Способ подготовки скважины к цементированию

(57) Изобрете ства нефтяных частности буф повышение над касается с оительажин, в газов в рных составов.жности цементирлевых отложений льанияа интервале с тношении ингредие строительажин, в создания на ст предотвращающеСпособ подг ках скв жин пленки,вание,их размьтовки скв ажины к цеследов атель ерных жид- метилцеллюедь и воду ментное ванию лючает и двух бу акачивание й, Первая(МЦ), се р содержит окислуюл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И РТНРЬПИЯУПРИ ГКНТ СССР(7 1) Восточно-Сибирский наудовательский институт геолофизики и минерального сырья(56) Авторское свидетельствР 825864, кл. Е 21 В ЗЗ/138 4)СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СМЕНТИРОВАНИЮ Изобретение относитсяству нефтяных и га з овых с частности к буферным составам, предназначенным для разделения буровых и тампонажных растворов при проведении цементировочных работ,Цель изобретения - повышение надежности цементирования скважины в интервале солевых отложений за счет счет создания на стенках скважиныпленки, предотвращающей их размыва -ние. В скважину последовательно закачивают два буферных состава. Первьпсостав содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас,%: метилцеллюлоза 1,6-2,4; сернокислая медь3, 0-5, 0; вода остальное. Второй состав содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 2,0-3,0; хлористый натрий 23, 0-24,5; вода остальное. Времяпрокачивания растворов через затрубное пространство в интервале залегания соленосных пород выбирают таким,чтобы на стенках вначале образовалась, а ,отом упрочнилась полимерная пленка, Она препятствует проникновению к породам пресного цементного раствора, 1 табл. при следующем соо нтов, мас.%:Метилцеллюлоза 1,6-2,4Сернокислая медь 3, 0-5, 0Вода Остальное а вторая буферная жидкость содержит карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), хлористый натрий и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Карбоксиметилцеллюлоза 2,0-3,0Хлорид натрия 23, 0 - 24,5Вода ОстальноеМетилцеллюлоза (1 П 1 - полимерный продукт взаимодействия х.крпстого метила с целлюлозОП, х,роше рлство -з, 147264 римый в воде. В водном растворе макромолекулы МЦ совместимы с катиона ми поливалентных металлов (Си 2 п и др,) но коагулируют в при у5 сутствии катионов одновалентных щелочных металлов. При попадании на поверхность образца соли - галита(ИаС 1) или сильвина (КС 1) водного раствора двух веществ МЦ и сернокислой меди, поверхность ЯаС 1 или КС 1 частично растворяется и взаимодействует с данным .раствором происходит "высаливание", а продукты взаимодействия образуют на поверхности образца соли пленку, тормозящую даль.и нейшее растворение галита или силь- вина.Если затем ка образовавшуюся пленку нанести водный раствор .карбокси р метилцеллапоэы (КИЦ, которая представляет собой натриевую соль целлюлоэогликолевой кислоты) и хлорида натрия, то пленка упрочняетая и становится нерастворимой в фильтрате 25 раствора, состоящего иэ тампонажного портландцемента и пресной воды.Таким образом, при использовании данного способа подготовки скважины для цементирования в соленосных по- Зр родах нет необходимости насьппать цементные растворы солями ЯАС 1 и КС 1.В этом случае может применятьсяболее простой по составу темпокажный раствор, состоящий иэ цемента и пресной воды и значительно быстрее набирающий прочность ггри твердении. Это позволяет сократить продолжительность ожидания затвердевания 40 цементного раствора (ОЗЦ), ускорить строительство скважин, снизить стаи мость тампонажного раствора.В таблице приведены результаты исследований защитной способности полимерных плекок.П р и м е р. Проводились опытные лабораторные испытания по определению возможности и разработке технологии покрытия поверхности образцов галита и,сильвина достаточно прочной пленкой, кепроицаеьгой дляфильтра преского цементного раствора и получения плотного контакта ьгежду формирующимся цементным.камнеьг и поверхностью образцов галита и сильвина.1Поскольку результаты, полученныепри покрытии поверхности образцов галита и сильвина, идентичны далее описаны испытания с образцами галита.Монолитный образец галита (содержание ИаС 1 98,4 Е) в виде призмы размерами 2020 10 мм с пятью гранями, покрытыми клеем Бф, взвешенный на аналитических весах, помещали в химический стакан и заливали 100 см водного раствора МЦ и сернокислой меди. Образец галита выдерживали в описанном растворе 0,5 ч. На поверхности образца образовывалась механически малопрочная пленка толщиной 0,5-0,8 мм.После замены укаэанного раствор на насыщенный раствор ИаС 1 с КМЦ и выдерживания образца галита в нем еще 0,5 ч пленка уплотнялась и упрочнялась.Затем образец галнта помещали в форму из нержавеющей стали для балочек размерами 160 х 40 к 40 мм и заливали раствором иэ тампонажного цемента и пресной воды при водоцементном отношении 0,5, Параллельно в другую форму помещали другой одинаковый с первым образец галита, но не покрытый пленкой из полимерного материала.После твердения образцов цементного раствора в течение 24 ч их извлекали из форм, разламывали с одной стороны нахождения галита и определяли наличие зазоров межцу цементным камнем и поверхностями галита, не закрытыми клеем БФ.Между поверхностью галита, покрытой пленкой из полимерного материала, и цементным камнем зазор отсутствовал.В то же время между образцами цементного камня и галита, не покрьггого указанной пленкой, образовался зазор 0,4-0,45.мм, .фиксируемый с помощью микроскопа.Проведенные лабораторные испьгтания, показали, что при контакте раствора МЦ и сернокислой.меди с поверхностью галита происходит растворение последнего и образование тонкого слоя насьпценного раствора БаС 1. Макромолекулы ИЦ в зоне контакта сразу же переходят в нерастворимое состоя- ние и образуют пленку, тормозящую диффузию ионов Ма" от поверхности галита вглубь раствора. После замены раствора МЦ.н сернокислой меди на насьпценный раствор НаС 2 с КМЦпроисходит еще более сильное уплотнение и упрочнение полимерной пленкина поверхности галита за счет. армирования ранее образованной пленки новы 5ми макромолекулами нерастворимой медной соли. КМЦ.При контакте с такой упрочненнойнерастворимой пленкой фильтрат пресного цементного раствора ее не растворяет, а благодаря непроницаемостипленки проникновение последнего кобразцу галита исключается. Благодаря этому образуется плотный контактмежду цементным камнем на пресной 15основе, пленкой и образцом галита,В качестве показателей буферногораствора взяты плотность (р) и условная вязкость по стандартному полевому вискозиметру СПВ(Т). Эффективность буферного раствора оценивали по величине зазора между цементным камнем и поверхностью солизащищенного полимерной пленкой.Из данных таблицы следует, что 25указанные составы буферных жидкостейобладают хорошими технологическимисвойствами и образуют на поверхностисолевых пород защитную пленку, обеспечивающую.плотный контакт соли с З 0цементным камнем, полученным изпресного цементного раствора. Приуменьшенном по сравнению с указаннымсодержанием в буферных жидкостяхполимеров " МЦ и КМЦ и сернокислоймеди на поверхности солевых породобразуется рыхлая защитная пленка,не исключающая растворение соли пресньм раствором цемента, вследствиечего образуется зазор между цементным камнем и поверхностью галита.При увеличенном содержании полимеровбуферные жидкости становятся непрокачиваемыми по трубам из-за высокойвязкости, а повышенное содержаниесернокислой меди приводит к высаливанию.метилцеллюлозы и полученнаяпленка обладает низкими защитнымисвойствами. Пределы содержания хлорида натрия в растворе соответствуютмаксимальной растворимости этой солии зависят от содержания полимериойдобавки,Технология цементирования скважин согласно изобретению следующая. После окончания спуска обсадной колонны.и.промывки скважины закачивают вначале первую буферную жидкость (водный раствор К и сернокислой меди),. затем. второй раствор (насьпцен-. ный водный раствор хлорида натрия и КМЦ) Время прокачивания растворов через затрубное пространство в интервале залегания соленосных пород выбирают таким, чтобы на их стенках вначале образовалась, а.потом упрочнилась полимерная пленка, препятствующая проникновению к породам пресного цементного, раствора.Последний закачивают и продавливают по обычнои технологии.Наряду с Формированием прочной непроницаемой пленки на соленосных породах данный способ подготовки скважины к цементированию способствует полному замещению бурового раствора тампонажным.Формула и з о б р е т е н и яСпособ подготовки скважины к цементированию,включающий последовательное закачивание в скважину двух буферных составов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности цементирования в интервале солевых отложений за счет создания на стенках скважины пленки, предотвращаницей их размывание, в качестве первого состава используют водный раствор метилцеллюлоэы и сер- нокислой меди при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:Метилцеллюпоза 1,6-2,4 Сернокислая медь 3,0-5, 0 Вода Остальное а в качестве второго - водньй раствор карбоксиметилцеллюлозы и хлористого натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Карбоксиметилцеллюл оз а 2,0-3,0 Хлористый натрий 23,0-24,5 Вода Остальное1472645 Величина зазора мекду цеиеытньа камнем н поверхностью обр- ца соли мм Состав буферного раствора мас.Х Нторан порциаН 0 Парван лорцинНИП Яас 1 оказатели казат Тсф г м 820,01 0,008 Зазор отсутств 155 То ве416 96,695,495,294 0 028 040 1,4 1 6 3,0 1046 1049 1052 1060 2,2 2 4 2,6 4,0 5,0 4 ч 0,02550 .Ъетечет"М 92,6 92,4 О,образец соли лорруиалсн келосрецствекно в цеиентнзй раство Составитель Л.БестужеваТехред Л.Олийнык Корр Редакт Н. Король олин Заказ 1688/35 ВНИИПИ ГосударствТираж 51 1 ого комитета по изобретени 035, Москва, Ж, Раушская Га венно-издательский комбинат "Патент", г.ужго,10 роиз 240 1 в 5 288 2,0 312 2,2 360 2,5 405 2,8 460 3 0 "Не 35 мечете 24,5 7424 ф 5 73 524,5 73,324 73,523 74,2,23 74 200 198 196 192 191 190 185 одписное и открытиям пр 11 ГКНТ ССС аб д, 4/5