют соли марки 4. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Таблица 3

Испытания показывают, что при использовании FeClg получить однородный продукт практически невозможно, вследствие чего при смешении этого состава с буровым раствором происходит коагуляция последнего. При приготовлении состава с FeS04 возникают невеликие нормальные напряжения и не достигают технологически эффективных значений.

Формула изобретения

Буферная жидкость, содержащая полиакриламид, соль поливалентного металла и воду, отличаю1ц а яс я тем, что, с целью улучшения .ка.чества буферной жидкости за счет повышения ее структурной однородности, в качестве соли поливалентног металла жидкость содержит одну из солей ряда: сульфат хрома, нитрат хрома, хром-калиевые квасцы, железо30 калиевые квасцы, сульфат меди, хлори кобальта сульфит железа (окисного) при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Полиакриламид0,8-2,5

35 Соль из вышеуказанного ряда 0,05-1,5 ВодаОстальное

Источники информации, .4Q принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 402635, кл. Е 21 В 33/14, 1971.

2,Авторское свидетельство СССР 732499, кл. Е 21 В 33/138, 1977.