Буферная жидкость

(51)4 Е 21 В 33/1 ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИСА Н АВТОРСН ти б сть,(54) БУФЕРНАЯ ИЩ(57) Изобретениебурения неФтяныхи предназначенокостей, использускважин. Цель из ОСТЬтносится к области газовых скважи ля буферных жидмых при креплени бретения - повью(71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектныйинститут неФтяной промышленности(56) РНТС. Сер. Бурение, М.;ВНИИОЭНГ, 1979, Ь" 4, с, 19-20.Авторское свидетельство СССРВ 1002524, кл. Е 2 1 В 33/ 138, 1981,ние закупоривающеи способнос уферной жидкости. Для этого в жидкосодержащую полиоксиэтилен и воду,дополнительно вводят застабилизованный латекс - продукт сополимеризации водной эмульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 при следующем соотношении компонентов, мас. 7,: застабилизованный латекс 90,000-99,950,полиоксиэтилен (ПОЭ) 0,001-0,200,вода остальное. Жидкость готовят 1следующим образом. ПОЭ вводят в исходный латекс в виде 1-2 Е-ного водного раствора. После ввода заданного аколичества ПОЭ смесь перемешиваютв мешалке 3 мин со скоростью60 оа/мнн. олагодарк лрнмананнм тако- Иго раствора ПОЭ при такой концентра- С,ции повышаются упругие свойства жидкости, а при снижении концентрацииПОЭ упругие свойства не обеспечиваются. 4 табл.Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, а именнок буферным жидкостям, применяемымпри креплении скважин,Целью изобретения является повышение закупоривающей. способности буферной жидкости,Буферную жидкость получают смешением воды, полиоксиэтилена с застабилизованным латексом БСК/2. Застабилизованный латекс представляетсобой водную эмульсию сополимера бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соотношении 25:75:2 соответственно, содержит биоразлагаемыйэмульгатор - алкилсульфонат натрияили сульфонол НП-З.О, представляетсобой жидкость, белого цвета и выпускается по ТУ 38 404106-79,Латекс БСК/2 должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл, 1,Т а б л и ц а 1 Норма Показатель Содержание сухого вещества не менее 38,0 рН не менее 9,0 Поверхностное натяжение, мН/м, не более 37,0 Стойкость латекса приразведении водой всоотношении 1: 100 Устойчив Содержание незаполимеризованного стирола,Х, не более 0,1-0,3 0,97-0,98 Плотность латекса Полиоксиэтилен - порошок белого цвета, хорошо растворим в воде с образованием высоковязких растворов.Буферную жидкость готовят следующим образом,Полиоксиэтилен (ПОЭ) вводят в ис" ходный латекс в виде 1-2%-ного водного раствора. Применение 1-2 Е-ного водного раствора полиоксиэтиленаобосновывается тем, что при такойконцентрации раствора (вязкость по"Реотест" составляет 63,4 сП) буФерная жидкость приобретает упругиесвойства, а при снижении концентрации ПОЭ получение упругих свойствне обеспечивается. Применение жерастворов более 23-ной концентрациинецелесообразно, поскольку раство- О ры с повышенной концентрацией труднопрокачиваемы . вследствие высокой ихвязкости. Пластическая вязкость водных растворов ПОЭ приведена в табл.2.Таблица 2 15 Вода Полиоксиэтилен (ПОЭ) Пластическая вязкость, сП 20 8,46 99,95 0,05 99,00 1,00 98,50 1,5 98,00 2,00 18,3 40,4 63,4 3,00 ЗО 97,00 141,2 198, 2 268,2 96,00 4,00 95,00 5,0035 При этом содержание латекса всмеси изменяют от 99,98 до 88 об.ч.,а ПОЭ - от 0,02 до 12 об.ч. Послеввода заданного количества ПОЭ смесь4 О перемешивают в мешалке в течение3 мин со скоростью 60 об/мин. Буферную жидкость опробовали в лабораторных условиях - замеряли пластическую вязкость на приборе "Реотест",45 а упругие свойства наблюдали визуально путем погружения в жидкость палочки и последующего извлечения ее.При наличии у жидкости упругихсвойств на палочку наматывается непрерывно тянущаяся пленка. Также готовили буферную жидкость и при других принятых в формуле соотношенияхкомпонентов,Химический состав и результаты55исследований вязкости предлагаемойбуферной жидкости приведены в табл.З.1266965 а блица 3 Вязкость, сП Содержание в составе, мас.Состав ПОЭ латекса воды 100 16,9 0,4 10-э 0,01960,0490,0980,196 17,0 10 3 18,0 2,10-з 4 10 10 10 з 20 10-з 19,1 20,1 0,49 21,5 0,98 22,5 1,47 23,9 30 10 1,96 24,2 40 10 50 10 25,3 2,45 10 60 10 2,94 28,1 29,7 3,43 70 1080 10 12 31,5 3,92 13 10 33,8 14 1,610 2,0 10 2,4 10 74,7 7,84 408,9 915,0 9,8 16 11,76 7 Как видно из данныхтабл. 3, при увеличении содержания 27.-ного раствора ПОЭ в пределах от 0,02 до 12 об.ч. вязкость буферной жидкости ненрерывно растет, однако жидкость остается в текучем состоянии, Упругие сво тва у жидкости появляются при содержании 2 Х-ного раствора ПОЭ в количестве 0,05 об.ч., поэтому данное количество принято за нижний предел. С увеличением концентрации ПОЭ упругие свойства жидкости также повышаются,99,98 99,95 99,90 99,80 99,50 99,00 98,50 98,00 97,50 97,00 96,50 96,00 95,00 92,00 90,00 88,00 За верхний предел ввода ПОЭ принято содержание его, равное 10 об.ч. при котором жидкость имеет высокую вязкость, но остается еще подвижной. При дальнейшем повышении ПОЭ буферная жидкость становится практически непрокачиваемой,Проведены лабораторные работы по определению закупоривающей способности буферной жидкости, Проверено влияние прокачивания буферной жидкости на приницаемость пористой5 12669среды и на скорость фильтрации жидкой фазы цементного раствора,Исследования проводили на лабораторной установке, включающей рабочую камеру с фильтрующим элементом -керном из искусственного песчаника,напорную емкость, воздушный баллонс манометром и соединительные трубки. Во всех опытах перепад давленияна керне был постоянным и равным 1 О0,5 МПа. Первоначально определялиисходную проницаемость кернов, длячего всю систему заполняли технической водой и после установления давления замеряли количество вьделившегося фильтрата во времени. Коэффициент проницаемости определяли расчетным путем по формуле Дарси Ор 1.К =; Р )э мЛэ 20 Таблица 4 Проницаемость керна,Скорость фильтрации, см/мин Н О ПОЭ без прокачивания буФерной жидкости латекс исходная после прос предварительным прокачиванием буферной жид- кости качиваниябуфернойжидкости 1,05 16,2 67 О, 049 99,95 10"95,0 1090,0 0,2,135 64 15,7 136 4,9 62 17,1 9,8 139 данием круговой циркуляции с помощью 45цементировочного агрегата по схеме:мерная емкость - центробежный насос -чанок - поршневой насос - мерная емкость. Затем в жидкость вводят заданное количество латекса. Например,для приготовления 1 м буферной жидкости, содержащей 95 об.ч. латексаи 5 об,ч. 2%-ного водного раствораПОЭ, в 50 л технической воды растворяют 1 кг ПОЭ и готовый раствор вводят в 0,96 м латекса.По окончании подготовительных работ начинают процесс крепления скважины,В скважину закачивают жидкость где Ч - расход жидкостей, см/с,Состав буферной жидкости, мас. % Как видно из данных, приведенных в табл, 4, в процессе прокачивания буферной жидкости происходит снижение проницаемости кернов в 2 раза, а при последующем прокачивании цементного раствора - снижение скорости его фильтрации более, чем в 15 раз, что свидетельствует о наличии закупоривающих свойств у данной жидкости. Снижение проницаемости кернов является следствием закупоривания мельчайших пор.П р и м е р. В период подготовительной работы к цементированию сначала готовят 2%-ный раствор ПОЭ соз 65 ЬР - площадь фильтрации пористойсреды (керна), см,.Р -Р - разность давлений, созданныхна концах испытываемого образца (керна), кгс/см,Е - длина керна, см,М - абсолютная вязкость жидкости,сП,Затем систему последовательно заполняли исследуемой буферной жидкостью и вновь технической водой, Производили те же расчеты и замеры,Влияние прокачивания предлагаемой буферной жидкости на скоростьфильтрации жидкой фазы цементногораствора определяли на той же установке путем сравнения количествафильтрата, вьделившегося из раствора за единицу времени без прокачивания и с прокачиванием предлагаемойбуферной жидкости,Результаты испытаний представленыв табл. 4.1266965 Формула изобретения Застабилизованный 20 90,000-99,950 латексПолиоксиэтиленВода 0,001-0,200Остальное Составитель В,БорискинаТехред А.Кравчук Корректор М,Самборская Редактор А.31 ежнина Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 5734/25 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Для отмыва фильтрационной корки, буферную жидкость с закупоривающими свойствами по предлагаемому составу, жидкость с Иа СОз, цементный раствор.Буферная жидкость, проходя по заколонному пространству, изолирует г проницаемые породы, тем самым исключает фильтрацию жидкой фазы цементного раствора в проницаемый пласт. Буферная жидкость с ИаСОз закачивается для разделеиия буферйой жидкости с ПОЭ от цементного раствора. Она также удаляет тонкие слои буферной жидкости со стенок скважины и предохраняет ПОЭ от разрушительного воздействия катионов Са, находящихся в цементном растворе.Предлагаемая буферная жидкость обладает более высокими закупоривающими свойствами, что обеспечивает не только разделение тампонажного раствора от буферного и вытеснение последнего, но и снижение проницаемости стенок скважины, что позволяет поднять закачиваемый цементный раствор до устья скважины и тем самым надежно разобщить пласты,Буферная жидкость, содержащая полиоксиэтилен и воду, о т л и ч а ю -щ а я с я тем,что, с целью повышения 10 закупоривающей способности ее, онадополнительно содержит застабилизованный латекс - продукт сополимеризации водной эмульсии бутадиена, стирола, метакриловой кислоты в соот ношении 25:75:2 соответственно,приследующем соотношении компонентов,ймас. Х: