Буферная жидкость
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
832057 а (6 1 ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (53)М. Кл.з (22) Заявлено 311078 (21) 2679867/22-03 с присоединением заявки Мо
Е 21 В 33/138
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 230581 Бюллетень N4 19
Дата опубликования описания 230581 (53) УДК622.245 е2 (088.8) J л.н.Булатов, О,Н.Мироненко, B.è.èèùå)íêo, в:тт:Крылов, (72) Авторы изобретения
А.К.Куксов и P Ô.Óõàíîâ е:.. с рф
f . р ° . - - - -."у-.;вА
Всесоюзный научно-исследовательский инс по креплению скважин и буровым растворам (7t} Заявитель (54) БУФЕРНАЯ ЖИДКОСТЬ
Изобретение относится к креплениш нефтяных и газовых скважин, а именно к процессу цементирования.
Известна вязкоупругая буферная жидкость (11, содержащая полиакриламид 0,6-1, формальдегид (37%-ной концентрации) 1-5, раствор гексарезорциновой смолы 4-10.
В этом составе в качестве сшивающего агента используют формальдегид и раствор гексарезорциновой смолы.
Эта вязкоупругая буферная жидкость имеет хорошие реологические характеристики и может быть использована в скважинах с забойной. температурой до 80-90 С.
Однако термостойкость этой буферной жидкости невелика,что ограничивает ее применение в высокотемпературных скважинах.
Кроме того, этот состав очень неудобен в приготовлении, так как после смешения он должен находиться в покое в течение 24-48 ч, а в дальнейшем возникают затруднения при всасывании его насосами.
Наиболее близкой по технической сущности является буферная жидкость, содержащая полиакриламид, соль поли- ЗО валентного металла Fe С I или Fe S04 и воду (2 ).
К недостаткам предлагаемой буферной жидкости относится высокая скорость реакции, не дающая возможность получения однородных структур. При использовании 2-5%-ных водных раство-. ров FeCI получаются сгустки (места, куда попало много сшивающего агента) и почти чистый раствор полиакриламида (низкое содержание сшивающего агента), который при перемешивании с буровым раствором способен с ним взаимодействовать. Это ведет к коагуляции и безвозвратным потерям больших количеств бурового раствора (применение этого состава в условиях Якутии оправдано, так как там буровой раствор нарабатывается в процессе. бурения и практически не обрабатывается), Цель изобретения — улучшение качества буферной жидкости за счет повышения ее структурной однородности.
Поставленная цель достигается тем, что B качестве соли поливалентного металла буферная жидкость содержит одну из солей Ряда Сr< (S04 )з
$r (йОЗ), KC r (S04) в K (Fe (S04) );
CuS0g; CoC1т, Ге (S04)>, при следующем соотнстяении ингредиен — îâ,,вес.В:
832057 Таблица 1
Касательные напряжения
Па 10
Полиакриламид, %
Сшивающий агент
Нормальные напря жения
Па
Агент
Вода
270 - 25
С.2 (504 )
Сг (504)
К Ге (504 )
KFe (504)2
Си504 сос!2
0,8
1,5
0,05
0,15
99,15
98, 35
1000 72
3500 120
2,5
1,5
1,5
0,5 98
1,0 97
1850 90
1080 . 62
930 58 30
210
1,5 0,5 98
Таблица 2
Сшивающий агент
180 1-2 мин
170 1-2 мин
Сг2 (504)З
3 3
СН О + гекса2 резорциновая смола
90 24-48 ч
2 (SO4)>
CuSO4
KFe (504 ) ксг (504)2
Бентонит
100
1-5 с
1-5 с
5-10 с
1-3 мин
1-2 мин
60
0,4Ъ
Полиакриламид 0,8-2,5
Соли иэ вышеуказанного ряда 0,05-1,5 вода Остальное
Пример ы. Для приготовления образцов готовят растворы сшивающих агентов и полиакриламида. После смешения растворов через 15 мин измеряют реологические свойства на реогониометре типа "плоскость-плоскость", при средней скорости сдвига 100 с через
10 мин после начала вращения, Данные приведены в табл. 1.
Данные по термостойкости рецептур
35 и времени их образования приведены в табл.2.
Предель- Время геле- 40 ная тем- образования пература, С
Как видно из табл. 2, термостойкость предлагаемой вязкоупругой буферной жидкости выше, а время приготовления значительно меньше, чем у известной. Это позволяет испольэовать ее практически на всех скважинах, включая и высокотемпературные, готовить буферную жидкость непосредственно перед цементированием, а не за 1-2 сут, как при изготовлении известной.
Кроме того, достаточно высокая скорость гелеобразования, дающая возможность получения однородных структур, а также допустимость значительного варьирования концентрации сшивающего агента в предлагаемой рецептуре вязкоупругой буферной жидкости, при сохранении необходимых реологических свойств, позволяет существенно упростить технологию ее приготовления непосредственно на буровой путем смешения компонентов в обсадной колонне в процессе цементирования. это исключает разрушение сплошности вязкоупругой буферной жидкости при закачке ее поршневым насосом
Для выявления преимуществ предлагаемого состава по сравнению с известным готовят смеси следующих составов, вес.ч.:
1. 3- %oo--ный водный раствор
IIAA 75 . ЗЪ-ный водный раствор
FeC l9 25
Итого: ПАА 2,25%; Гес 0,75о
2. 2Ъ-ный водный раствор
IIAA 80
5%-ный водный раствор
FeC1з 20
Итого: ПАА 1,6%; ГеС I 1%
3. 2,5%-ный водный раствор
ПАА 70
10%-ный. водный раствор
Ге 504
Итого: IIAA 1,85%, Fe504 3%
4. ЗЪ-ный водный раствор
IIAA 70
15%-ный водный раствор
FeS04 30
Итого: ПАА 2,1%, Ге504 4,5%
5. 1,5Ъ-ный водный раствор
ПАА 90
1%-ный водный раствор
C r< (504) з 10
Итого: ПАА 1, 35Ъ; С I 2 (504 $ 0 t 1%
6. 1,0%-ный водный раствор
ПАА 95
ЗЪ-ный водный раствор
С г2 (Soy)y 5
Итого: ПАА 0,95Ъ; Сг2(504 ) 0,15%
7, 2Ъ-ный водный раствор
IIAA 95
4%-ный водный раствор
Cr2 (SO„)> 5
HToro> IIAA 1,9%, С г (504) 0,2%
8. 1,5%-ный водный раствор
4 3
IIAA 90
4%-ный водный раствор
К (С г (504)т1 10
Итого: ПАА 1,35о; к Есг (504) ) 832057
Таблица 3
Фн, Па
Время геле- Однородность образования, структуры с
Условная вязкость усл.ед.
Образец
Термостойкость
Известный 6,0
Мгновенио Неоднородная
6 5
То же
Однородная
То же
Мгновенно
1 — 2
1 — 2
7,0 90
7,5 130
Предлагаемый 11, 0 800
10,5 . 6iO
30.
140
145
14,0 1400
12,0 1000
° I
130
25
135
Формула изобретения
Составитель Г.Сапронова
Техред Т. Маточка . Корректор М. Шароши
Редактор А.. Шандор
Заказ 3026/20 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изббретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4
Во всех экспериментах используют полиакриламид высшего качества, выпущенный Калужским химкомбинатом.
1
Мол.вес 1,5 10 . В качестве сшиваюИспытания показывают, что при использовании FeCI> получить однородный продукт практически невозможно, вследствие чего при смешении этого состава с буровым раствором происходит коагуляция последнего. При приготовлении состава с FeS04 возникают невеликие нормальные напряжения и не достигают технологически эффективных значений.
Буферная жидкость, содержащая полиакриламид, соль поливалентного металла и воду, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения ка.чества буферной жидкости за счет повышения ее структурной однородщих агентов используют соли марки
"4". Результаты испытаний приведены в табл. 3. ности, в качестве соли поливалентного металла жидкость содержит одну из солей ряда: сульфат хрома, нитрат хрома, хром-калиевые квасцы, железо30 калиевые квасцы, сульфат меди, хлорид кобальта сульфит железа (окисного) при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:
Полиакриламид 0,8-2,5
35 Соль из вышеуказанного ряда 0 05-1 5
Вода Остальное
Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 440022663355, кл. Е 21 В 33/14, 1971.
2. Авторское свидетельство СССР
9 732499, кл. E 21 В 33/138, 1977.