Буферные жидкости

17.11.2020

Буферные жидкости могут выполнять следующие функции: а) отделять тампонажный раствор от промывочной (и продавочной) жидкости и предотвращать образование густых труднопрокачиваемых смесей их; б) увеличивать полноту замещения промывочной жидкости тампонажным раствором; в) способствовать разрушению фильтрационных глинистых корок на проницаемых стенках скважины либо, напротив, упрочнять такие корки и способствовать лучшему сцеплению последних с цементным камнем; г) при обратном цементировании служить репером для контроля за приближением первой порции тампонажного раствора к башмаку обсадной колонны.

Первую функцию успешно может выполнить любая жидкость, подвижность смеси которой с промывочной жидкостью и с тампонажным раствором больше подвижности последних. Для этого требуется сравнительно небольшой объем буферной жидкости: достаточно, если высота столба ее в интервале заколонного пространства с наибольшей площадью поперечного сечения составит от 20—30 м при использовании вязкоупругого разделителя до 150—200 м в случае использования воды.

Вторую функцию наиболее успешно могла бы выполнить такая жидкость, которая практически не смешивается с промывочной жидкостью и тампонажным раствором, способна двигаться как пробка и под действием давления восходящего потока промывочной жидкости в заколонном пространстве упруго расширяться и выдавливать последнюю из защемленных зон и локальных расширений (каверн) ствола скважины. К такого типа жидкостям условно можно отнести так называемый вязкоупругий разделитель. В отечественной практике получил применение вязкоупругий разделитель, представляющий гелеобразную смесь водного раствора полиакриламида, водного раствора гексарезорциновой смолы и технического формалина. Гель устойчив к воздействию температуры до 80°С, высокоминерализованных пластовых вод, стабилен и не подвержен синерезису. Процесс упругого расширения геля и вытеснения промывочной жидкости из застойных зон и локальных расширений протекает во времени. Поэтому хороший эффект достигается при небольших скоростях восходящего потока.

В качестве буферной жидкости наиболее широко используются вода и водные растворы солей (NaCl, CaCl2 и т. п.), щелочей (NaOH) и ПАВ (сульфонол). Смешиваясь с промывочной жидкостью, они разжижают ее, уменьшают статическое и динамическое напряжения сдвига и вязкость. Турбулентные вихри, возникающие при движении такой буферной жидкости, способствуют разрушению тиксотропной структуры в застойных зонах. Эффективность выполнения второй функции возрастает с увеличением продолжительности воздействия турбулентного потока водного раствора на застойные зоны. По данным ряда исследователей, желательно, чтобы такое воздействие продолжалось не менее 7—10 мин. Эффективность вытеснения промывочной жидкости водными растворами возрастает с увеличением плотности последних. Поэтому при выборе плотности буферной жидкости рб рекомендуется придерживаться соотношения

Плотность ее регулируют путем изменения концентрации водорастворимых солей.

Буферную жидкость высокой плотности (рб = 1700-2400 кг/м3) можно приготовить на базе водного раствора гипана и барита.

Если же применяется более легкая буферная жидкость (рб<рп), объем ее следует выбирать так, чтобы минимальное давление в заколонном пространстве несколько превышало пластовое

где hб — высота столба буферной жидкости в заколонном пространстве.

Повышению эффективности разрушения структуры в застойных зонах способствует ввод в состав буферной жидкости песка и других тяжелых зернистых материалов. Чтобы обеспечить стабильность такой жидкости, в ее состав добавляют КМЦ и цемент.

Если в пластовых флюидах содержится сероводород, целесообразно в состав буферной жидкости вводить водорастворимые гидроокислы двухвалентных металлов или хлорное железо.

Для разрушения глинистых фильтрационных корок используют такие буферные жидкости, которые способны вступать в химические реакции с компонентами вещества корки, растворять их либо разрыхлять и ослаблять связи между частицами твердой фазы. В качестве таких жидкостей могут быть использованы растворы некоторых кислот (соляной, сульфаминовой, уксусной и др.), гидроокиси кальция, фосфатов натрия, сернокислого алюминия, каустической соды, масляные эмульсии (например, водорастворимого масла ВНИИНП-117 или присадки СБ-Зу в воде, содержащей в качестве эмульгатора ПАВ ОП-7 или ОП-10) и др]. Длительность взаимодействия буферной жидкости с фильтрационной коркой, необходимая для разрушения последней, зависит от состава жидкости и корки, а иногда также от режима течения, и обычно колеблется от 5 до 30 мин. Разрушению фильтрационных глинистых корок способствует также прокачивание по заколонному пространству вязкоупругого разделителя либо большого объема воды и водных растворов солей.

Весьма полезным может быть использование комбинированного буфера: прокачивание вслед за небольшой порцией вязко-упругого разделителя второй буферной жидкости с реагентами, способствующими разрушению фильтрационных корок на стенках скважины.

При цементировании скважин в многолетнемерзлых породах рекомендуется использовать буферные жидкости, температура замерзания которых ниже температуры пород. К числу таких жидкостей можно отнести водные растворы хлоридов, поташа, диэтиленгликоля и ряда других химических веществ.

В состав буферных жидкостей, как правило, входят реагенты, которые в ряде случаев могут оказывать нежелательное влияние на свойства тампонажных растворов, например, чрезмерно увеличивать сроки начала загустевания и схватывания при цементировании скважин с низкими или умеренными температурами либо, напротив, сокращать эти сроки при цементировании скважин с высокими температурами. Чтобы избежать этого, целесообразно перед тампонажным раствором прокачивать небольшую порцию воды или водного раствора реагента, способного нейтрализовать нежелательное воздействие таких веществ, либо добавлять реагент в первую порцию тампонажного раствора.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна