Баритовая суспензия для создания пробки в скважине

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель увел11чение скорости осал;дения барит а и формирования баритовой пробки из баритовой суспензии, затворенной на морской или пластовой воде в интервале температур 20-200 С. Баритовая суспензия содержит барит, модифицированньп полифосфатом (), лигносульфонат, каустическую и кальцинированную соду, а в качестве воды затворения - морскую или пластовую воду при следующем соотношении компонентов , мас.%: ВЬ П 49,82-79,07; лигиосульфонат 0,25-0,80; каустическая сода 0,05-0,10; кальцинированная сода 0,05-0,20; морская и пластовая вода остальное, Хемсорбционное закрепление попифосфатов, являющихся составной частью БМП, на его поверхности повышает устойчивость и термостойкость утяжелителя. Введение кальцинированной соды обеспечивает полное связывание ионов кальция морской или пластовой воды и обеспечивает повьшение скорости осаждения барита, а также увеличивает термостойкость лигносульфоната. 4 табл. (С (Л с: о ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5)) 4 Е 21 В 33/12 б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4190893/23-03 (22),04.02,87 (46) 15.03.89. Бюп. Ь - 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) H.О. Ашрафьян, В.И.Рябченко, В.Ф.Негоднов, Н.Б.Савенок, В.M.Костянов и Н.П.Левченко (53) 622.245.04" (088.8) б (56) Авторское свидетельство СССР

Р 968330, кл. Е 21 В 33/12, 1981.

11essenger I.V. Barite-plug can effectively Seal off active gas zones.—

0GI., 28.04.69, v. 67, N - 17, р.бб70.

1)а зон R., Morrison В. Bariteplug design for better well control.—

0GI., 08,03.82, v. 80, Р 10, р. 176187. (54) БАРИТОВАЯ СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОБКИ В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель—

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для изоляции зон проявлений и поглощений, а также при установке цементных мостов в скважинах, осложненных проявлениями и поглощениями.

Цель изобретения — увеличение скорости осаждения барита и формирования баритовой пробки из баритовой суспензии, затворенной на морской увеличение скорости осаждения барита и формирования баритовой пробки из баритовой суспензии, затворенной на морской или пластовой воде в интерва—

0 ле температур 20-200 С. Баритовая суспензия содержит барит, модифициро ванньпi полифосфатом (БПИ), лигHO с ул ьфонат, каустическую и кальцинированную соду, а в качестве воды затворения — морскую или пластовую воqy при следующем соотношении компо-. кентон, мас. Е: Б1бП 49,82-79,07; лигi осульфонат 0,25 — 0,80; каустическая сода 0,05-0, 10; кальцинированная сода 0,05-0,20; морская и пластовая вода остальное, Хемсорбционное закрепление полифосфатов, являющихся составной частьк BMII, на его поверхности повышает устойчивость и термостойкость утяжелителя. Введение кальцинированной соды обеспечивает полное связывание ионов кальция мордкой или пластовой воды и обеспечивает повьппение скорости осаждения барита, а также увеличивает термостойкость лигносульфоната. 4 табл.

2 или пластовой воде в интервапе температур 20-200 С.

Баритовая суспензия содержит барит, модифицированный полифосфатом, лигносульфонат, каустическую и кальцинированную соду и в качестве воды затворения морскую или пластовую воду при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Барит, модифицированный полифосфа1465541 том 49,82 — 79,07

Лигносульфонат 0,25 — 0,80

Каустическая сода 0,05 — 0,10

Кальцинированная

5 сода 0,05 — 0,20

Морская или пластовая вода Остальное

Полифосфаты являются составной, Частью утяжелителя баритового порош- 10 ообразного модифицированного по ОСТ

9-!28-82. Хемосорбционно» закреплеие поли осфатов на поверхности ба-. итового утяжелителя повышает устойивость и термостойкость. Кроме того, 15, одифицированный барит содержит не олее 0,0257 водорастворимых солей альция, что важно для скорости форировання баритовой пробки. Дополниельное введение кальцинированной со- 20

ы обеспечивает полное связывание онов кальция морской или пластовой фоды и обеспечивает повышение скорости осаждения барита, а также увеличивает термостойкость лигносульфоната.

Свойства баритовых суспензий, за1воренпых,на каспийской мсрской воде (о йри 20 С, приведены в табл. 1, 1

Баритовые суспенэии готовили путем ведения при нормальных условиях не- 311

Модифицированного или модифицирован ого барита в воду затворения, содеращую лигносульфонат, каустическую и альцинированную соду. В качестве во> затворения испольэовали каспийск ую морскую (1) и два вида. пластовых од (2 и 3),, химический состав кото1 ых приведен в табл, 2.

Приготовленную баритовую суспенЭию заливали в бомбу, которую помеща- 4Î г и в сушильный шкаф и выдерживали о г ри 200 C в течение 6-.7 ч. По истече 1ии указанного времени баритовую сус 1ензию перемешивали иа механической мешалке в течение 5 мин и определяли

<1корость осаждения барита и формиро 1ания баритовых пробок на модели„

Имитирующей скважину.

Внутренний диаметр трубки, в кото- y) рой устанавливались баритовые пробки, равен 25 мм. Приготавливали суспен1ию, которую заливали через внутренНюю трубку диаметром 12,5 мм. После

: аливки суспензии внутреннюю трубку

Извлекали, по градуировочной шкале с1сновной трубки через фиксированные

Промежутки времени определяли

Ьбъем образующейся баритовой пробки.

Составы и свойства баритовых суспензий приведены в табл. 3 и 4.

Пример (см. табл. 1, состав 9) . В качестве воды затворения испольэовали морскую воду, содержа— щую ионы кальция в количестве 0,5 г/л, что соответствует среднему значению содержания этого элемента в морской или пластовой воде. Готовили жидкость, содержащую 4,80 г лигносульфоната, 0,80 r каустической соды, I 33 r кальцинированной соды н

266 см воды затворения. После этого ь

640 r модифицированного барита затворяли приготовленным водным раствором и перемешивали.

Скорость осаждения барита и формирования баритовых пробок оценивали по объему образующихся пробок на модели, имитирующей скважину.

Баритовые суспенэии могут быть использованы для установки баритовых пробок в высокотемпературных скважин нах, в которых рецептуры баритовых пробок с добавками нолифосфатов неработоспособны ввиду нетермостойкости последних.

Низкая растворимость карбоната кальция по сравнению с прототипом обеспечивает полное связывание водорастворимых солей кальция в виде труднорастворимого карбоната, что ускоряет процесс осаждения барита и формирования баритовой пробки. Использование модифицированного полифосфатом барита приводит к снижению расхода лигносульфонатов,,необходимых для пластификацни баритовой суспензии.

Кроме того, снижается стоимость баритовой суспенэии эа счет замены части дорогостоящей каустической соды,недефицитным, нетоксичным и дешевым реагентом — кальцинированной содой, Формула и э о б р е т ения

Баритовая суспензия для создания пробки в скважине,, состоящая из баритового утяжелителя „лигносульфоната, каустической соды и воды, о т лич ающая ся тем, что, сцелью увеличения скорости осаждения барита и формирования баритовой пробки из баритовой суспенэии, затворенной на морской или пластовой воде в ин5 146554 тервалс температур 20-200 С, она содержит дополнительно кальцинированную соду, а в качестве баритового утяжелителя барит — модифицированный полифосфатом, при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Барит, модифицированный полифосфа49, 82 — 79,07

0,25 — 0,80

0,05 — 0,10 гом

Лигносульфон1T

Каустическая сода

Кальцинированная

0,05 — 0,20 сода

1 !орская или пласОстальное товая вода

Таблица

Содержание в составе, ма..".

Плотность

Состав

6арито вой баритовой барита лигно-, сульфокаустической кал ьциводы засуспеннированной творения морской с

Са

=0,5 г/л немоди- модифифициро- цированного ванного зии суспенната соды зии, з г/см соды

0,90 О, 12 — 21,07 2,55

0,25 0,05 0,05 49,83 1,63

0,53 О, 08 О, I 4 28,36 2,24

0>80 О>10 0>20 19>83 2>66

77,91

49,82

70, 83

79,07

2

5

0 05

0, I4

0,20

9

Продолжение табл ° 1

Примечание

Содержание ионов кальция в водной пульпе суспензии, г/л

Объем баритовой пробки, 7> от объема суспензии через, ч

Состав баритовой суспензии

0,25 0,50 1,00 теоре- практитичес- ческое кое!

3

38

24

32

44

27

39 44

49

36

43

4,?0

l,50

3 >00

4,50

2,78

1,06

1,38

1,33

Прототип

Составы для выявления свойств на основе немодифицированного баритаСоставы для выявления свойств на основе модифицированного барита

0 50

0,43

0,24

0>3l

6

8

10

0,75

1,13

1,50

0,75

1 13

1,50

49, 85

70,99

79, 23

49, 82

70, 89

79,07

0,25.

0,53.

0,80

0,25

0,53

0,80

28

33

46

59.

34

4G

49

52

67

0,05

0,08

0,10

0,05

0,08

0,10

48

58

54

79

49,85

28>40

19,87

49,83

28,36

l9,83

2

I

2,63 ,24 ,66 ,63 ,24

>66!

465541

Т а блица 2

Сухс Й Остаток, г/л

Содержание ионов, г/л

Вода затвоL рения (ча + К Ия

Са г

4,02 !

8,41

7,33

0,49 0,26 2,53 4,6!

0,35 0,23 1,12 36,61

0,8! 0,54 0,59 12,93

11,39

57,08

0,35

0,23

0,31

Таблица Э

Объем баритоеой пробки,X ° от объема суспенэин че« реэ, ч

Примечание е в составе, мас. X

Плотность арнтовой успенэнн

/см ды эаоренин альционая» впусти» че ской соды

О 25 О 50 1,00

1,63 24

2,66 40

1 в76 27

2,69 43

1,64 17

2,67 29, 1,63 45

2,66 78

I 67 51

2,69 85

l,64 3 l

2,67 57

49,82

79,07, 49,82

79,07 (t

Цифры в скобках соответствуют номерам воды эатворенян, укаэанным в табл. 2.

Таблица 4

Плотност ь баритовой суслснэии, г/си э

Объем баритовой пробки,Х, Примечание от объема суспенэии черен, ч

Содержание.в составе, мас.X ав то барнта нгиоульфоата усти- кальциской. нирован ды ной соды ды эа орсини ен

0,25 Oi50 1,00 моднфнцированного емоднфицироанного

49,82

79,07

49,82

79,07

49,82

79,01

Ф

Цифры е скобках соответствуит номерам воды эатворения, укаэанным в табл. 2, Со с. авитель Л. Бестужева

Редактор А.Лежнина Текред А.Кравчук Корректор В. Гирняк.1

Заказ 918/32 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Рау(пская наб., д„ 4/5

Производственно.-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

Э

5 б

7 а

l0

lt

1 49,82

2 . 79,07

Э 49>82

4 79,07

5 49 ° 82 б 79,07

S

tl

»

49,82

79,07

49,82

79,07

49,82

79,07

0,25

0,80 о,zs

Оэ80

0,25

0 80

0,25

0,80 .0,25

0,80

0,25

0,80

0,25

0,80

0,25

0,80

0,25

0,80

0,25

0,80

0,25

0,80

0,05

0„10

0 05

0, I (I

0,0"

0,10

0,05

0,10

0,05

О,)0

0,05

0,10

0,05

G, lO

0,05

О,1О

0,05 . 0ilO

О,05

O 1О

0,О5

0,10

0,О5

O,IO

0i05

0,20

0,05

0,20

Oi05

0,20

0,05

0,20

0i05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

0,05

0,20

49с83(1)

19,83(1)

49,83(2)

19,83(2)

49,83(3)

19,83(3)

49,83(l)

19, ВЗ(1)

49,83(2)

19,83(2)

49,83(З)

l9,83(3) 49,83(I)

19,83(l)

49, 83 (2)

I9,83(2)

49,83(З)

19,83(3).

49,83(I)

l9 Â3(1)

49,83(2)

19,83(г)

49,83(3)

l9,В3(3) 1,63

2,66

I 67

2,69

1 э64

2,67

1,63

2,66

1,67

2,69

I á4

2,67

31

52

36

57

23

42

83

68

43

27

44

46

34

52

83

57

91

Э7

36

58

4l

21

69

89

49

Зб Составы на осно52 ве немодифициро39 ванного барита

54

28

37

54

91

94

42

48 Составы иа основе бб иемодифицироваиио51 го барита

71

37

72

96

79

98

56