Уплотняющиеся буферные жидкости и способы их применения

Уплотняющиеся буферные жидкости и способы их применения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к буферным жидкостям для использования в подземных операциях и, более конкретно, в конкретных вариантах осуществления, к уплотняющимся буферным жидкостям и способам их применения в подземных пластах.

[0002] Буферные жидкости часто используют в подземных операциях для содействия улучшенной эффективности вытеснения при введении новых жидкостей в ствол скважины. Например, буферную жидкость можно использовать для вытеснения жидкости в стволе скважины перед введением другой жидкости. При использовании для вытеснения бурового раствора буферные жидкости могут улучшать удаление твердых веществ, так же как отделять буровой раствор от физически несовместимой жидкости. Например, в способах первичного цементирования буферную жидкость можно помещать в ствол скважины для отделения цементной композиции от бурового раствора. Буферные жидкости можно также помещать между различными буровыми растворами в ходе замен бурового раствора или между буровым раствором и жидкостью для заканчивания скважин. Буферные жидкости, как правило, не уплотняются в том отношении, что буферные жидкости обычно не развивают значительного напряжения сдвига геля или прочности при сжатии.

[0003] Чтобы быть эффективной, буферная жидкость может обладать конкретными характеристиками. Например, буферная жидкость может быть совместимой с вытесняемой жидкостью и цементной композицией. Эта совместимость может также присутствовать при температурах и давлениях забоя. В некоторых случаях, для буферной жидкости является желательным также оставлять поверхности в стволе скважины смоченными водой, таким образом облегчая связывание с цементной композицией. Реология буферной жидкости также может быть важной. Ряд различных реологических свойств может быть важным для разработки буферной жидкости, включая, среди прочих, предел текучести, пластическую вязкость, напряжение сдвига геля и напряжение среза. В то время как реология может быть важной для разработки буферной жидкости, общепринятые буферные жидкости могут не обладать желательной реологией при температурах забоя. Например, общепринятые буферные жидкости могут испытывать нежелательное термическое снижение вязкости при повышенных температурах. В результате, общепринятые буферные жидкости могут не обеспечивать желательного вытеснения в некоторых случаях.

Краткое изложение сущности изобретения

[0004] Настоящее изобретение относится к буферным жидкостям для использования в подземных операциях и, более конкретно, в конкретных вариантах осуществления, к уплотняющимся буферным жидкостям и способам их применения в подземных пластах.

[0005] Вариант осуществления может включать вытеснение бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающее: разработку буферной жидкости для соответствия по меньшей мере одному свойству в предопределенных условиях ствола скважины, где свойство выбрано из группы, состоящей из: (i) предела текучести от приблизительно 25 Па до приблизительно 250 Па, (ii) статического напряжения сдвига геля от приблизительно 70 фунт-силы/100 фут² (137 Па) до приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па), (iii) предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа) и (iv) неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа); использование буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и обеспечение по меньшей мере для части буферной жидкости возможности уплотнения в стволе скважины, и где часть буферной жидкости уплотняется в стволе скважины для соответствия определенному свойству.

[0006] Другой вариант осуществления может включать способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий: использование уплотняющейся буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 4 часа или менее.

[0007] Другой вариант осуществления может включать способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий: использование уплотняющейся буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 45 минут или менее.

[0008] Другой вариант осуществления может включать способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий: введение уплотняющейся буферной жидкости в затрубное пространство ствола скважины для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины; где уплотняющаяся буферная жидкость содержит воду и по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любых их комбинаций; и где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 8 часов или менее.

[0009] Другой вариант осуществления может включать способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий: введение уплотняющейся буферной жидкости в затрубное пространство ствола скважины для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины; и измерение свойств уплотнения части уплотняющейся буферной жидкости в затрубном пространстве ствола скважины.

[0010] Другой вариант осуществления способа может включать способ оценки буферной жидкости для использования в разделении бурового раствора и цементной композиции в стволе скважины, включающий: предоставление буферной жидкости; и измерение времени перехода буферной жидкости.

[0011] Другой вариант осуществления может включать способ оценки буферной жидкости для использования в разделении бурового раствора и цементной композиции в стволе скважины, включающий: предоставление буферной жидкости; и измерение времени нулевого гелеобразования буферной жидкости.

[0012] Другой вариант осуществления может включать уплотняющуюся буферную жидкость, разделяющую буровой раствор и цементную композицию в стволе скважины, содержащую: воду; и по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, рисовой шелухи, золы, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любых их комбинаций; и где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 4 часа или менее.

[0013] Признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области. Хотя специалисты в данной области могут выполнять многочисленные изменения, такие изменения находятся в пределах сущности изобретения.

Краткое описание чертежей

[0014] Эти чертежи иллюстрируют конкретные аспекты некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, и их не следует использовать для ограничения или определения изобретения.

[0015] Фиг.1 представляет собой график, показывающий измеренные значения статического напряжения сдвига геля при различной температуре и считывания давления как показателя времени для примера уплотняющейся буферной жидкости.

[0016] Фиг.2 представляет собой график, показывающий измеренные значения статического напряжения сдвига геля при различной температуре и считывания давления как показатель времени для примера уплотняющейся буферной жидкости.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

[0017] Настоящее изобретение относится к буферным жидкостям для использования в подземных операциях и, более конкретно, в конкретных вариантах осуществления, к буферным жидкостям, содержащим цементную печную пыль («CKD»), и к способам использования CKD для улучшения одного или нескольких реологических свойств буферной жидкости. В соответствии с настоящими вариантами осуществления буферные жидкости могут улучшать эффективность очищения ствола скважины и удаления жидкостей из ствола скважины. Варианты осуществления буферных жидкостей могут быть вспененными. Варианты осуществления буферных жидкостей могут быть уплотняющимися. Например, буферные жидкости могут развивать напряжение сдвига геля и/или прочность при сжатии при оставлении в стволе скважины.

[0018] Могут существовать несколько потенциальных преимуществ способов и композиций по настоящему изобретению, только некоторые из которых можно упомянуть в настоящем документе. Одним из множества потенциальных преимуществ способов и композиций по настоящему изобретению является то, что CKD можно использовать в буферных жидкостях в качестве модификатора реологии, позволяющего составление буферной жидкости с желательными реологическими свойствами. Другим потенциальным преимуществом способов и композиций по настоящему изобретению является то, что включение CKD в буферные жидкости может приводить к буферной жидкости без нежелательного термического снижения вязкости. Другим потенциальным преимуществом настоящего изобретения является то, что буферные жидкости, содержащие CKD, могут быть более экономичными, чем общепринятые буферные жидкости, полученные общепринятыми способами с более дорогими добавками. Другим потенциальным преимуществом настоящего изобретения является то, что вспененные буферные жидкости, содержащие CKD, можно использовать для вытеснения облегченных буровых растворов. Другим потенциальным преимуществом является то, что уплотняющиеся буферные жидкости могут обладать дополнительными физическими характеристиками, которые могут обеспечивать дополнительные преимущества для операций в стволе скважины. Например, уплотняющиеся буферные жидкости могут развивать напряжение сдвига геля и/или прочность при сжатии в затрубном пространстве ствола скважины. Соответственно, уплотняющаяся буферная жидкость, оставленная в стволе скважины, может функционировать с обеспечением по существу непроницаемого барьера для блокирования пластовых жидкостей и газов, и, следовательно, служить для уменьшения потенциальной миграции жидкостей. Уплотняющаяся буферная жидкость в затрубном пространстве ствола скважины может также защищать ветвь трубопровода или другой канал от коррозии. Уплотняющиеся буферные жидкости могут также служить для защиты от эрозии цементного покрытия, образованного введенными затем цементными композициями.

[0019] Варианты осуществления буферных жидкостей по настоящему изобретению могут содержать воду и CKD. В некоторых вариантах осуществления буферные жидкости могут уплотняться при оставлении в стволе скважины. Например, буферная жидкость может схватываться и отверждаться посредством реакции CKD в воде. В некоторых вариантах осуществления буферные жидкости могут быть вспененными. Например вспененные буферные жидкости могут содержать воду, CKD, пенообразующее средство и газ. Вспененную буферную жидкость можно использовать, например, когда желательно, чтобы буферная жидкость была облегченной. В соответствии с настоящими вариантами осуществления буферную жидкость можно использовать для вытеснения первой жидкости из ствола скважины с помощью буферной жидкости, обладающей более высоким пределом текучести, чем первая жидкость. Например, буферную жидкость можно использовать для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из ствола скважины. Другие необязательные добавки также можно включать в варианты осуществления буферных жидкостей, как желательно для конкретного применения. Например, буферные жидкости могут дополнительно содержать придающие вязкость средства, органические полимеры, диспергирующие средства, поверхностно-активные вещества, утяжеляющие средства и любые их комбинации.

[0020] Буферные жидкости, как правило, должны обладать плотностью, пригодной для конкретного применения, как желательно специалисту в данной области, с использованием преимуществ этого описания. В некоторых вариантах осуществления буферные жидкости могут обладать плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон («ppg») (479 г/л) до приблизительно 24 ppg (2876 г/л). В других вариантах осуществления буферные жидкости могут обладать плотностью в диапазоне от приблизительно 4 ppg (479 г/л) до приблизительно 17 ppg (2037 г/л). В других вариантах осуществления буферные жидкости могут обладать плотностью в диапазоне от приблизительно 8 ppg (959 г/л) до приблизительно 13 ppg (1558 г/л). Варианты осуществления буферных жидкостей могут быть вспененными или невспененными или содержать другие средства для снижения их плотности, известные в данной области, такие как облегченные добавки. Специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания, может узнать подходящую плотность для конкретного применения.

[0021] Вода, используемая в варианте осуществления буферных жидкостей, может включать, например, пресную воду, соленую воду (например, воду, содержащую одну или несколько растворенных в ней солей), рассол (например, насыщенную соленую воду, полученную из подземных пластов), морскую воду или любую их комбинацию. Как правило, вода может происходить из любого источника, при условии, что вода не содержит избыток соединений, которые могут оказывать нежелательное влияние на другие компоненты буферной жидкости. Воду включают в количестве, достаточном для образования поддающейся перекачиванию насосом буферной жидкости. В некоторых вариантах осуществления воду можно включать в буферные жидкости в количестве в диапазоне от приблизительно 15% до приблизительно 95% по массе буферной жидкости. В других вариантах осуществления воду можно включать в буферные жидкости по настоящему изобретению в количестве в диапазоне от приблизительно 25% до приблизительно 85% по массе буферной жидкости. Специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания, может узнать подходящее количество включаемой воды для выбранного применения.

[0022] CKD можно включать в варианты осуществления буферных жидкостей в качестве модификатора реологии. Среди прочего, использование CKD в вариантах осуществления настоящего изобретения может обеспечивать буферные жидкости, обладающие реологией, пригодной для конкретного применения. Желательная реология может быть преимущественной для предоставления буферной жидкости, которая является эффективной для вытеснения бурового раствора, например, в некоторых случаях CKD можно использовать для предоставления буферной жидкости с низкой степенью термического снижения вязкости. Например, буферная жидкость может даже обладать пределом текучести, который увеличивается при повышенных температура, например, таких, какие встречаются в забое.

[0023] CKD представляет собой материал, полученный в ходе изготовления цемента, общеизвестный как цементная печная пыль. Термин «CKD» применяют в настоящем документе для обозначения цементной печной пыли, как описано в настоящем документе, и эквивалентных форм цементной печной пыли, полученной другими способами. Термин «CKD», как правило, относится к частично кальцинированному сырью для печи, которое можно удалять из газового потока и собирать, например, в пылесборнике в ходе изготовления цемента. Обычно при получении цемента собирают большие количества CKD, которые часто выбрасывают как отходы. Выбрасывание отходов CKD может добавлять нежелательную стоимость к изготовлению цемента, так же как вызывать озабоченность состоянием окружающей среды, ассоциированные с их выбрасыванием. Поскольку CKD часто выбрасывают как отходы, буферные жидкости, полученные с CKD, могут быть более экономичными, чем общепринятые буферные жидкости, полученные общепринятыми способами с добавками более высокой стоимости. Химический анализ CKD от различных изготовителей цемента различается в зависимости от ряда факторов, включая конкретную используемую печь, эффективность способа получения цемента и ассоциированных систем сбора пыли. CKD, как правило, может содержать множество оксидов, таких как SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, SO₃, Na₂O и K₂O.

[0024] CKD можно включать в буферные жидкости в количестве, достаточном для обеспечения, например, желательных реологических свойств. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 65% по массе буферной жидкости (например, приблизительно 1%, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 15%, приблизительно 20%, приблизительно 25%, приблизительно 30%, приблизительно 35%, приблизительно 40%, приблизительно 43%, приблизительно 50%, приблизительно 55%, приблизительно 60%, приблизительно 65% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 60% по массе буферной жидкости. В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 20% до приблизительно 35% по массе буферной жидкости. Альтернативно, количество CKD можно выражать по массе сухого твердого вещества. Как используют в настоящем документе, термин «по массе сухого твердого вещества» относится к количеству компонента, такого как CKD, по отношению к общему количеству сухого твердого вещества, использованного при получении буферной жидкости. Например, CKD может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до 100% по массе сухого твердого вещества (например, приблизительно 1%, приблизительно 5%,. приблизительно 10%, приблизительно 20%, приблизительно 30%, приблизительно 40%, приблизительно 50%, приблизительно 60%, приблизительно 70%, приблизительно 80%, приблизительно 90%, 100% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления CKD может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 50% до 100% и, альтернативно, от приблизительно 80% до 100% по массе сухого твердого вещества. Специалист в данной области с использованием преимуществ этого описания может узнать подходящее количество CKD для включения для выбранного применения.

[0025] В то время как в предшествующем описании описана CKD, настоящее изобретение является достаточно широким, чтобы охватывать использование других видов частично кальцинированного сырья для печи. Например, варианты осуществления буферных жидкостей могут включать известковую печную пыль, которая представляет собой материал, полученный в ходе изготовления извести. Термин известковая печная пыль, как правило, относится к частично кальцинированному сырью для печи, которое можно удалять из газового потока и собирать, например, в пылесборнике в ходе изготовления извести. Химический анализ известковой печной пыли от различных изготовителей извести различается в зависимости от ряда факторов, включая конкретное сырье известняк или доломит, тип печи, режим работы печи, эффективность способа получения извести и ассоциированных систем сбора пыли. Известковая печная пыль, как правило, может содержать различные количества свободной извести и свободного магния, известняка и/или доломитового известняка и множества оксидов, таких как SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, SO₃, Na₂O и K₂O, и других компонентов, таких как хлориды.

[0026] Необязательно, варианты осуществления буферных жидкостей могут дополнительно содержать зольную пыль. Множество видов зольной пыли могут быть пригодными, включая зольную пыль, классифицированную как зольная пыль класса C или класса F согласно American Petroleum Institute, API Specification for Materials and Testing for Well Cements, API Specification 10, Fifth Ed., July I, 1990. Подходящие примеры зольной пыли включают, но не ограничиваются ими, добавку к цементу POZMIX® A, коммерчески доступную от Halliburton Energy Services, Inc., Duncan, Oklahoma. При использовании зольную пыль, как правило, можно включать в буферные жидкости в количестве, желательном для конкретного применения. В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе буферной жидкости (например, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 15%, приблизительно 20%, приблизительно 25%, приблизительно 30%, приблизительно 35%, приблизительно 40%, приблизительно 45%, приблизительно 50%, приблизительно 55% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 35% по массе буферной жидкости. В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе буферной жидкости. Альтернативно, количество зольной пыли можно выражать по массе сухого твердого вещества. Например, зольная пыль может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 99% по массе сухого твердого вещества (например, приблизительно 1%, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 20%, приблизительно 30%, приблизительно 40%, приблизительно 50%, приблизительно 60%, приблизительно 70%. приблизительно 80%, приблизительно 90%, приблизительно 99% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления зольная пыль может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 20% и, альтернативно, от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе сухого твердого вещества. Специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания, может узнать подходящее количество зольной пыли для включения для выбранного применения.

[0027] Необязательно, варианты осуществления буферных жидкостей могут дополнительно содержать барит. В некоторых вариантах осуществления барит может представлять собой отсортированный по размеру барит. Отсортированный по размеру барит в общем относится к бариту, который отделяли, просеивали, размалывали или другим способом сортировали по размеру для получения барита, обладающего желательным размером частиц. Например, барит можно сортировать по размеру для получения барита, обладающего размером частиц приблизительно 200 микрон. При использовании барит, как правило можно включать в буферные жидкости в количестве, желательном для конкретного применения. В некоторых вариантах осуществления барит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе уплотняющейся буферной жидкости (например, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 15%, приблизительно 20%, приблизительно 25%, приблизительно 30%, приблизительно 35%, приблизительно 40%, приблизительно 45%, приблизительно 50%, приблизительно 55% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления барит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 35% по массе буферной жидкости. В некоторых вариантах осуществления барит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе буферной жидкости. Альтернативно, количество барита моно выражать по массе сухого твердого вещества. Например, барит может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 99% по массе сухого твердого вещества (например, приблизительно 1%, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 20%, приблизительно 30%, приблизительно 40%, приблизительно 50%, приблизительно 60%, приблизительно 70%, приблизительно 80%, приблизительно 90%, приблизительно 99% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления барит может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 20% и, альтернативно, от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе сухого твердого вещества. Специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания, может узнать подходящее количество барита для включения для выбранного применения.

[0028] Необязательно, варианты осуществления буферных жидкостей могут дополнительно содержать пумицит. При использовании пумицит, как правило, можно включать в буферные жидкости в количестве, желательном для конкретного применения. В некоторых вариантах осуществления пумицит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе буферной жидкости (например, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 15%, приблизительно 20%, приблизительно 25%, приблизительно 30%, приблизительно 35%, приблизительно 40%, приблизительно 45%, приблизительно 50%, приблизительно 55% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления пумицит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 35% по массе буферной жидкости. В некоторых вариантах осуществления пумицит может присутствовать в буферных жидкостях в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе буферной жидкости. Альтернативно, количество пумицита можно выражать по массе сухого твердого вещества. Например, пумицит может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 99% по массе сухого твердого вещества (например, приблизительно 1%, приблизительно 5%, приблизительно 10%, приблизительно 20%, приблизительно 30%, приблизительно 40%, приблизительно 50%, приблизительно 60%, приблизительно 70%, приблизительно 80%, приблизительно 90%, приблизительно 99% и т.д.). В некоторых вариантах осуществления пумицит может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 20% и, альтернативно, от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе сухого твердого вещества. Специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания, может узнать подходящее количество пумицита для включения для выбранного применения.

[0029] Необязательно, варианты осуществления буферных жидкостей могут дополнительно включать добавку для контроля свободной воды. Как используют в настоящем документе, термин «добавка для контроля свободной воды» относится к добавке, включенной в жидкость, чтобы, среди прочего, уменьшать (или предотвращать) присутствие свободной воды в жидкости. Добавка для контроля свободной воды может также уменьшать (или предотвращать) осаждение твердых веществ. Примеры пригодных добавок для контроля свободной воды включают, но не ограничиваются ими, бентонит, аморфный диоксид кремния, гидроксиэтилцеллюлозу и их комбинации. Примером пригодной добавки для контроля свободной воды является суспендирующее средство SA-1015™, доступное от Halliburton Energy Services, Inc. Другим примером пригодной добавки для контроля свободной воды является твердая добавка WG-17™, доступная от Halliburton Energy Services, Inc. Добавка для контроля свободной воды может быть представлена в виде сухого твердого вещества в некоторых вариантах осуществления. При использовании добавка для контроля свободной воды может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1% до приблизительно 16% по массе сухого твердого вещества, например. В альтернативных вариантах осуществления добавка для контроля свободной воды может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1% до приблизительно 2% по массе сухого твердого вещества.

[0030] В некоторых вариантах осуществления буферные жидкости могут дополнительно содержать облегчающую добавку. Облегчающую добавку можно включать для снижения плотности вариантов осуществления буферных жидкостей. Например, облегчающую добавку можно использовать для получения облегченной буферной жидкости, например, обладающей плотностью менее приблизительно 13 ppg (1558 г/л). Облегчающая добавка, как правило, может обладать удельной плотностью менее приблизительно 2,0. Примеры пригодных облегчающих добавок могут включать силикат натрия, полые микросферы, гильсонит, перлит и их комбинации. Примером пригодного силиката натрия является добавка ECONOLITE™, доступная от Halliburton Energy Services, Inc. При использовании облегчающая добавка может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1% до приблизительно 20% по массе сухого твердого вещества, например. В альтернативных вариантах осуществления облегчающая добавка может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 10% по массе сухого твердого вещества.

[0031] Как упомянуто ранее, варианты осуществления буферных жидкостей могут быть вспенены газом, например, для предоставления буферной жидкости с пониженной плотностью. Следует понимать, что пониженная плотность может быть необходимой для вариантов осуществления буферных жидкостей для более близкого соответствия плотности конкретного бурового раствора, например, при использовании облегченных буровых растворов. Буровой раствор можно рассматривать как облегченный, если он обладает плотностью менее чем приблизительно 13 ppg (1558 г/л), альтернативно, менее чем приблизительно 10 ppg (1198 г/л), и альтернативно, менее чем приблизительно 9 ppg (1078 г/л). В некоторых вариантах осуществления буферные жидкости могут быть вспененными, чтобы иметь плотность в пределах приблизительно 10% от плотности бурового раствора и, альтернативно, в пределах приблизительно 5% от плотности бурового раствора. Хотя такие способы, как облегчающие добавки, можно использовать для снижения плотности буферных жидкостей, содержащих CKD, без образования пены, эти способы могут иметь недостатки. Например, снижение плотности буферных жидкостей до менее чем приблизительно 13 ppg (1558 г/л) с использованием облегчающих добавок может стать причиной образования нестабильных взвесей, которые могут иметь, среди прочего, проблемы с осаждением твердых веществ, с всплыванием облегчающих добавок и со свободной водой. Соответственно, буферная жидкость может быть вспененной для предоставления буферной жидкости, обладающей пониженной плотностью, которая является более стабильной.

[0032] Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, буферные жидкости могут быть вспененными и содержать воду, CKD, пенообразующее средство и газ. Необязательно, для предоставления буферной жидкости с более низкой плотностью и более стабильной пеной, вспененная буферная жидкость может дополнительно содержать, например, облегчающую добавку. С помощью облегчающей добавки можно получать основу взвеси, которую затем можно вспенивать для обеспечения даже более низкой плотности. В некоторых вариантах осуществления вспененная буферная жидкость может обладать плотностью в диапазоне от приблизительно 4 ppg (479 г/л) до приблизительно 13 ppg (1558 г/л) и, альтернативно, от приблизительно 7 ppg (839 г/л) до приблизительно 9 ppg (1078 г/л). В одном из конкретных вариантах осуществления основа взвеси может быть вспененной от плотности в диапазоне от приблизительно 9 ppg (1078 г/л) до приблизительно 13 ppg (1558 г/л) до более низкой плотности, например, в диапазоне от приблизительно 7 ppg (839 г/л) до приблизительно 9 ppg (1078 г/л).

[0033] Газ, используемый в вариантах осуществления вспененных буферных жидкостей, может представлять собой любой пригодный газ для вспенивания буферной жидкости, включая, но не ограничиваясь ими, воздух, азот и их комбинации. Как правило, газ должен присутствовать в вариантах осуществления вспененных буферных жидкостей в количестве, достаточном для образования желательной пены. В конкретных вариантах осуществления газ может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 5% до приблизительно 80% по объему вспененной буферной жидкости при атмосферном давлении, альтернативно, от приблизительно 5% до приблизительно 55% по объему и, альтернативно, от приблизительно 15% до приблизительно 30% по объему.

[0034] При вспенивании варианты осуществления буферных жидкостей могут содержать пенообразующее средство для обеспечения пригодной пены. Как используют в настоящем документе, термин «пенообразующее средство» относится к материалу или комбинации материалов, которые облегчают образование пены в жидкости. Любое пригодное пенообразующее средство для образования пены можно использовать в вариантах осуществления буферных жидкостей. Примеры пригодных пенообразующих средств могут включать, но не ограничиваясь ими: смеси аммониевой соли сульфата алкилового эфира, поверхностно-активного вещества кокоамидопропилбетаина, поверхностно-активного вещества кокоамидопропилдиметиламиноксида, хлорида натрия и воды; смеси аммониевой соли поверхностно-активного вещества сульфата алкилового эфира, поверхностно-активного вещества кокоамидопропилгидроксисултаина, поверхностно-активного вещества кокоамидопропилдиметиламиноксида, хлорида натрия и воды; гидролизованного кератина; смеси поверхностно-активного вещества сульфата эфира этоксилированного спирта, поверхностно-активного вещества алкил- или алкенамидопропилбетаина и поверхностно-активного вещества алкил- или алкендиметиламиноксида; водные растворы поверхностно-активного вещества альфа-олефинового сульфоната и поверхностно-активного вещества бетаина; и их комбинации. Примером пригодного пенообразующего средства является пенообразующее средство/стабилизатор FOAMER™ 760, доступное от Halliburton Energy Services, Inc. Пригодные пенообразующие средства описаны в патентах США №№ 6797054, 6547871, 6367550, 6063738 и 5897699, полное содержание которых приведено в настоящем документе путем ссылки.

[0035] Как правило, пенообразующее средство может присутствовать в вариантах осуществления вспененных буферных жидкостей в количестве, достаточном для обеспечения подходящей пены. В некоторых вариантах осуществления пенообразующее средство может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 0,8% до приблизительно 5% по объему воды («bvow»).

[0036] Разнообразные дополнительные добавки можно включать в буферные жидкости, если это сочтет целесообразным специалист в данной области, с использованием преимуществ этого описания. Примеры таких добавок включают, но не ограничиваются ими: вспомогательные цементирующие материалы, утяжеляющие средства, придающие вязкость средства (например, глины, гидратируемые полимеры, гуаровую камедь), средства для контроля поглощения воды, материалы для изоляции, добавки для контроля фильтрации, диспергирующие средства, пеногасители, ингибиторы коррозии, ингибиторы образования отложений, облагораживающие пласты средства и увлажняющие поверхностно-активные вещества. Увлажняющие поверхностно-активные вещества можно использовать для облегчения удаления масла с поверхностей ствола скважины (например, смягчения) с целью улучшения связывания цемента и уплотняющейся буферной жидкости. Примеры п