RU2792473C1 - Structured flush fluid - Google Patents
Structured flush fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792473C1 RU2792473C1 RU2022114469A RU2022114469A RU2792473C1 RU 2792473 C1 RU2792473 C1 RU 2792473C1 RU 2022114469 A RU2022114469 A RU 2022114469A RU 2022114469 A RU2022114469 A RU 2022114469A RU 2792473 C1 RU2792473 C1 RU 2792473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- structured
- chloride
- weighting agent
- lime
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к буферным жидкостям, применяем в процессе крепления скважин для разделения бурового и тампонажного растворов, удаления глинистой фильтрационной корки и обеспечения качественного сцепления цементного камня с обсадной колонной и породами, образующими стенки скважины.The invention relates to the construction of oil and gas wells, namely to buffer fluids used in the process of casing wells for separating drilling and cement slurries, removing clay filter cake and ensuring high-quality adhesion of cement stone to the casing string and rocks that form the walls of the well.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
В настоящее время известны структурированные буферные составы, обеспечивающие устойчивость стенок скважины за счет способности к утяжелению при введении мелкодисперсного наполнителя: мела, барита, гематита и пр. Для удержания частиц утяжелителя во взвешенном состоянии буферная жидкость должна обладать структурой коагуляционного типа с возможностью обратимого разрушения и восстановления. В качестве структурообразователя выступает, как правило, бентонитовый глинопорошок, обладающий способностью к набуханию в водной фазе и образованию структурированных суспензий дальнего порядка. Например, в патенте RU 2154083, опубликованном 10.08.2000, буферная жидкость содержит глинистый структурообразователь, комплексный полимерный стабилизатор на основе полиакриламида и карбоксиметилированной целлюлозы, а также утяжелитель, в качестве которого применяется железорудный концентрат из титано-ванадиевых руд. Данный состав эффективно разделяет промывочную жидкость и цементный раствор, но характеризуется недостаточным моющим действием для удаления со стенок скважины глинистой фильтрационной корки.At present, structured buffer compositions are known that ensure the stability of the borehole walls due to the ability to weight with the introduction of a finely dispersed filler: chalk, barite, hematite, etc. To keep the particles of the weighting agent in suspension, the buffer liquid must have a coagulation-type structure with the possibility of reversible destruction and recovery . The structure former is, as a rule, bentonite clay powder, which has the ability to swell in the aqueous phase and form long-range structured suspensions. For example, in patent RU 2154083 published on August 10, 2000, the buffer liquid contains a clay builder, a complex polymer stabilizer based on polyacrylamide and carboxymethylated cellulose, and a weighting agent, which is used as an iron ore concentrate from titanium-vanadium ores. This composition effectively separates the drilling fluid and the cement slurry, but is characterized by insufficient detergent action to remove the clay filter cake from the well walls.
В патенте RU 2378313, опубликованном 10.01.2010, описано изобретение, в котором для создания структурированной буферной жидкости используют безглинистую рецептуру на основе оксиэтилированных эфиров целлюлозы и поастификатора, в роли которого выступают карбоксилаты или комплексы из меламиновых или нафталиновых смол. Недостатком данной рецептуры является невозможность ее утяжеления при повышенных температурах, так как полимерная матрица в существенной степени теряет прочность с нагреванием системы.Patent RU 2378313, published on January 10, 2010, describes an invention in which, to create a structured buffer liquid, a clay-free formulation based on ethoxylated cellulose ethers and a post-astifier, which is carboxylates or complexes of melamine or naphthalene resins, is used. The disadvantage of this formulation is the impossibility of its weighting at elevated temperatures, since the polymer matrix significantly loses strength with heating of the system.
Из патента RU 2592308, опубликованного 20.07.2016, известно, что для повышения моющей способности буферной жидкости используют комплексно (триполифосфат натрия) совместно с водным раствором бутилгликоля. Аналогичным образом используют в составе моющей буферной жидкости водорастворимые полифосфаты (пирофосфат и/или триполифосфат, и/или метафосфат щелочного металла) в сочетании с неионным ПАВ (оксиэтилированный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 9 - 25), как это раскрыто в патенте RU 2204692, опубликованном 20.05.2003. Кроме того, известен также состав моющей буферной жидкости на водной основе, описанный в патенте RU 2455334, опубликованном 10.07.2012, в котором в качестве ПАВ используют композицию солянокислого гидроксиламина и гидрохинона. Однако, общим недостатком моющих буферных композиций на основе неионных и ионных ПАВ является невозможность введения утяжеляющего компонента, но и не обеспечивает хорошее разделение тампонажного и бурового растворов, а также не позволяет эффективно удалять фрагменты отслоившейся глинистой корки.From patent RU 2592308 published on 07/20/2016, it is known that to increase the washing ability of the buffer liquid, it is used in combination (sodium tripolyphosphate) together with an aqueous solution of butyl glycol. Similarly, water-soluble polyphosphates (pyrophosphate and / or tripolyphosphate, and / or alkali metal metaphosphate) are used in the composition of the washing buffer liquid in combination with a non-ionic surfactant (ethoxylated alkylphenol with a degree of oxyethylation of 9 - 25), as disclosed in patent RU 2204692, published on 20.05 .2003. In addition, the composition of a water-based washing buffer liquid is also known, described in patent RU 2455334, published on 07/10/2012, in which a composition of hydrochloric acid hydroxylamine and hydroquinone is used as a surfactant. However, a common disadvantage of detergent buffer compositions based on non-ionic and ionic surfactants is the impossibility of introducing a weighting component, but it also does not provide a good separation of cement and drilling fluids, and also does not allow efficient removal of exfoliated mudcake fragments.
Из уровня техники известен комплексный порошкообразный состав для приготовления структурированной буферной жидкости, раскрытый в патенте RU 2439118, опубликованном 10.01.2010, в котором для приготовления вязкоупругих структурированных буферных жидкостей используют порошкообразный материал на основе композиции углещелочного реагента, карбоксиметилцеллюлозы и комплексона - нитрилотриметиленфосфоновой кислоты (НТФ). Моющее действие данного состава обеспечивается введением НТФ. Однако структурные свойства такой системы существенно зависят от уровня рН, и, при величине рН более 9 (что характерно для тампонажных растворов) структурные свойства суспензии существенно понижаются.A complex powder composition for the preparation of a structured buffer liquid is known from the prior art, disclosed in patent RU 2439118, published on January 10, 2010, in which a powder material based on the composition of a carbon-alkali reagent, carboxymethyl cellulose and a complexone - nitrilotrimethylene phosphonic acid (NTP) is used to prepare viscoelastic structured buffer liquids . The washing effect of this composition is provided by the introduction of NTF. However, the structural properties of such a system significantly depend on the pH level, and, at a pH value of more than 9 (which is typical for cement slurries), the structural properties of the suspension are significantly reduced.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является утяжеленная буферная жидкость, раскрытая в патенте RU 2561134, опубликованном 20.08.2015, включающая глинопорошок, стабилизатор, утяжеляющую добавку и воду, при этом в качестве стабилизатора используют полимерный стабилизатор (Натросол 250EXR), а в качестве утяжеляющей добавки - галенитовый концентрат КГ-2.The closest in terms of essential features is a weighted buffer liquid disclosed in patent RU 2561134, published on August 20, 2015, including clay powder, a stabilizer, a weighting additive and water, while a polymeric stabilizer (Natrosol 250EXR) is used as a stabilizer, and a weighting additive - galena concentrate KG-2.
Данная утяжеленная буферная жидкость имеет ряд недостатков:This weighted buffer liquid has a number of disadvantages:
1. Глинистый порошок, используемый в качестве основного структурообразователя, образует суспензию, обладающую недостаточными псевдопластическими характеристиками, что не позволяет эффективно выносить фрагменты глинистой корки и является причиной плохого разобщения и нежелательного взаимного смешения тампонажного и бурового растворов.1. Clay powder used as the main structurant forms a suspension with insufficient pseudoplastic characteristics, which does not allow efficient removal of mudcake fragments and causes poor separation and undesirable mutual mixing of cement and drilling fluids.
2. В составе вышеуказанной утяжеленной буферной жидкости отсутствуют моющие ПАВ и активные коагулянты, способные разрушать и отслаивать фильтрационную корку с поверхности ствола скважины. В результате, прокачка утяжеленной буферной жидкости не позволяет эффективно удалять глинистую корку, которая в существенной степени остается на поверхности горных пород, образующих стенки скважины, и препятствует образованию прочного контакта с цементным камнем за счет реализации контракционного эффекта.2. The composition of the above weighted buffer fluid does not contain detergent surfactants and active coagulants capable of destroying and exfoliating the filter cake from the surface of the wellbore. As a result, the pumping of the weighted buffer liquid does not allow effective removal of the clay cake, which largely remains on the surface of the rocks that form the borehole walls, and prevents the formation of a strong contact with the cement stone due to the implementation of the contraction effect.
3. Утяжеленная буферная жидкость имеет низкое сродство к тампонажному раствору, который разрушает глинистую суспензию, способствуя ее коагуляции и синерезису. В случае применения буферного состава с плотностью выше 1300 кг/м3 происходит значительное загущение системы в зоне контакта с тампонажным раствором с отделением водной фазы. Это нарушает гидравлический режим замещения бурового раствора, приводит к росту давления в кольцевом пространстве и нарушает устойчивость стенок скважины.3. The weighted buffer fluid has a low affinity for the cement slurry, which destroys the clay slurry, promoting its coagulation and syneresis. In the case of using a buffer composition with a density higher than 1300 kg/m 3 there is a significant thickening of the system in the zone of contact with the cement slurry with separation of the aqueous phase. This violates the hydraulic regime of drilling fluid replacement, leads to an increase in pressure in the annular space and violates the stability of the borehole walls.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является создание структурированной, способной к утяжелению буферной жидкости, обладающей эффективным сочетанием структурных и псевдопластических характеристик, выраженной способностью к коагуляционному удалению глинистой фильтрационной корки со стенок скважины, а также высоким сродством к тампонажному раствору, смешение с которым не сопровождается загущением и деградацией системы. Признаком наличия структуры является существование предела прочности при деформационном воздействии на буферную жидкость. Чем выше величина предела прочности, тем более структурирована буферная жидкость и тем выше ее седиментационная устойчивость.The objective of the present invention is to create a structured buffer fluid capable of weighting, which has an effective combination of structural and pseudoplastic characteristics, a pronounced ability to coagulate the removal of a clay filter cake from the well walls, as well as a high affinity for the cement slurry, mixing with which is not accompanied by thickening and degradation of the system. . A sign of the presence of a structure is the existence of a tensile strength under the deformation effect on the buffer liquid. The higher the ultimate strength, the more structured the buffer liquid and the higher its sedimentation stability.
Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленного изобретения, является создание псевдопластической структурированной буферной жидкости, оптимально соответствующей требованиям крепления скважин в условиях нормального и аномально-высокого пластового давления (АВПД), бурение которых осуществляется с применением полимер-глинистых утяжеленных буровых растворов.The technical result achieved in the implementation of the claimed invention is the creation of a pseudoplastic structured buffer fluid that optimally meets the requirements of well casing under conditions of normal and abnormally high reservoir pressure (AHRP), which are drilled using polymer-clay weighted drilling fluids.
Указанный технический результат достигается за счет того, что структурированная буферная жидкость содержит структурообразователь, стабилизатор и утяжелитель и отличается тем, что в качестве структурообразователя используется известь, в качестве стабилизатора применяется комплекс водорастворимых солей, а в качестве утяжелителя - карбонат кальция и/или сульфат бария, и/или оксид железа (III) при следующем соотношении компонентов, мас.%:This technical result is achieved due to the fact that the structured buffer liquid contains a structurant, a stabilizer and a weighting agent and is characterized in that lime is used as a structurant, a complex of water-soluble salts is used as a stabilizer, and calcium carbonate and/or barium sulfate is used as a weighting agent, and/or iron oxide (III) in the following ratio of components, wt.%:
Известь - 2 - 15;Lime - 2 - 15;
Комплекс водорастворимых солей - 5 - 40;Complex of water-soluble salts - 5 - 40;
Утяжелитель - 1 - 70;Weighting agent - 1 - 70;
Вода - остальное.Water is the rest.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что в качестве извести используется гидроксид кальция (Ca(OH)2) или оксид кальция (CaO), а в качестве комплекса водорастворимых солей используется композиция хлорида натрия и/или хлорида калия, нитрата аммония, сульфата и/или хлорида ns 2 np 1 -элементов и тетрабората натрия при следующем массовом соотношении, мас.%:This technical result is also achieved due to the fact that calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) or calcium oxide (CaO) is used as lime, and a composition of sodium chloride and / or potassium chloride, ammonium nitrate, sulfate is used as a complex of water-soluble salts. and/or chloride ns 2 np 1 -elements and sodium tetraborate in the following mass ratio, wt.%:
Хлорид натрия (NaCl) и/или хлорид калия (KCl) - 5 - 30;Sodium chloride (NaCl) and/or potassium chloride (KCl) - 5 - 30;
Нитрат аммония (NH4NO3) - 5 - 10;Ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) - 5 - 10;
Сульфат и/или хлорид ns 2 np 1 -элементов - 50 - 85;Sulphate and/or chloride ns 2 np 1 elements - 50 - 85;
Тетраборат натрия (Na2B4O7)- 5 - 10.Sodium tetraborate (Na 2 B 4 O 7 ) - 5 - 10.
В заявленной структурированной буферной жидкости в составе комплекса водорастворимых солей в качестве сульфатов и/или хлоридов ns 2 np 1 -элементов используются соединения бора и/или алюминия, и/или галлия.In the claimed structured buffer liquid as part of a complex of water-soluble salts, boron and/or aluminum and/or gallium compounds are used as sulfates and/or chlorides of ns 2 np 1 elements.
Заявленная структурированная буферная жидкость представляет собой свободнодисперсную коллоидную систему из микрочастиц малорастворимой гидроокиси ns 2 np 1 -элементов и извести. Предел текучести данной системы увеличивается с ростом концентрации компонентов, участвующих в реакции конденсации гидроокиси, - извести и комплекса водорастворимых солей. Для создания оптимального уровня рН = 10,5 - 11,5 концентрация извести в буферной жидкости должна лежать в интервале 2 - 15%. При этом, концентрация комплекса солей выбирается в эквимолекулярном соотношении по отношению к щелочному структурообразующему агенту (извести) и локализована в интервале 5 - 40%. Концентрационный интервал утяжелителя позволяет варьировать удельный вес буферной жидкости в широком интервале: от 1030 кг/м3 (при концентрации утяжелителя 1% мас.) до 2200 кг/м3 (при концентрации утяжелителя 70% мас.).The claimed structured buffer liquid is a freely dispersed colloidal system of microparticles of sparingly soluble hydroxide of ns 2 np 1 elements and lime. The yield strength of this system increases with an increase in the concentration of the components involved in the hydroxide condensation reaction - lime and a complex of water-soluble salts. To create an optimal level of pH = 10.5 - 11.5, the concentration of lime in the buffer liquid should lie in the range of 2 - 15%. At the same time, the concentration of the salt complex is selected in an equimolecular ratio with respect to the alkaline structure-forming agent (lime) and is localized in the range of 5 - 40%. The concentration interval of the weighting agent allows you to vary the specific gravity of the buffer liquid in a wide range: from 1030 kg/m 3 (at a weighting agent concentration of 1% wt.) to 2200 kg/m 3 (at a weighting agent concentration of 70% wt.).
Комплекс водорастворимых солей представляет собой композицию специально подобранных продуктов, каждый из которых выполняет определенную функцию:A complex of water-soluble salts is a composition of specially selected products, each of which performs a specific function:
- хлорид натрия (NaCl) и/или хлорид калия (KCl): индифферентный электролит - регулятор ионной силы, обеспечивающий первичную коагуляцию гидрозоля для создания структуры с дальним порядком взаимодействия коллоидных частиц;- sodium chloride (NaCl) and/or potassium chloride (KCl): an indifferent electrolyte - an ionic strength regulator that provides primary hydrosol coagulation to create a structure with a long-range order of interaction of colloidal particles;
- нитрат аммония: буферная добавка, обеспечивающая стабилизацию оптимального уровня рН дисперсионной среды гидрозоля;- ammonium nitrate: a buffer additive that ensures the stabilization of the optimal pH level of the hydrosol dispersion medium;
- сульфат и/или хлорид ns 2 np 1 -элементов: участвует в реакции конденсации коллоидной гидроокиси при взаимодействии с известью;- sulfate and / or chloride ns 2 np 1 -elements: participates in the condensation reaction of colloidal hydroxide when interacting with lime;
- тетраборат натрия - неиндифферентный электролит, обеспечивающий электростатическую стабилизацию коллоидных частиц гидроокиси ns 2 np 1 -элементов.- sodium tetraborate - a non-indifferent electrolyte that provides electrostatic stabilization of colloidal particles of hydroxide ns 2 np 1 -elements.
Известковый щелочной буфер может быть представлен оксидом или гидроксидом кальция. При этом, действие оксида и гидроксида кальция эквивалентно с учетом разницы молекулярной массы реагентов. Однако при приготовлении буферной жидкости в холодной воде предпочтительно использовать оксид кальция, так как его гидратация сопровождается экзотермическим эффектом.The lime alkaline buffer may be calcium oxide or calcium hydroxide. At the same time, the effect of calcium oxide and calcium hydroxide is equivalent, taking into account the difference in the molecular weight of the reagents. However, when preparing a buffer liquid in cold water, it is preferable to use calcium oxide, since its hydration is accompanied by an exothermic effect.
Приготовление структурированной буферной жидкости осуществляется в результате растворения в воде комплекса солей, компоненты которого вводятся в произвольном порядке. После перемешивания и полного растворения солей вводится гидроксид кальция. Время перемешивания буферной жидкости после введения гидроксида кальция при скорости вращения 3000 об/мин составляет 20 - 30 минут.The preparation of a structured buffer liquid is carried out as a result of the dissolution of a complex of salts in water, the components of which are introduced in an arbitrary order. After mixing and complete dissolution of the salts, calcium hydroxide is introduced. The mixing time of the buffer liquid after the introduction of calcium hydroxide at a rotation speed of 3000 rpm is 20 - 30 minutes.
Готовую буферную жидкость исследуют, определяя следующие технологические характеристики: предел текучести геля и величина пластической вязкости определяются на ротационном вискозиметре прямой индикации согласно ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008); краевой угол смачивания водной вытяжки (фильтрата) определяется согласно ГОСТ 9038-90; уровень рН суспензии определяется согласно ГОСТ 33776-2016.The finished buffer liquid is examined by determining the following technological characteristics: gel yield strength and plastic viscosity are determined on a direct-indication rotational viscometer according to GOST 33213-2014 (ISO 10414-1:2008); the wetting angle of the aqueous extract (filtrate) is determined according to GOST 9038-90; the pH level of the suspension is determined according to GOST 33776-2016.
Варианты рецептур новой структурированной буферной жидкости представлены в табл. 1.Options for the formulation of a new structured buffer liquid are presented in table. 1.
Рецептура 1 предназначена для применения в технологии крепления скважин в области нормального пластового давления и включает минимальные концентрации извести (2%) и комплекса водорастворимых солей (5%) для обеспечения предела текучести системы выше 20 дПа, что достаточно для выноса фрагментов глинистой корки, удаляемой со стенки скважины. Концентрация твердой фазы утяжелителя (карбоната кальция) в данной рецептуре минимальна (1%) - это обеспечивает хорошее смачивание гидрофильной поверхности (краевой угол равен 58°) и, соответственно, повышенную проникающую способность буферной жидкости для эффективного отслаивания глинистой фильтрационной корки, сформированной на стенках скважины (табл.1, Рецептура 1).Recipe 1 is intended for use in well casing technology in the area of normal reservoir pressure and includes the minimum concentrations of lime (2%) and a complex of water-soluble salts (5%) to ensure the yield strength of the system is above 20 dPa, which is sufficient to carry out fragments of a clay cake removed from well walls. The concentration of the solid phase of the weighting agent (calcium carbonate) in this formulation is minimal (1%) - this ensures good wetting of the hydrophilic surface (the contact angle is 58°) and, accordingly, increased penetration of the buffer fluid for effective exfoliation of the clay filter cake formed on the walls of the well (Table 1, Recipe 1).
Рецептура 2 включает максимальные концентрации извести (15%) и комплекса водорастворимых солей (40%) для создания необходимой структуры, способной удерживать частицы утяжелителя (сульфата бария) во взвешенном состоянии. Концентрация сульфата бария в данной рецептуре составляет 20%, что позволяет осуществлять промывку перед креплением скважин в зонах умеренного АВПД. Предел текучести (YP) данной буферной жидкости (44 дПа) почти в 2 раза выше, чем состава по Рецептуре 1. Дальнейшее увеличение концентрации извести (выше 15%) и комплекса водорастворимых солей (выше 40%) нецелесообразно из-за недопустимо высокого увеличения реологических свойств системы, препятствующих ее прокачиванию из-за роста гидравлических потерь. Смачивание данной жидкостью стенок скважины ниже, по сравнению с Рецептурой 1 (краевой угол равен 65°) из-за большей концентрации твердой фазы. При введении утяжелителя также происходит увеличение пластической вязкости системы до 6 мПа⋅с по сравнению с Рецептурой 1 (PV = 1 мПа⋅с) (табл. 1, Рецептура 2).Formulation 2 includes the maximum concentrations of lime (15%) and a complex of water-soluble salts (40%) to create the necessary structure capable of holding particles of weighting agent (barium sulfate) in suspension. The concentration of barium sulfate in this formulation is 20%, which allows flushing before casing wells in moderate AHRP zones. The yield strength (YP) of this buffer liquid (44 dPa) is almost 2 times higher than the composition according to Recipe 1. A further increase in the concentration of lime (above 15%) and a complex of water-soluble salts (above 40%) is impractical due to an unacceptably high increase in rheological properties of the system that prevent its pumping due to the growth of hydraulic losses. The wetting of the well walls with this liquid is lower compared to Formulation 1 (the contact angle is 65°) due to the higher concentration of the solid phase. With the introduction of a weighting agent, the plastic viscosity of the system also increases up to 6 mPa⋅s compared to Formulation 1 (PV = 1 mPa⋅s) (Table 1, Formulation 2).
Рецептура 3 включает максимальную концентрацию утяжелителя (оксид железа (III)) и предназначена для крепления скважин при высоком АВПД. Увеличение концентрации твердой фазы утяжелителя приводит к росту реологических свойств буферной жидкости (PV = 8 мПа⋅с и YP = 66 дПа), по сравнению с Рецептурами 1,2. Уровень псевдопластичности данного состава (YP/PV = 8,3) остается примерно на уровне Рецептуры 2 (YP/PV = 7,3) из-за более низких концентраций извести (4%) и комплекса солей (7%). Поверхностно-активные свойства данной системы (краевой угол = 66°) находятся на уровне Рецептуры 2, что свидетельствует об ограниченном влиянии твердой фазы утяжелителя на смачивающую способность фильтрата буферной жидкости (табл.1, Рецептура 3).Recipe 3 includes the maximum concentration of weighting agent (iron(III) oxide) and is intended for casing wells at high AHRP. An increase in the concentration of the solid phase of the weighting agent leads to an increase in the rheological properties of the buffer liquid (PV = 8 mPa⋅s and YP = 66 dPa), as compared with Recipes 1,2. The level of pseudoplasticity of this composition (YP/PV = 8.3) remains approximately at the level of Formulation 2 (YP/PV = 7.3) due to lower concentrations of lime (4%) and complex salts (7%). The surfactant properties of this system (contact angle = 66°) are at the level of Recipe 2, which indicates a limited effect of the solid phase of the weighting agent on the wetting ability of the buffer liquid filtrate (Table 1, Recipe 3).
Новая структурированная буферная жидкость имеет следующие преимущества, по сравнению с наиболее близким аналогом:The new structured buffer fluid has the following advantages compared to the closest analogue:
1. Новая структурированная буферная жидкость (табл.1, примеры 1-4) имеет минимальное значение пластической вязкости (PV) в сочетании с высоким пределом текучести (YP), соотношение которых для всех вариантов рецептур существенно выше, чем у наиболее близкого аналога, что свидетельствует о более высоких псевдопластических характеристиках. Это обеспечивает новой буферной жидкости повышенные выносящую и разобщающую способности, обеспечивающие хороший транспорт фрагментов породы и глинистой корки, а также предотвращающие смешение бурового и тампонажного растворов.1. The new structured buffer liquid (table 1, examples 1-4) has a minimum value of plastic viscosity (PV) in combination with a high yield strength (YP), the ratio of which for all formulation options is significantly higher than that of the closest analogue, which indicates higher pseudoplastic characteristics. This provides the new buffer fluid with increased carrying and uncoupling abilities, which ensure good transport of rock fragments and mud cake, and also prevent mixing of drilling and cement slurries.
2. Новая структурированная буферная жидкость обладает более низкой величиной краевого угла смачивания фильтратом гидрофильной поверхности, по сравнению с наиболее близким аналогом, что свидетельствует об ее лучшей моющей активности в процессе удаления фильтрационной глинистой корки со стенок скважины (табл.1, примеры 1-4).2. The new structured buffer fluid has a lower value of the wetting angle of the hydrophilic surface filtrate, compared with the closest analogue, which indicates its better washing activity in the process of removing filter cake from the well walls (Table 1, examples 1-4) .
3. Новая структурированная буферная жидкость обладает сродством к тампонажному раствору: уровень рН буферной жидкости соответствует рН тампонажного раствора, что обуславливает их хороший уровень совмещения без образования в затрубном пространстве зон с повышенной вязкостью и взаимной коагуляции. Уровень рН наиболее близкого аналога существенно ниже, по сравнению с тампонажным раствором, что обуславливает коагуляционное разрушение суспензии прототипа при контакте в зоне смешения (табл. 1, примеры 1-4).3. The new structured buffer fluid has an affinity for the cement slurry: the pH level of the buffer fluid corresponds to the pH of the cement slurry, which leads to their good level of combination without the formation of zones with increased viscosity and mutual coagulation in the annulus. The pH level of the closest analogue is significantly lower compared to the cement slurry, which causes coagulation destruction of the suspension of the prototype upon contact in the mixing zone (table. 1, examples 1-4).
Физико-химические свойства буферных жидкостейTable 1
Physical and chemical properties of buffer liquids
Ca(OН)2 - 2
Комплекс солей - 5
(NaCl - 5%; NH4NO3 - 5%; AlCl3 - 85%; Na2B4O7 - 5%)
Утяжелитель (карбонат кальция) - 1
Вода - остальноеExample 1
Ca(OH) 2 - 2
Salt complex - 5
(NaCl - 5%; NH 4 NO 3 - 5%; AlCl 3 - 85%; Na 2 B 4 O 7 - 5%)
Weighting agent (calcium carbonate) - 1
Water - the rest
CaO - 15
Комплекс солей - 40
(KCl - 30%; NH4NO3 - 10%; BCl3 - 50%; Na2B4O7 - 10%)
Утяжелитель (сульфат бария) - 20
Вода - остальноеExample 2
CaO - 15
Salt complex - 40
(KCl - 30%; NH 4 NO 3 - 10%; BCl 3 - 50%; Na 2 B 4 O 7 - 10%)
Weighting agent (barium sulfate) - 20
Water - the rest
Ca(OН)2 - 4
Комплекс солей - 7
(KCl - 5%; NH4NO3 - 5%; Ga2(SO4)3 - 85%; Na2B4O7 - 5%)
Утяжелитель (оксид железа (III)) - 70
Вода - остальноеExample 3
Ca(OH)2 - 4
Salt complex - 7
(KCl - 5%; NH4NO3 - 5%; Ga2(SO4)3 - 85%; Na2B4O7 - 5%)
Weighting agent (iron oxide (III)) - 70
Water - the rest
наиболее близкий аналогExample 4
the closest analogue
Claims (11)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2792473C1 true RU2792473C1 (en) | 2023-03-22 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2813585C1 (en) * | 2023-04-14 | 2024-02-13 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Composition of structured buffer liquid |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0430644A1 (en) * | 1989-11-27 | 1991-06-05 | Atlantic Richfield Company | Spacer fluids |
CA2208205C (en) * | 1996-06-19 | 2005-04-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well completion spacer fluids and methods |
RU2378313C1 (en) * | 2008-11-13 | 2010-01-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Spacer liquid used in cementing of casing strings |
RU2439118C1 (en) * | 2010-05-31 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Complex powder composition for structured spacer fluid preparation |
RU2561134C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Weighted displacement fluid |
RU2592308C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") | Flush fluid |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0430644A1 (en) * | 1989-11-27 | 1991-06-05 | Atlantic Richfield Company | Spacer fluids |
CA2208205C (en) * | 1996-06-19 | 2005-04-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well completion spacer fluids and methods |
RU2378313C1 (en) * | 2008-11-13 | 2010-01-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Spacer liquid used in cementing of casing strings |
RU2439118C1 (en) * | 2010-05-31 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Complex powder composition for structured spacer fluid preparation |
RU2561134C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Weighted displacement fluid |
RU2592308C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") | Flush fluid |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2813585C1 (en) * | 2023-04-14 | 2024-02-13 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Composition of structured buffer liquid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11168241B2 (en) | Downhole fluids and methods of use thereof | |
EP0997515B1 (en) | Polymeric earth support fluid compositions and method for their use | |
US7854277B2 (en) | Wellbore fluid comprising a base fluid and a particulate bridging agent | |
CA1201274A (en) | Rapidly dissolvable silicates and methods of using the same | |
US7199085B2 (en) | Colloidal and colloidal-like systems in aqueous, clay-based fluids | |
US6281172B1 (en) | Quaternary nitrogen containing amphoteric water soluble polymers and their use in drilling fluids | |
KR100468485B1 (en) | Clay-free biodegradable wellbore fluid and method for using said fluid | |
EP1169405B1 (en) | Quaternary nitrogen containing amphoteric water soluble polymers and their use in drilling fluids | |
AU2009294452B2 (en) | Inhibitive water-based drilling fluid system and method for drilling sands and other water-sensitive formations | |
NO327979B1 (en) | Source processing fluids and a method for increasing their thermal stability | |
CA2515058C (en) | Stabilized colloidal and colloidal-like systems | |
WO1992014798A1 (en) | Drilling fluid | |
US5552377A (en) | Mud sweep and spacer composition | |
RU2792473C1 (en) | Structured flush fluid | |
JPS5923748B2 (en) | water-based drilling fluid | |
RU2561630C2 (en) | Biopolymer drilling mud sbk-uni-drill-pro (hard) | |
MX2013000721A (en) | Method and biodegradable water based thinner composition for drilling subterranean boreholes with aqueous based drilling fluid. | |
US10988660B2 (en) | Rheology modifier for subterranean treatment fluids | |
US2649414A (en) | Drilling mud | |
EP2121868B1 (en) | Stable sodium thiosulfate based fluidized polymer suspensions of hydroxyethyl cellulose for oilfield services | |
CA2469051A1 (en) | Method of stabilising clay or shale | |
US12060518B2 (en) | Compositions and methods for inhibiting shale and preventing shale accretion | |
US4778608A (en) | High temperature drilling mud composition | |
US3635822A (en) | Drilling fluid | |
GB2123804A (en) | Dispersible alpha-aluminate monohydrate |