Буферная жидкость

ОП ИСАНИЕИ ЗОЗРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дфеэ СоветеинвфцнвектююеинаРеснубее945379,Ввуаарвтвнад кввитет ь.ИР аф ааааа вмбуиееВ в апрыпй(54) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ 1Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в част-. ности к буферным жидкостям, применяемым при цементировании обсадных колонн.Известна буферная жидкость, содержащая сернокислый алюминий, серную кислоту, жидкое .стекло,. КЙЦ, окэил,утяжелитель и воду 1).Недостаток данной буферной жидкости заключается в том, что она не обладает крепящими свойствами по отношению к глинистой корке. В ре" зультате этого уменьшается прочность контакта цементного камня с глинистой коркой.Известна также комбинированная буферная жидкость, содержащая серно- кислый алюминий, цемент, глинопорошок, К 1 Ц, щелочный реагент " кальци- го нированную соду и воду 21..Однако буферная жидкость имеет. недостаточную прочность глинистой корки и слабый контакт с цементным камнем,2а также сильное эагущение контактных эон буферной жидкости с цементным и глинистым растворами.Целью изобретения является повышение прочности глинистой корки и ее контакта с цементным камнем, а также уменьшение эагущения контактных зон .буферной жидкости с разделяемыми потоками. Поставленная цель достигается тем, что буферная жидкость дополнительно содержит серную кислоту и жидкое стекло, а в качестве щелочного реагента используется едкий натр при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ф:Сернокислый алюминий 0 05-0,06 Серная кислота 0,03-0,04 Жидкое стекло 0,021-0,32Едкий натр. 0,01-0,02 Вода Остальное В табл. 1 приведены составы предлагаемой буферной жидкости и извест ной и их влияние на прочность глинистой корки и ее контакт с цементнымкамнем, а также гидроизоляционнаяспособность контакта цементный камень - глинистая корка, 5Прочность сдвига глинистой коркиопределяют на экспериментальной установке по следующей методике,8 камере высокого давления навнутренней поверхности образца поло Ого цилиндрического песчаника формируют при перепаде давления 25 кг/смв течение 1 ч глинистую корку изнеобработанного бурого раствора(на основе карачухурской глины)15плотностью 1,2/ г/см . Толщина корки 3 мм. Далее в течение 1 О мин наэту корку воздействуют буферной жидкостью при этом же перепаде давления, Потом с помощью специальных при- оспособлений определяют процность сдвига глинистой корки,Прочность контакта глинистой коркис цементным камнем также определяютна экспериментальной установке по сле дующей методике.На внутренней поверхности образцаполого цилиндрического песцаника Формируют глинистую корку как описано.Затем воздействуют на эту корку буферной жидкостью и заливают в полостьцементный раствор и оставляют на твердение при 75 оС в влечении суток. Потомвыдавлением проверяют прочность контакта глинистой корки с цементным кам 35нем.Гидроизоляционная способность контакта цементный камень в глинистаякорка определяется по следующей методике.40В полость цилиндрического образца глинистой породы, находящегося под горным давлением в сложно напряженном состоянии, заливают тот же испытуемый буровой раствор, формируют гли нистую корку при тех же условиях и той, же толщине. Затем, сняв горное давление, заменяют буровой раствор на буферную жидкость и выдерживают в тех же условиях 10 мин.Далее заменяют буферную жидкость на цементный раствор, который затвердевает в течение суток. Потом, создав внутри полости перепад давлений в 3 кг/см , определяют расход воды55 через контакт цементного камня и глинистой корки в единицу времени с помощью мензурки и секундомера,9Буферные жидкости 1-1 имеют условную вязкость 1/с и плотность1,05 г/смКак видно из табл. 1 прочностьсдвига глинистой корки, прочность ееконтакта с цементным камнем и гидроизоляционная способность контакта цементный камень - глинистая корка упредлагаемого раствора выше, цем уизвестного,8 табл, 2 показаны свойства предлагаемых буферных жидкостей различного состава с цементным раствором(портландцемент 66,5; вода 33,5)и известных,В табл. 3 приведены свойства предлагаемых смесей буферных жидкостейразличного состава с глинистым раствором (карачухурский глинопорошок613; вода 393) и известных.Как видно из табл. 2 и 3, предлагаемая буферная жидкость не приводитк загущению контактных зон, что позволит избежать образование пробок вовремя вытеснения глинистого растворацементным.Зкономический эффект только за счетснижения стоимости материалов составляет 78 руб/м,Опытные испытания предлагаемойбуферной жидкости проводят на трехскважинах.Объем приготовленной буфернойжидкости на каждой скважине составляет 3,5 м,Буферную жидкость готовят следующим образом.В емкость мерника цементировочного агрегата ЦА"320 М набирают необходимое количество воды, в которойрастворяют расчетные количества сначала серной кислоты и сернокислогоалюминия, а затем едкого натрия.После этого при интенсивном перемешивании вводят жидкое стекло. Общее время приготовления буферной жидкостисоставляет около 20 мин.Во всех скважинах тампонажный раствор поднимается до устья. Процессцементирования происходит без отклонений от нормального процесса, в пе-.риод ОЗЦ в дальнейшем никаких отклонений не наблюдается.В соседних скважинах с аналогицными условиями цементирования обсадныхколонн зачастую происходит выход наустье значительного количества тампонажного раствора, Этого не произошлопри испытаниях предлагаемой буфер% 9453796ной жйдкости. Кроме того, давление щегося, как правило, причиной повышево время продавки оказывается значи- ния давления и выхода цементного рательно меньшим, по сравнению с сосед- створа на устье, не происходитними скважинами, хотя условия цементирования их одинаковы. Это показыва Отсутствие заколонных проявлений ет., что предлагаемая буферная жид- и грифонов, характерных для этой кость полностью разделяет буровой площади, говорит об укреплении проч- раствор от тампонажного, и что пасто- ности глинистой корки и контакта ее образование в зоне контакта, являю- с цементным камнем.Щ 3 с ф ф 1- 1 1 т о О х хР и . с ц о о ф 1 ст о х сц 1 Яф-Л Р 1 ф ц 3 О 1 ФеХ Хц ээцоо ссе х цОкаСЕ оехэх с 1 фви 1э цсФЮЩСЕ цэФст ию чв ВВЭ 1а хэс м 1сч СЧ 1,1 Р т ф э и Е а ф О х х со еО% 1Х О.0 Ф э х,яЭ 11-ВИРс 1 цц ф 1 ох цО 33 Эсфстц 2 хо ф вхх хФ аст оц хР Х3- Оц0 цт хс 33Охцасс О 3 С 3 О Л м м 13 Е1 Х Яаи Рэвх цло оО 1 Х 1ц1 фс 3 Х Кфэ 1ст фЦ 2 ц 1 113 Л 1 ОЪ 1 СЧ 1 1 111 1111111 11 11 11 1111 1111 31111 13 111 111113 1дУ 111ц1 Э111 Ф 11 ф 11 е 1цО 13.31 11 11 11 1111 1111 11111а ц эхе О Х .31 3 1 Л о 13 О 1 Х 1 о ац Яахй Хфт ЛЛ Ч 3О С 3В во оСв 11 а1 К1 ЪЗЮО 1 й 1 1 В сЕ ц х о и х сЧ м В1 1 ф 1 ес 1 1 1 1 1 3 1 О 11 ЯЪееХ -3 Ощц хцфхцоофэ ХХСЕС аа011 3 Л Л Л 3 Л 0 О СО СО ОО 3 Л Л 3 Л 3 Л л еО3 Л сщ,ВО О 1 Л 0 С 3 3 Л СО Ю м 3 Л ОЪ СЧ С 3 С 3 ЮС 3 СЧ СЪв СЧ 3 Л В Ю 3 Л СЧ л СЧ 1 1 С 1 Ю О945379 12 Таблица 3 е СНС, мг/см Состав смеси, Ф Условная Глинистый раствор 10 мин 1 мин вязкость Буферная жидкость по табл. 11 3 4 5 б 67 100 31 67 90 10 29 20 ЫО 26 70 30 27 31 44 66 90 30 80 26 20 30 70 95 27 67 90 30 26 20 . 30 75 70 30 27 5 81 72 10 8 Ы 127 90 ЫО 20 70 30 10 90 20 80 30 70 ти глинистой корки и ее контакта сцементным камнем, а также уменьшениязагущения контактных зон буфернойжидкости с разделяемыми потоками, онздополнительно содержит серную кислоту и жидкое стекло, а в качестве щеформула изобретения Буферная жидкость содержащая сернокислый алюминий, щелочной реагент и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочнос 164 252 16124 Ы 410 300,60 80 4890 131 74171 255 165263 441 300945379 Составитель В. ЯгодинРедактор А. Шишкина Техред Ж. Кастелевич Корректор Е. Рошко Заказ 5283/44 тираж 623 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская. наб., д 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,лочного реагента используется едкий натр при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:Сренокислый алюминий 0,05-0,06 Серная кислота 0,03-0,04 Жидкое стекло 0,2-0,32 Едкий натр 0,01-0,02 Вода Остальное 14 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРз И 730956, кл. Е 21 В 33/138, 1978. 2. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1977 с. 81-83 прототип)