SU939728A1 - Буферна жидкость комбинированного действи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к буферным жидкост м, примен емым при цементировании обсадных колонн .

Известна буферна  жидкость, содержаща  сернокислый алюминий, серную кислоту, жидкое стекло, КМЦ, акзил, ут желитель и воду l.

Недостатком этой (5уфэрной )q 1дкocти  вл етс  то, что она не обладает Креп щими свойствами по отношению к глинистой корке.

Известна также буферна  жидкость комбинированного действи  с тампонирующими свойствами - РТС (реактивна  твердеюща  смесь).

Комбинированна  буферна  жидкость типа РТС состоит из коркоразруша1а1чего агента - 6-10%-ного водного раствора сернокислого алюмини  и раствора с тампонирую1чими свойствами, включающего воду в качестве дисперсионной среды, осадкоо(3разую1иие компоненты (цемент и бентонит) и химические реагенты дл  снижени  водоотдачи (КМЦ, сода)2.

5К недостаткам известной буферной

жидкости относитс  высока  щелочность фильтрата рН 8-9, обусловленна  содержанием в этой жидкости гидрофильных реагентов КМЦ и соды.

10 Фильтрат обладает низким кольматирующим действием на проницаемые породы . Недостатком  вл етс  также присутствие в буферной жидкости твердой фазы в виде бентонитовой глины

15 и цемента, котора  может необратимо закупоривать нефт ной коллектор.

Отмеченные недостатки этой буферной жидкости привод т к следующему. Замена фильтрационной корки на стен20 ках скважины осадком из бентонита и цемента не исключает недостатков, присущих фильт,рационным глинистым коркам, сформировавшимс  из бурового раствора в процессе бурени , т.е. не обеспечивает защиту продуктивног пласта от фильтрата тампонажного ра вора и надежность разобщени  пластов , а именно надежность герметизации контакта между цементным камнем ,и пластовыми породами. Кроме то го, бентонитова  глина приводит к закупорке продуктивного пласта и снижению его проницаемости. При это тонкодисперсные частицы бентонита при последующих кислотных обработках пласта практически не разрушают с . Содержащиес  в буферной жидкост реагенты КМЦ и сода гидратируют гли нистые породы на стенках скважины, снижа  их устойчивость. 4 Цель изобретени  - повышение кольматирующей , раздел ющей и ингибирующей способностей буферной жидкости. Указанна  цель достигаетс  тем, что буферна  жидкость дополнительно содержит хлористый кальций, а в качестве понизител  водоотдачи используетс  полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов вес.: Хлористый кальци  10,0-13,2 Сернокислый алю6 ,6-10,0 миний Полиакриламид П,17-0,33 Вода Остальное В табл.1 привод тс  составы предлагаемой буферной жидкости комбинированного действи  (БЖКД). Таблица 1

Буферна  жидкость готовитс  пере шиванием равных объемов водных растворов полиакриламида с растворами сернокислого алюмини  и хлористого кальци ,.. При добавлении растворов со лей к растзору полиакриламида и перемешивании мгновенно выпадает осадок объем которого после часового отсто  составл ет 90-100. Дл  получени  образца 1 смешивают равные объемы растворов 0,5 -ного по лиакриламида, 20 -сернокислого алЮ7 мини  и хлористого кальци  дл  получени  образца 2 - раствора 0,75%-ного полиакриламида, 25 -ного сернокислого алюмини  и хло ристого кальци ; образца 3 - растворы 1%-ного полиакриламида, 30 -ного сернокислого алюмини  и 0 -ного хлористого кальци . При концентраци х компонентов, меньших указанных в табл.1, объем осадка сокращаетс  до 750 и ниже о Увеличение концентраций хлористого кальци  больше 13,2, сернокислого алюмини  - больше 101 и полиакриламида - больше 0,33 нецелесообразно ПО экономическим соображени м, так как объем осадка остаетс  при этом посто нным. Параметры БККД: водоотдача АО см за 20-30 мин; плотность 1,18-1,20 г/см, СНС 1/5-12/15; растекаемость по АЗНИИ 19-20 см; РН 3-it. Приготовление буферной жидкости предлагаемого состава может быть осуществлено либо на поверхности, либо непосредственно в скважине. В первом случае технологи  приготовлени  состоит из следующих операций: получение водных растворов полиакриламида, хлористого кальци  и сернокислого алюмини  заданных концентраций и последующего смешени  растворов ПАА и хлористого кальци , а затем этой смеси с раствором сернокислого алюмини . Примен етс  в случаебурени  скважины на воде, когда поры пласта открыты. Во втором случае, при промывке скважин глинистыми растворами, когда есть необходимость удалени  глинистой корки, водные растворы указанных компонентов заданной концентрации закачиваютс  через трубы в скважину раздельно-последовательным способом: вначале раствор сернокислого алюмини , а затем приготовленна  на поверхности смесь полиакриламида и хлористого кальци . Буферна  жидкость заданного состава и свойств в услови х скважины образуетс  в зонах смешивани  последовательно прокачиваемых компонен тов как 8 самом потоке, так и в перовых каналах проницаемых пород и на поверхности стенок скважины. Свойства буферной жидкости, обра- 15 в

зующеис  в скважине, завис т от режима движени  .потока (структурный, турбулентный) и соотношени  компонентов , особенно в зоне смещени , на границе контакта смеси ПАА и хло ристого кальци  с раствором сернокислого алюмини .

Как показали исследовани , при структурном режиме движени  потока жидкости в зоне контакта двух жидких растворов-компонентов образуетс  в зка  упруга  пачка,а при турбулентном режиме за счет интенсивного перемешивани  образуетс  однородна  полимерна  суспензи , где твердой фазой  вл етс  продукт реакции хлористого кальци  и сернокислого алюмини  - сернокислый кальций.

Механизм действи  буферной жидкости , образующейс  в затрубном npoc ранстве скважины, определ етс  химической реакцией сернокислого алюмини  с карбонатными включени ми в глинистой корке. Первичное разложени и вымывание глинигтой массы обеспечивает сернокислый алюминий. В потоке жидкости на контакте водного раст вора сернокислого алюмини  и смеси водных растворов полиакриламида с хлористым кальцием при структурном режиме течени  (скорость движени  в трубах 0,2-0,7 м/с) образуетс  в зкоупруга  масса, котора  выполн ет роль как разделител  от дальнейшего перемешивани  растворов, так и вытеснител  остатков шлама и глинистой массы. В зкоупруга  масса образуетс  за счет частичного обезвоживани , полиакриламида гигроскопичным хлорисосадок в этих кдналах. Причем осадок (сернокислый ка 1ьций совместно с полиакриламидом находитс  в порах в виде в зко-упругого тела, которое, преп тствует проникновению фильтрата цементного раствора и его частиц в поры пласта. Впоследствии полиакриламид под действием кислс)рода тер ет свои упругие свойства, а осадок гипса может быть удален из пор с помощью кислотных обработок.

Обработка стенок скважины предлагаемой буферной жидкостью позвол ет комплексно разрушить глинистую корку , удалить ее со стенок ствола скважины , закольматировать поровые каналы , а на месте глинистой корки образовать новую защитную гипсополимерную пленку, преп тствующую 86 тым кальцием и за счет насыщени  объема жидкости, образующимис  в процессе мгновенной реакции сернокислым кальцием. При этом концентраци  полиакриламида увеличиваетс  в 22 ,5 раза. Реакци  сернокислого алюмини  с хлористым кальцием по вышеуказанным соотношени м дает осадка сернокислого кальци  Остатки водного раствора сернокислого алюмини , накопившиес  в пристенных порах и трещинах пласта после удалени  корки со стенок скважины , реагируют с хлористым кальцием, полиакриламиде, образу  твердый проникновению в поры продуктивного пласта фильтрата цементного раствора и твердых частиц. В табл.2 привод тс  результаты лабораторных исследований свойств предлагаемой буферной жидкости комбинированного действи  (БХКД) и прототипа (РТС). Состав БЖКД, %: сернокислый алюминий 8,3; хлористый кальци  10,0; полиакриламид вода остальное . Состав РТС, %: глинопорошок 10; цемент 0; КМЦ 1,0; кальцинированна  сода 2,0; вода остальное . РТС при смешении с раствором сернокислого алюмини  активно с ним реагирует, вызывает разрушение глинистых частиц, сопровождающеес  незначительным вспениванием состава .

Водоотдача исследуемых растворов, CMV30 мин

Фильтраци  цементного р-ра через кольматационный слой образованный БЖКД и РТС, см /30 мин, на бумажном фильтре прибора ВМ-6

Фильтраци  глинистого раствора, имещего водоотдачу 15 см/ЗО мин, через кольматационный слой, образованный БККД и РТС , см/ЗО мин

Набухаемость бентонита в растворах БККД и РТС, %

В зко-упругие свойства по конусу Ребиндера ЗО и kS°

Трудно смеЭффект смешивани  в стекл нной трубе с цешиваетс  с цементными ментным и глинистым и глинистыми растворами растворами. Образовани  однородной массы не наблюдаетс 

Таблица 2

Низкий показатель фильтрации характеризует высокие кольматирующие свойства БЖКД

33

РТС не создает надежного гидрозащитного экрана, БЖКД обеспечивает эффективную гидрозащиту пористых пород

БЖКД вследствие низкого рН (3-) и низкой фильтрации (2-3) оказывает ин  гибирующее действие в на глину, величина набухаемости почти в два раза меньше, чем в РТС

БЖКД про вл ет свойст ва разделител . РТС подобными свойствами не обладает

Claims (1)

1. формула изобретения

   Буферная жидкость комбинированного действия, содержащая сернокислый алюминий, понизитель водоотдачи и воду, отли чающаяся тем, что, с целью повышения ее кольматирующей, разделяющей и ингибирующей способностей> она дополнительно содержит хлористый кальций, а в качестве понизителя водоотдачи используется полиакриламид при следующем соотношении ингредиентов, с”'· ®'·

   Хлористый кальция Сернокислый алюминий Полиакриламид Вода