Буферная жидкость

р 1682637 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(51) М, Кл.зЕ 21 В 3313 рисоединением заявки2505738/22 Государственный комитет 23) Приоритет СССРделам изобретений и открытий 53) УДК 622.245 4(72) Авторы изобретен ия А, Х, Мирзаджанзаде, Г, Я, Дедусенко, Н. М, Шерстнев,Я, М. Расизаде, Л. С. Динабург, Ю. М. Марков и В, Н. Роз 1) Заявитель Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский инстит 54) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЪ сти явльность худша- ферной Недостаткомляется многокопроцессов полиощая вязко-ужидкости в наЦелью изобвязко-упругихпри одновремеприготовления этои буфернои жидкомпонентность и длитеконденсации смолы,пругие свойства бучальный период,ретения является повсвойств буферной жином снижении ср шецие дкости ков ес30 1Изобретение относится к производству буферных жидкостей, в частности для предотвращения смешения буровых и тампонажных растворов и удаления из затрубного пространства остатков бурового раствора, 1 и может быть использовано в нефтегазовой промышленности и горном деле.Известны различные буферные жидко- и - утяжеленные, комбинированные, аэированные, эрозионные и так далее на со левой или полимерной основе 11.Однако буферные жидкости имеют сравнительно невысокие вязкоупругие свойства и вымывающую способность.Наиболее близкой по составу к изобрете- нию является буферная жидкость, состоящая из водного раствора полиакриланида 0,5%-ной концентрации и добавки, гексарезорциновой смолы с отвердителем - техническим формалином 21.20 Это достигается тем, что в качестве добавки раствор содержит сухую бентонцтовую глину при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:0,5 - 1,0%-ный водный раствор полцакриламцда ПАА) 85 - 90.Сухая бсцтоццтовая глина 10 в .Концентрация раствора ПАА обуславлцьастся тем, что црц концентрации меньше 0,5% его коагулцрующая способность оказывается недостаточной для создания прочной структурной связи с частицами глины, вследствие чего состав для разделения потоков получается жидким, не обладающим необходимой упругостью ц прочностью на механическое разрушение. Повышение же концентрации ПАА выше 1% приводит к сгущению в воде надмолекулярных образований ПАА, что затрудняет доступ глины во внутрь щепочки ПАА и приводит к расслаблению связей глцны ц ПАА. Поэтому при концентрации ПАА в воде больше 1% состав оказывается менее прочным к механическому разрушению, увеличиваются его адрезионные свойства. Свободный объем ПАА при контакте с водой глинистого и цементного растворов растворяется, что делает буферную жидкость менее пригодной для выполнения функций разделителя смешивающихся потоков.3Весовая концентрация сухой бентонитовой глины в предложенном составе по отношению к весу исходного раствора ПАА должна быть в пределах 10 - 15/о. Уменьшение нижнего предела концентрации гли ны приводит к недонасыщению глиной надмолекулярных образований ПАА в водном растворе, что приводит к увеличению адгсзии, уменьшению упругости и механической прочностиУвеличение верхней границы 10 концентрации глины свыше 15% приводит к избытку частиц глины, а следовательно, и к уменьшению упругости и прочности на механическое разрушение.П р и м е р 1, Буферная жидкость получе на на основе водного раствора полиакриламида (ПАА) 0,5 - 1% (85 - 80 вес. %) и 10 - 15 вес. % сухой бентонитовой глины.Буферную жидкость получают путем введения в водный раствор ПАА сухой бенто нитовой глины, при перемешивании которых получается взко-упругая масса.Для определения оптимального количества глины в вязко-упругом составе опыты проводились на трубчатой установке (диаметром 15 мм) с различными местными сопротивлениями (двухкратным сужением диаметра трубки диафрагмой и гладким переходом, поворотом трубки на 90) в следующей последовательности. Установку заполняют водой (или глинистым раствором уд. вес 1,21 гс/см).Далее один конец установки с помощью резиновой трубки соединяют с вспомогательным патрубком, который предваритель но заправлен испытуемым вязко-упругим разделителем в количестве десяти диаметров трубки. Через другой конец вспомогательного патрубка подают воду под давлением, т. е. осуществляют обычное вытесне ние из установки жидкости.Вытеснение продолжается до появления на другом конце установки вязко-упругого разделителя или вытесняющей жидкости (в случае отсутствия надлежащей герметичности, вытесняющая жидкость переходит за состав, т. е. входит в вытесняющую жидкость). По объемам первоначальной заправки Го и вытесненной жидкости У определяют процент вытеснения - , 100%. Рсзультаты опытов приведены в таблице.При использовании водного раствора ПАА качество вытеснения наихудшее. Это связано с быстрым перемешиванием раствора ПАА с вытесняющей и вытесняемой жидкостями, а также размазыванием его на стенках трубы. Это случай соответствует применению при цементировании обсадных колонн в качестве буферной жидкости водных растворов ПАА.По мере увеличения добавки глины применение вязко-упругого разделителя способствует повышению качества вытеснения, Наилучшей вытесняющей способностью обВытеснение глинистого раствора водой с применением вязкоупругогосостава, о Количество добавляемой глины, в о, от объема раствора ПАА Исходныи водный раствор ПАА55 70 85 96 98 97 98 79 Раствор 1 %-ной концентрации 0 5 7 10 12 15 17 20 ладают составы, содержащие 10 - 15% сухой бентонитовой глины. Это связано с достижением в составе наибольших значений начального модуля упругости, предельной величины касательных напряжений и первой разности нормальных напряжений, благодаря которым вязко-упругий состав прижимается к стенкам канала и достигается, таким образом, герметичное разделение жидкостей.Для получения 1 ма предлагаемого состава необходимо сначала приготовить водный раствор ПАА. Для этого следует 112,5 кгс 8%-ного товарного гелсобразного ПАА растворить в 787,5 л воды, Затем в полученный 1/о-ный раствор ПАА добавить 100 кгс бентонитовой глины и перемешивать в течение 0,5 - 1 ч. Аналогичным образом получают редлаей состав по максимуму содержания бентонитовой глины. В этом случае растворяют 106,25 кгс товарного геля ПАА в 743,75 л воды и в полученный 1%-ный водный раствор ПАА добавляют 150 кгс бентонитовой глины.Для приготовления состава при оптимальных соотношениях компонентов необходимо 109,375 кг товарного 8%-ного геля ПАА растворить в 765,625 л воды, затем в полученный 1%-ный водный раствор добавить 125 кгс бентонитовой глины.Полученный таким образом состав после приготовления характеризуется вязко-упругими свойствами (начальным модулем упругости, максимальным касательным напряжением, разностью нормальных напряжений), вследствие чего приобретает фор682637 Формула изобретения Составитель В. Бакшужов Техред Н. Строганова Корректор А. Галахова Редактор Л. Народная Заказ 1789/14 Изд, Мо 491 Тираж 658 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 му канала, по которому движется, и обеспечивает высокую герметичность.В случаях применения буферной жидкости в условиях отрицательных температур, необходимо добавлять в нее поваренную соль или этиленгликоль.Для обеспечения разделения потоков глинистого и цементного растворов, улучшения контакта цементного камня с породой и полного заполнения кольцсвого про странства цементным раствором, буферная жидкость, приготовленная в мсрпикс цементировочного агрегата в количестве 1 - 2 м", закачивастся в скважину перед началом существующей технологии цементнро вания, без каких-либо изменений последней.При последовательной перекачке различных жидкостей по одному трубопроводу буферная жидкость в необходимом объеме закачивается в трубопровод, в контакт между жидкостями. Буферная жидкость для разделения оуро вого и тампонажного растворов, соде 1 жащая в качестве основы водный раство 1 полиакриламида и добавку, о т л и ч а ю ц а яся тем, что, с целью повышения вязко-упругих свойств жидкости при одновременном снижении сроков сс .приготовления, в качестве добавки раствор содержит суху 1 о бентонитовую глину при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:0,5 - 1,0 о/, -ный водный раствор полиакриламида 85 - 90.Сухая бентонитовая глина 10 - 15,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. А. И. Булатов и др. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин, М,. Недра, 1977, с, 76 - 81.2, Авторское свидетельство СССР Мв 402635, кл, Е 21 В 33/13, 1973.