Буферная жидкость

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 150982, Бюллетень Мо 34Дата опубликования описания 1509,82 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1958651 И М. Кп.з Е 21 В 33/138 Государственный комитет СССР по делам изобретений,и открытий(71) Заявитель Татарский государственный научно-ис и проектный институт нефтяной промышленно 4) БУФЕР ОСТ Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к буферным жидкостям, разделяю щим буровой и цементный растворы.Известна буферная жидкость, содержащая сульфит-спиртовую барду и бихромат калия или натрия 1,Недостатком этой буферной жидкос" ти.является то, что она легко. перемешивается с буровым и тамнонажньи растворами, не сохраняет своей Формы при сжатии, т.е. не обладает упругими свойствами, а ее закачка в скважину вследствие высокой вязкости поршневыми насосами затруднена,Известна также буферная жидкость 21, содержащая вес,:О, 5-1,0-ный водный раствор полиакриламида85-90Сухая бентонитоваяглина 10-15 13-16 Остальное2 ной жидкости но также вязсравнительно иготовления. вляется повы- .ойствбуферной ином сокращеления. Недостатками извесявляются ее относителько-упругие свойства идлительные сроки ее пЦелью изобретенияшение вязко-упругих сжидкости при одновремнии сроков ее пригото Указанная цель достигается тем, что буферная жидкость дополнительно содержит 0,2-ный водный раствор триполифосфата натрия и воду, в качестве акрилового полимера используется полиакрилат кальция, а в .качестве твердого наполнителя - утяжелитель барит)причем соотношение ингредиентов следующее, вес.:Полиакрилат кальция , 11-15Утяжелитель барит) 0,01-50,2-ный.водныйраствор триполифосфатанатрияВода В.табл.1 приведены составы и свойства вязко-упругого продукта предлагаемой буферной жидкости. Из них составы 1 и 8 являются неработоспособными, составы 2 . и 7 характеризуются йредельными значениями ингредиентов, при, которых буферная жидкость работоспособна, составы 3 - 5 являются наиболее предпочтительными для приготовления буферной жидкости, так как они имеют оптимальные значения упругости, вяэкост и плотности. Вязко-упругие свойства исследуют на коксистометре Гзпплера(барита) в 0,2-ном водном растворетриполифосфата натрия, а затем разбавляют ее пресной водой. При разбавлении суспензии пресной водой образуется комбинированная буфернаяжидкость, состоящая иэ вязкоупругойи моющей составных частей,Для облегчения перекачки буфернойжидкости насосами и сохранения реологических свойств вязкоупругого продукта коагуляции предусматриваетсяспособ образования буферной жидкостинепосредственно в скважине, Для этогоготовится на поверхности суспензияполиакрилата кальция и утяжелителя(барита) в 0,2-ном водном растворетриполифосфата натрия в весовых соотношениях 1:(0,001-0,4):(0,9-1,4).Суспензию готовят в емкости 0,5-1 мс применением Мелкогабаритных гидромешалок или механических мешалок.Затем в скважину через два входадвумя цементировочными агрегатамиодновременно закачивают приготовленную суспензию и пресную воду в соотнсшении 1:(2,7-3,0) . В процессе смещения пресной воды и суспензии вскважине происходит быстрая коагуляция полиакрилата и образуется буФерная жидкость из двух частей. Перваячасть, состоящая в основном из полиакрилата кальция и барита, представляет собой монолитную вязкоупругуюмассу. Вторая часть представляетсобой маловязкую жидкость, состоящую из 0,04"0,03%-ного водного раствора триполифосфата натрия и является моющей частью буферной жидкости.В табл,2 приводятся данные, характеризующие преимущества предла=гаемой буферной жидкости по сравнению с прототипом.Из табл.2,видно, что предлагаемаябуферная жидкость имеет следующиепреимущества перед прототипом; динамическая вязкость вязкоупругого продукта буферной жидкости на 2-3 порядка выше, чем у прототипа, за счет чего предлагаемая буферная жид-.кость обладает лучшими разделяющимиГсвойствами 1 время приготовленияпредлагаемой буферной жидкости значи.тельно уменьшается по сравнению с 5 известной; вязко-упругий. продуктобладает достаточно высоким модулемупругости и обладает меньшими адгезионными свойствами, чем известнаяжидкость;плотность вязко-упругого 10 продукта выше на 20-50, чем плотность известной буферной жидкости,что способствует более лучшему вытеснению бурового раствора; в составе предлагаемой буферной жидкостиимеется моющий компонент, что способствует лучшей очистке стенокскважины и повышает качество цементажа.Буферная жидкость по прототипудолжна закачиваться в скважину в течение ограниченного времени. Приувеличении времени закачки больше30 мин вязкость жидкости возрастаетнастолько, что ее невозможно прокачивать насосами ЦА. Это усложняет технологию цементирования колонны, так как не всегда есть возможность закачать смесь в течение этогоинтервала времени. Кроме того, припрокачивании этой жидкости разрушается ее структура. На фиг.1 приведена кривая теченияпредлагаемой буферной жидкости вконсистометре Гэпплера; на фиг.2 35 зависимость ее динамической вязкостиот температуры.Из данных, приведенных на фиг,1 и2, видно, что жидкость имеет высокиевязко-упругие свойства а увеличениетемпературы до 100 С приводит к увеличению вязкости в 3 раза, что повышает ее разделяющую способность вреальных условиях скважины.Предполагаемый экономический эф-, 45 фект от использования предлагаемойбуферной жидкости на предприятияхУдМуртнефть составляет 1-2,4.тыс.руб, на одну скважину,сдюннЯо 0К О 3.1 Х х ы Ю 0 ф л Юс 3 ф 1 Ю ЮЮ3 3 фл Ю Ю М с 3 ;3 Ч СЧ д 1 Н ХХ Ос Е 3 б О 3 33 30 хово ХЭх ФцФ д х Ю л аЮ э л с Ю М 3 Ч Ю л Ю 1 л Ю1 1 1 х Я 1 а 1 н 61 х 1 аокй 3 д. о 3 б х нхе цо хо однао дане 1 111 1 ф МФ 00 с СЧ л,1200 5-10 40 3600 0 0 Не ограничивается Не более 1800 Плотность вязкоупругого компонента,кг/мз Плотность моющего коМпонента,кг/м Динамическая вязкость в процессеприготовления, н с/м , через, с30 Модуль упругости при сжатии через3600 с, н/м Увеличение вязкости при изменениитемпературы от 20 до 90 ОС, Ъ Толщина прилипшего слоя на шарикахстержня прибора Гэпплера (показатель адгезии), мм Вытеснение глинистого растворавязкоупругой жидкостью в 15 ммтрубе по методике прототипа,Ъ Время растворения, полиакриламидав воде при 20 ОС, с Время раствОрения триполифосфатанатрия в воде при 20 ОС, с Время для получения 1 кг вязкоупругого продукта в лабораторныхусловиях, с Растворимость вязкоупругого продукта в моющих буферных жидкостях .(вода, 1-2-ный водный раствор триполифосфата натрия) Водоотдача вязкоупругого продуктафна приборе ВМ, смф/30 см Время закачки суспензии полиакрилатакальция и барита в скважину после .ее приготовления, с Время закачки смеси полиакриламидаи бентонитав скважину после ееприготовления, с Таблица 2ш в авш еаеашаешаеаее авве ш ш Прототип Предлагаемая 9600 - 36600 9600 - 36600 9600 - 36600 9600 - 36600 9600 - 36600 . 9600 - 36600 7,104 22.105 На консистометреГэпплера не Фиксируется (менее 103)Изменение в пределахточности прибораЬ 10 - 25) Растворяется поли- Практически неМОЙ(с витель В. Ягодид И,ГайдуМфв рректор А. Ференц. аказ 7002/44 Тираж 623 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушске Подпис омитета ССС открытий/5 у де П фПатентфф, г. лиБуФерная жидкость для разделения бурового и тампонажного растворов, содержащая акриловый полимер и твердый наполнитель, о т л и ч а ю щ а я-,5 с я тем, что, с целью повыщения вязко-упругих свойств жидкости при одновременном сокращении сроков ее приготовления, она дополнительно содержит 0,2-ный водный раствор триполифосФата натрия и воду, в качестве акрилового полимера используется полиакрилат кальция, а в качестве твердого наполнителя - утяФ Редактор А. Химчук Т желитель (барит), причем соотноше-.ние ингредиентов следующее вес.%:Полиакрилат кальцня 11-15Утяжелитель (барит) 0,01-5,000,2-ный водныйраствор триполифосФата натрия 13-16Вода ОстальноеИсточники инФормации,. принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 630401, кл. Е 21 В 33/138, 1976.2. Авторское свидетельство СССР Р 682637, кл. Е 21 В 33/138, 1974 (прототип),ород, ул. Проектная, 4