Буферна рідина

Реферат: Буферна рідина містить реагент стабілізатор, наповнювач - продукт флотації золи винесення теплоелектростанцій (ПФЗ-В) та воду. Як реагент стабілізатор використовують екструзійний крохмаль. Додатково містить хлористий натрій у кількості 26 мас. % від маси рідини замішування. UA 99495 U (12) UA 99495 U UA 99495 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі газонафтовидобувної промисловості, а саме до буферних рідин і може використовуватись під час цементування обсадних колон нафтових, газових і газоконденсатних свердловин прісними та мінералізованими тампонажними розчинами, в умовах низьких і нормальних, помірних та підвищених температур (15÷160 °C). 5 Відомий аналог є буферна рідина (а.с. СРСР № 1689590, МПК Е21В33/138, публ. 07.11.1991р, бюл. № 41), яка включає реагент-стабілізатор карбоксиметил-целюлозу, наповнювач - гумову крихту і феромагнітний металопорошок. Недоліками аналога є необхідність підвищення в'язкості для забезпечення задовільних показників стабільності. 6 Відомий аналог є буферна рідина (патент України № 29682, МПК Е21В33/138, опубл. 15.11.2000р, бюл. № 6), яка містить наповнювач - золу виносу теплоелектростанції (ТЕС), поверхностно-активное вещество - конденсированную сульфитно-спиртову барду (КССБ), і воду мас. %: зола виносу ТЕС 20-50 КССБ 0,1-0,45 вода решта. Недоліком аналога є інтенсивне піноутворення в процесі приготування після додавання КССБ і, як наслідок, нерівномірність розподілу золи виносу ТЕС по всьому об'єму. Відомий аналог є буферна рідина (патент України № 59963, МПК Е21В33/138, опубл. 10.06.2011р., бюл. № 11), яка містить реагент-стабілізатор - продукти на основі карбоксиметилцелюлози (КМЦ), наповнювач - продукт флотації золи виносу ТЕС (ПФЗ-В), гідрофобізоване синтетичне полімерне волокно "Мікрофібра" та воду, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: продукт на основі карбоксиметилцелюлози 0,5-2,5 (КМЦ) продукт на основі флотації 0,5-1,0 золи виносу ТЕС (ПФЗ - В) гідрофобізоване синтетичне полімерне волокно 0,5-1,5 "Мікрофібра" вода решта. Недоліками аналога є вузький діапазон густин та загуснення бурового розчину як при контакті з буферною рідиною, так і через 2-3 годин перемішування, складність підбору та розробки оптимальних рецептур в лабораторних умовах. Відомий аналог є буферна рідина (патент України № 26460, МПК Е21В33/138, публ. 25.09.2007 р., бюл. № 15), вибрана нами за прототип, що включає реагент стабілізатор продукт на основі карбоксиметилцелюлози, наповнювач - продукт флотації золи виносу ТЕС (ПФЗ-В) і воду, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: продукт на основі 24÷28 карбоксиметилцелюлози продукт флотації золи виносу 62÷70 ТЕС (ПФЗ - В) вода решта. Продукт на основі карбоксиметилцелюлози може містити, наприклад, FINN-FIX (Фінн-Фікс) або Tylose H20P (Тілозу Н20Р). Недоліком аналога є вузький діапазон густин та загуснення бурового розчину, як при контакті з буферною рідиною, так і через 2-3 години перемішування. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення діапазону густин буферної рідини та запобігання погіршенню реологічних показників бурового і тампонажного розчинів при змішуванні з буферною рідиною, при збереженні стабільності, мінімального водовідділення та водовіддачі. Поставлена задача вирішується тим, що буферна рідина містить, реагент-стабілізатор, наповнювач в вигляді продукту флотації золи виносу ТЕС (ПФЗ-В) та воду, згідно з корисною моделлю, як реагент-стабілізатор використовують екструзійний крохмаль, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: екструзійний крохмаль 3,75÷8,66 продукт флотації золи 33,34÷62,50 виносу ТЕС (ПФЗ - В) вода решта. 1 UA 99495 U 5 10 15 20 25 30 При використанні мінералізованих бурових і тампонажних розчинів, в склад буферної рідини включається хлористий натрій у кількості 26 мас. % від маси рідини замішування. 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. Крохмаль екструзійний (картопляний, кукурудзяний, пшеничний) має високу водозв'язувальну та гелеутворюючу здатність, забезпечує стабільність рідини. У заявленій буферній рідині вказаний стабілізатор забезпечує високу стабільність, мінімальне водовідділення та водовіддачу, запобігає загусненню бурового розчину як при контакті з буферною рідиною, так і протягом часу, необхідного для проведення тампонажних робіт. Продукт флотації золи виносу теплоелектростанцій (ПФЗ-В) забезпечує регулювання густини буферної рідини в необхідному діапазоні. Запропонована сукупність компонентів у межах їхнього вмісту, забезпечує буферній рідині високу стабільність, мінімальне водовідділення та водовіддачу, регулювання густини в діапазоні 3 1250-1530 кг/м , а також сумісність з контактуючими прісними та/або мінералізованими розчинами. Для приготування буферної рідини використовують: 1. Екструзійний крохмаль, який відповідає ТУ У 15.6-39333288.001:2004.; 2. Продукт флотації золи виносу теплоелектростанцій (ПФЗ-В) виготовляється за ДСТУ Б В.2.7-205:2009, що має наступний хімічний склад, мас. %: SiO2-53,60; Аl2О3-25,15; Fe2O3-11,63; СаО - 2,76; MgO-1,50; SO3-0,28; ТiO2-0,87; K2О - 3,63; Na2O-1,28; R2O-3,67; Р2О5-0,18. 3. Хлористий натрій (за необхідністю), що виготовляються за 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 екструзійного крохмалю та, при необхідності хлористого натрію, розчиняють в необхідній кількості води. Отриманий розчин використовують для замішування необхідної кількості заданого наповнювача. 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 "Цементи тампонажні. Методи випробувань". Дані про технологічні властивості запропонованої буферної рідини та відомої за прототипом буферної рідини, наведені в таблиці. 35 Склад буферної рідини, % № Екструзійний рецептур Наповнювач вода крохмаль 1 прототип Д, мм 3,75 4,45 5,50 6,20 7,20 7,55 8,66 62,50 55,55 50,00 43,50 40,00 37,04 33,34 9 10 3,00 9,41 62,50 33,34 ρ, кг/м 10501150 Заявлений діапазон 33,75 210 1530 40,00 220 1470 44,50 220 1400 50,30 220 1360 52,80 220 1310 55,41 230 1280 58,00 230 1250 Позамежовий діапазон 34,50 250 1530 57,25 180 1260 > 250 2 3 4 5 6 7 8 40 Параметри рідини 3 В, % Ф, см /30 хв Стабільність, 3 кг/м 1,0-2,0 0,08-0,15 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 130 130 120 120 100 110 110 1,0 0,0 2,8 1,0 150 100 Для приготування 1 л буферної рідини: в 623 мл прісної води послідовно розчиняють 77 г екструзійного крохмалю та 700 г наповнювача (при необхідності 162 г хлористого натрію). Отриману буферну рідину тестують згідно з ДСТУ БВ.2.7-86-99 "Цементи тампонажні. Технічні умови", (рецептура № 4). Оптимальні рецептури буферних рідин, що пропонуються, представлені в рецептурах 2÷8, таблиці. 2 UA 99495 U 5 10 15 Вміст екструзійного крохмалю в кількості 3,75÷8,66 мас. % забезпечує наступні властивості 3 буферній рідині: водовіддачу в межах 1,0÷2,0 см /30 хв, нульове водовідділення при розтічності 3 ≥210 мм та стабільності 110-130 кг/м . Вміст наповнювача в межах 33,34÷62,50 мас. % є оптимальним для надання буферній рідині, при нормованому розтіканні, мінімальних показниках водовідділення, водовіддачі та 3 стабільності, густини в діапазоні 1250-1530 кг/м . При вмісті екструзійного крохмалю, в кількості менше 3,75 мас. % збільшується водовідділення, водовіддача та погіршується стабільність буферної рідини (рецептура № 9), а при вмісті більше 8,66 мас. % різко знижується розтічність (рецептура № 10). Корисна модель є простою в приготуванні, включає легкодоступні та порівняно дешеві компоненти вітчизняного виробництва, які відповідають СанПІН № 4617-88 "Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони". Результати досліджень доводять, що корисну модель ефективно використовувати при цементуванні обсадних колон прісними та мінералізованими тампонажними розчинами в умовах низьких і нормальних, помірних і підвищених температур (15÷160 °C), що дозволяє запобігати ускладнень та аварій, а також підвищити якість кріплення та довговічність нафтових, газових і газоконденсатних свердловин в складних гірничо-геологічних умовах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Буферна рідина, що містить реагент стабілізатор, наповнювач - продукт флотації золи винесення теплоелектростанцій (ПФЗ-В) та воду, яка відрізняється тим, що як реагент стабілізатор використовують екструзійний крохмаль при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: екструзійний крохмаль 3,75÷8,66 продукт флотації золи винесення 33,34÷62,50 теплоелектростанцій (ПФЗ-В) вода решта. 2. Буферна рідина за п. 1, яка відрізняється тим, що, додатково містить хлористий натрій у кількості 26 мас. % від маси рідини замішування. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3