Буферна рідина для мінералізованих розчинів

Реферат: Буферна рідина для мінералізованих розчинів вміщує структуроутворювач, обважнювач та воду. Додатково містить хлористий натрій, як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль, а як обважнювач використовують барит та/або крейду та/або мелений кварцовий пісок. UA 78961 U (12) UA 78961 U UA 78961 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 мінералізованими тампонажними розчинами, в умовах низьких і нормальних, помірних та підвищених температур (15÷160°C). 7 Відома обважнена буферна рідина (патент Російської Федерації № 2154083, МПК С09К 7/02, Е21В 33/138, опубл. 10.08.2000р.), яка включає мас. %: глинопорошок 1,92-2,38 поліакриламід 0,02-0,03 карбоксиметилцелюлоза (стабілізатор) 0,10-0,13 залізорудний концентрат 52,29-61,47 вода 36,49-45,17. Недоліком даної рідини є: порівняно низька розтічність, 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, обрана нами за прототип, (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению, т. 1, М, Недра, 1985, с. 395-396) на основі гідролізованого поліакрилонітрилу (гіпан) з добавкою обважнювача бариту при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 10-% розчин гіпану 24÷28 барит 62÷70 вода решта. Недоліком даної рідини є низька стабільність, висока водовіддача, загущення суміші при контакті з тампонажними та буровими розчинами. Однак, взаємодія гідроксил іонів гіпану з іонами кальцію, призводять до зниження рухливості тампонажного розчину і перетворюють його в непрокачувану масу, що унеможливлює його прокачування. Задачею даної корисної моделі є зменшення водовіддачі, підвищення стабільності та запобігання погіршення реологічних показників бурового та тампонажного розчинів при змішуванні з буферною рідиною. Поставлена задача вирішується тим, що в буферна рідина, яка містить, структуроутворювач, обважнювач барит та воду, згідно корисної моделі додатково містить хлористий натрій, як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль, а як обважнювач, крім бариту, може використовуватись крейда та/або мелений кварцовий пісок при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хлористий натрій 18,39÷29,30 структуроутворювач 3,93÷9,20 обважнювач (барит та/або крейда та/або мелений кварцовий пісок) 3,83÷58,91 вода решта. Крохмаль екструзійний (картопляний, кукурудзяний, пшеничний) має високу водозв’язувальну та гелеутворюючу здатність, забезпечує стабільність рідини. У заявленій буферній рідині вказаний структуроутворювач забезпечує високу стабільність, мінімальне водовідділення та водовіддачу Обважнювач забезпечує регулювання густини буферної рідини в необхідному діапазоні. Введення в рідину замішування хлористого натрію (до повного насичення) покращує реологічні показники розчину, забезпечує сумісність з контактуючими мінералізованими розчинами та попереджує (знижує) ступінь розчинення соляних порід в інтервалі цементування. Запропонована сукупність даних компонентів, у межах їхнього вмісту, забезпечує буферній рідині необхідний технічний результат - високу стабільність, мінімальне водовідділення та 3 водовіддачу, регулювання густини в необхідному діапазоні (1250-2200 кг/м ), а також сумісність з контактуючими мінералізованими розчинами. Для приготування буферної рідини використовують: 1. Екструзійний крохмаль, який відповідає ТУ У 15.6-39333288.001:2004.; 2. Обважнювачі: 1 UA 78961 U 5 10 15 20 - барит, який відповідає ГОСТ 4682-84; - крейда, яка відповідає ТУ У 14.4-32590623-001:2011. - мелений кварцовий пісок, який відповідає ТУ У 14.2-30751330-001-2001. 3. Хлористий натрій, який відповідає ГОСТ 4233-77. Буферна рідина містить воду у кількості, що забезпечує задану густину та задовільну розтічність D ≥ 200 мм. Буферну рідину готують наступним чином. Розраховану кількість хлористого натрію та екструзійного крохмалю розчиняють за даною послідовністю в необхідній кількості води. Отриманий розчин використовують для замішування необхідної кількості заданого обважнювача. Приготування (замішування) буферної рідини здійснюється 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 "Цемент тампонажний. Методи випробувань". Дані про технологічні властивості запропонованої буферної рідини та буферної рідини відомої за прототипом, наведені в таблиці 1. Для приготування 1 л буферної рідини: в 895 мл прісної води послідовно розчиняють 240 г хлористого натрію, 110 г екструзійного крохмалю та 410 г бариту. Отриману буферну рідину тестують згідно з ДСТУ БВ.2.7-88-99 "Цемент тампонажний. Технічні умови, (див. табл. 1, рецептура № 3). Запропоновані рецептури буферних рідин представлені в дослідах 2÷6, табл. 1. Таблиця 1 Склад буферної рідини, % ч/ч Екструзійний Хлористий Обважнювач крохмаль натрій 1 2 3 4 2 3 4 5 6 35 40 9,20 6,84 5,45 4,44 3,93 3,83 28,48 43,08 53,60 58,91 7 8 30 3 вода Д, мм ρ, кг/м В, % 5 6 200240 7 17002400 8 Ф, см /30 хв 9 >2,0 ≥30 235 230 220 215 200 1250 1500 1750 2000 2200 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,0 3,0 2,0 2,0 1,0 220 160 2230 1230 1,5 0,0 10,0 1,0 прототип 1 25 Параметри рідини 3,29 11,24 59,31 3,74 Заявлений діапазон 18,39 68,58 13,68 51,00 10,88 40,59 8,87 33,09 7,86 29,30 Позамежовий діапазон 7,91 29,49 17,98 67,04 Вміст екструзійного крохмалю в кількості 3,93÷9,20 мас. % та хлористого натрію в кількості 7,86÷18,39 мас. % відповідно, забезпечує наступні властивості буферній рідині: водовіддачу в 3 межах 1,0÷4,0 см /30 хв, нульове водовідділення при розтічності ≥ 200 мм (досліди 2÷6 табл. 1). Вміст обважнювача в межах 3,83÷58,91 мас. % є оптимальним для надання буферній рідині, при нормованій розтічності, мінімальних показниках водовідділення та водовіддачі, густині в 3 діапазоні 1250-2200 кг/м (досліди 2÷6 таблиця 1). При вмісті екструзійного крохмалю, в кількості менше 3,93 мас. % збільшується водовідділення та водовіддача буферної рідини (дослід 7 таб. 1), а при вмісті більше 9,20 мас. % різко падає розтічність (дослід 8 таб. 1). Запропонована буферна рідина є простою в приготуванні, включає компоненти вітчизняного виробництва, які відповідають СанПІН №4617-88 "Граничнодопустимі 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 мінералізованими тампонажними розчинами, в умовах низьких і нормальних, помірних та підвищених температур (15÷160°С), що дозволить запобігти ускладнень та аварій і підвищити якість кріплення та довговічність нафтових, газових і газоконденсатних свердловин в складних гірничо-геологічних умовах. 2 UA 78961 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Буферна рідина для мінералізованих розчинів, що вміщує структуроутворювач, обважнювач та воду, яка відрізняється тим, що додатково містить хлористий натрій, як структуроутворювач використовують екструзійний крохмаль, а як обважнювач використовують барит та/або крейду, та/або мелений кварцовий пісок при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хлористий натрій 18,39÷29,30 екструзійний крохмаль 3,93÷9,20 обважнювач 3,83÷58,91 вода решта. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 3