Буферная жидкость Советский патент 1982 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкостям, применяемым в процессе цементирования обсадных колонн. Известна буферная жидкость, применяемая при цементировании скважин пробуренных растворами на углеводородной основе, содержащая воду, угле водородную основу, жирную кислоту, основание металла и добавки - соли ряда боритов, галогенидов, фосфатов 1. Недостатком указанной буферной жидкости является ее низкая отмываю1дая способность и, как следствие,пло хое сцепление цементного камня с поверхностью металла и породы. Известна также буфеоная жидкость на углеводородной основе, содержащая воду, жирные кислоты, основание металла, продукт отмыва контактных газов в производстве изопрена и дизель ное топливо С2. Отмывающая способность этой жидкости за 10 мин составляет 81,1,что является недостаточным для равномерного сцепления тампонажного камня по всей длине колонны. Целью изобретения является повышение отмывающей способности буферной жидкости, используемой при цементировании скважин, пробуренных с буровыми растворами на углеводородной основе. Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость дополнительно содержит водный насыщенный раствор хлористого натрия и смесь тетраэтиленэтиловых эфиров моно- и диалкилфенолов (ОП-) при следующем соотношении ингредиентов, Водный насыщенный раствор хлористого . натрия7,5-B,0 Смесь тетраэтиленэтиловых эфиров моно- и диалкилфенолов (ОП-) 1,0-1,5 Дизельное топливо Остальное Положительный эффект по смыву пленки известково-битумного раствора предлагаемой буферной жидкостью объясняется тем, что она представляет собой устойчивую эмульсию типа вода-нефть, внешней фазой которой является дизельное топливо и ко торая обла-дает структурными свойствами, За счет внешней углеводородной фазы при контакте буферной жидкости с пленкой известково-битумного раствора происходит ее растворение и разрыхление, а затем смыв за счет структурных свойств жидкости, обеспечивающих высокие касательные напряжения в контактных зонах. Исследования отмывающей способности предлагаемой, буферной жидкости различных составов проводят в ла бораторных условиях. В качестве промывочной жидкости на углеводородной основе используют известково битумный раствор, который имеет следующие параметры: плотность 1,05 г/см ; вязкость 32 сП, водоотдача Q за 30 мин, СНС 1/10 Л|0,2/06 Па. Пример.КбОмл дизельного топлива добавляют ,5 мл эмульгатора ОП-4 и перемешивают в течение 2-3 мин со скоростью 50-60 об/мин до получения однородной массы. Дале при непрерывном перемешивании доливают в мешалку 235,5 мл насыщенного водного раствора хлористого натрия с плотностью 1,20 гс/см . Через 7-10 мин перемешивания буферная жид кость готова к применению. Определение отмывающей способнос ти буферной жидкости для известково битумного раствора с металлической поверхности проводят на консистомет ре (КЦ-5) Скорость движения жидкос ти в этом приборе при 60 оборотах в минуту соответствует движению жид 04 кости в затрубном пространстве, чем достигается приближение лабораторных исследований к условиям скважины. Лопастное устройство прибора КЦ-5 опускается в известково-битумный раствор, затем его вынимают и оставляют на 5 мин на воздухе для стекания известково-битумного раствора и образования пленки. Лопастное устройство вставляют в прибор КЦ-5, одевают стакан с буферной жидкостью и включают номер. После 10-ти минутного вращения лопастное устройство извлекают и определяют площадь, с которой смыта пленка. Затем определяют процент смытой поверхности от всей поверхности лопастного устройства. Определение силы сцепления тампонажного камня с металлом проводят по следующей методике. Металлический стержень после отмывки от пленки известково-битумного раствора помещают в стакан, в который заливают тампонажный раствор. После двухсуточного твердения цементного камня с помощью пресса определяют страгивающее усилие металлического стержня гПО отношению к цементному камню. Затем рассчитывают силы сцепления камня с поверхностью металлического стержня, приходящиеся на единицу поверхности контакта. Величину гидропрорыва контактной зоны между цементным камнем и стенками металлического кольца определяют по следующей методике. В стакан, отмытый от пленки известково-битумного раствора буферной жидкостью, заливали тампонажную смесь, после двухсуточного твердения цЪмента стакан присоединяют к насосу и определяют величину давления, которая необходима, чтобы вода начала поступать между стенками стакана и цементным камнем. Затем рассчитывают величину гидропрорыва на единицу поверхности контакта. Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы наилучшей20% дизельного топлива, что дополниотмывающей способностью обладает сое-тельно подтверждается высокими значатаз, содержащий 78,,0% водного ниями давлений гидропрорыва и сил

насыщения раствора хлористого натрия,сцепления при исследовании адге1,0-1,5% смеси тетраэтиленэтиловыхзии цементного камня к металэфиров MONO- и диалкилфенолов и a при содержании смеси тетраэтиленэтиловых эфиров .моно- и диалкилфенолов меньше 1,0 отмывающая способность и адгезионные характеристики цемента к металлу резко снижаются, При содержании смеси тетраэтиленэтиловых эфиров моно- и диалкилфенолов больше 1,5 несмотря на высокую смываемость, резко снижаются адгезионные характеристики цемента к металлу, что объясняется адсорбцией этой смеси на исследуемых поверхнос тях. Предлагаемая буферная жидкость представляет собой однородную нерасслаивающуюся эмульсию белого цвета, имеющую структуру, которая позволяет получить высокие напряжения сдвига при смыве и при необходимости производить утяжеление буферной жидкости баритом до l800-K r/M, улучшить отмы вающую способность на 16-18, что способствует повышению качества цементирования скважин. Кроме того, предлагаемая жидкость по сра нениЮ с известной позволяет полу чить -значительную экономию дизельного топлива. Так как средний объем буферной жидкости, закачиваемой в скважину для смыва пленки известково-битумного раствора, равен 10 м, то на кажpдую скважину экономится 5,8 зального топлива. Формула изобретения Буферная жидкость на углеводородной основе, содержащая дизельное топливо, отличающзяся тем, i4To, с целью повышения отмывающей способности жидкости, она дополнительно содержит водный насыщенный раствор хлористого натрия и смесь тетраэтиленэтиловых эфиров моно- и диалкилфенолов (ОП-4) при следующем соотношении ингредиентов, об.: Водный насыщенный раствор хлористого натрия78,5-8,0 Смесь тетраэтиленэтиловых: эфиров моно- и диалкилфеНОЛОВ ()1,0-1,5 Дизельное топливоОстальноеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3625286, кл. 166-291, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 692983, кл. Е 21 В , (прототип).