Буферна рідина для прісних розчинів

Реферат: Буферна рідина для прісних розчинів вміщує структуроутворювач, барит та воду. Як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль. UA 78960 U (12) UA 78960 U UA 78960 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до газонафтовидобувної промисловості, а саме до буферних рідин, і може використовуватись під час цементування обсадних колон нафтових, газових і газоконденсатних свердловин прісним тампонажними розчинами, в умовах низьких і нормальних, помірних та підвищених температур (15+160 °C). 7 Відома буферна рідина (патент Російської Федерації № 2154083, МПК С09К 7/02, Е21В 33/138, опубл. 10.08.2000 р.), яка включає мас. %: глинопорошок 1,92-2,38, поліакриламід 0,020,03, стабілізатор - карбоксиметилцелюлозу 0,10-0,13, залізорудний концентрат 52,29-61,47 та воду 36,49-45,17. Недоліком даної рідини є: порівняно низьке розтікання, низька стабільність при задовільній текучості, часткове загущення суміші при контакті з тампонажними розчинами та складність приготування. Відома буферна рідина (Давыдов В.К., Тюрин И.П. Приготовление и применение вязкоупругих глинополимерных смесей при бурении скважин РНТС Бурение, 4. - М.: ВНИИОНГ, 1979. - С. 19-21), яка включає глинопорошок, поліакриламід, воду та обважнювач барит. Недоліком даної рідини є низька стабільність, порівняно висока водовіддача, загущення суміші при контакті з тампонажними та буровими розчинами. Відома буферна рідина (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению, т. 1. - Μ.: Недра, 1985. - С. 395-396), що вибрана нами за прототип, на основі гідролізованого 3 поліакрилонітрилу (гіпан) з добавкою обважнювача бариту до густини 1,7-2,4 г/см , при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: структуроутворювач 10 % 24÷28 розчин гіпану обважнювач барит 62÷70 вода решта. Недоліком даної рідини є низька стабільність, висока водовіддача, загущення суміші при контакті з тампонажними та буровими розчинами. Гідроксиліони тіпану при взаємодії з іонами кальцію призводять до зниження рухливості тампонажного розчину и перетворюють його в непрокачувану масу, що унеможливлює його прокачування. В основу корисної моделі поставлена задача зменшення водовіддачі, підвищення стабільності та запобігання погіршення реологічних показників бурового та тампонажного розчинів при змішуванні з буферною рідиною. Поставлена задача вирішується тим, що в буферній рідині, яка містить обважнювач барит та воду, згідно з корисною моделлю, як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: екструзійний крохмаль 4,76÷12,00 барит 8,00÷63,49 вода решта. Екструзійний крохмаль (картопляний, кукурудзяний, пшеничний) забезпечує високу водозв'язувальну та гелеутворюючу здатність, забезпечує стабільність рідини, барит забезпечує регулювання густини буферної рідини в необхідному діапазоні. Сукупність заявлених компонентів, у межах їхнього вмісту, забезпечує буферній рідині необхідний технічний результат - високу стабільність, мінімальне водовідділення та 3 водовіддачу, регулювання густини в діапазоні 1100-2100 кг/м , а також сумісність з контактуючими розчинами. Для приготування буферної рідини використовують екструзійний крохмаль, який відповідає ТУ У 15.6-39333288.001:2004, барит, який відповідає ГОСТ 4682-84, а також воду у кількості, що забезпечує задану густину та задовільне розтікання D≥210 мм. Буферну рідину готують наступним чином. Розраховану кількість екструзійного крохмалю розчиняють в необхідній кількості води. Отриманий розчин використовують для замішування необхідної кількості заданого обважнювача. Приготування буферної рідини здійснюється шляхом замішування за допомогою глиномішалки або усереднюючої ємності, або цементувальних агрегатів та цементозмішувальних машин, за традиційною технологією. Параметри буферної рідини визначають згідно з ДСТУ Б В.2.7-86-99 "Цементи тампонажні. Методи випробувань". Дані про технологічні властивості запропонованої буферної рідини та відомої буферної рідини, що вибрана за прототип, наведені в таблиці. 50 1 UA 78960 U Таблиця Склад буферної рідини, % Екструзійн/ч ний Обважнювач вода крохмаль 1 2 3 4 1 прототип Заявлений діапазон 2 12,00 8,00 80,00 3 9,09 30,30 60,61 4 6,98 46,51 46,51 5 5,66 56,60 37,74 6 4,76 63,49 31,75 Позамежовий діапазон 7 3,32 69,6 27,62 8 15,39 7,69 76,92 5 10 15 20 Параметри рідини ρ, 3 кг/м В, % 200-240 6 1700-2400 7 >2,0 210 220 230 245 250 1100 1350 1645 1850 2070 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,0 3,5 3,0 2,0 2,0 220 170 1080 2200 2,0 0,0 12,0 1,0 Д, мм Ф, 3 см / 30 хв N ≥30 Для приготування 1 л буферної рідини: в 815 мл прісної води послідовно розчиняють 127 г екструзійного крохмалю та 408 г бариту. Отриману буферну рідину тестують згідно з ДСТУ БВ.2.7-88-99 "Цементи тампонажні. Технічні умови". Вміст екструзійного крохмалю в кількості 4,76÷12,00 мас. %, забезпечує наступні властивості 3 буферній рідині: водовіддачу в межах 2,0÷4,0 см /30 хв, нульове водовідділення при розтіканні ≥210 мм (досліди 2÷6 таблиця 1). Вміст обважнювача в межах 8,00÷63,49 мас. % є оптимальним для надання буферній рідині, при нормованому розтіканні, мінімальних показниках водовідділення та водовіддачі, густини в 3 діапазоні 1100-2070 кг/м (досліди 2÷6 табл. 1). При вмісті екструзійного крохмалю, в кількості менше 4,76 мас. % - збільшується водовідділення та водовіддача буферної рідини (дослід 7 табл. 1); при вмісті більше 12,00 мас. % - різко падає розтікання (дослід 8 табл. 1). Запропонована буферна рідина є простою в приготуванні, включає: компоненти вітчизняного виробництва, які відповідають СанПІН № 4617-88 "Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони". На основі результатів проведених досліджень можна стверджувати, що запропонована буферна рідина може бути ефективно застосована при цементуванні обсадних колон прісними тампонажними розчинами, в умовах низьких і нормальних, помірних та підвищених температур (15÷160 °C), що дозволить запобігти ускладнень та аварій і підвищити якість кріплення та довговічність нафтових, газових і газоконденсатних свердловин в складних гірничо-геологічних умовах. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Буферна рідина для прісних розчинів, що вміщує структуроутворювач, барит та воду, яка відрізняється тим, що як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: екструзійний крохмаль 4,76-12,00 барит 8,00-63,49 вода решта. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2