[go: up one dir, main page]

RU2439118C1 - Complex powder composition for structured spacer fluid preparation - Google Patents

Complex powder composition for structured spacer fluid preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2439118C1
RU2439118C1 RU2010122076/03A RU2010122076A RU2439118C1 RU 2439118 C1 RU2439118 C1 RU 2439118C1 RU 2010122076/03 A RU2010122076/03 A RU 2010122076/03A RU 2010122076 A RU2010122076 A RU 2010122076A RU 2439118 C1 RU2439118 C1 RU 2439118C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
density
powder composition
complex powder
structured spacer
Prior art date
Application number
RU2010122076/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Любовь Ивановна Рябова (RU)
Любовь Ивановна Рябова
Елена Васильевна Тимофеева (RU)
Елена Васильевна Тимофеева
Владимир Игнатьевич Карика (RU)
Владимир Игнатьевич Карика
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение"
Priority to RU2010122076/03A priority Critical patent/RU2439118C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2439118C1 publication Critical patent/RU2439118C1/en

Links

Landscapes

  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

FIELD: gas and oil production.
SUBSTANCE: invention refers to structured spacer fluids with adjustable density, applied in separation of backfilling and drilling slurry of different composition and density and in efficient displacement of drilling slurry from well cementing interval with abnormally high bed pressure (AHBP). Complex powder composition for structured spacer fluid preparation includes, wt %: the rest is lignin-alkaline agent of fraction composition, % at mesh sieve: N 0.9 - 2.12; N 0.315 - 22.35; N 0.08 - 34.10, N 0.08 and others are the rest; 80.0-85.0, carboxymethyl cellulose 15.0-20.0, nitrylotrimethylphosphonic acid 0.01- 0.15 above 100%.
EFFECT: increased quality of well bore preparation for cementing, improved cement contact with string and rock, bed separation quality in wells with AHBP.
1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к креплению нефтяных и газовых скважин, в частности к структурированным буферным жидкостям с регулируемой плотностью.The invention relates to the fastening of oil and gas wells, in particular to structured buffer fluids with adjustable density.

Известна порошкообразная смесь «Экогум» для приготовления буферной жидкости и обработки буровых глинистых растворов, содержащая, мас.%: углещелочной реагент - 30-50 и реагент ЭКОТЕХ (венилацетат с добавкой полисахарида) - 50-70 (RU 2099504 C1, 20.12.1992).Known powder mixture "Ecohum" for the preparation of buffer fluid and processing drilling mud, containing, wt.%: Carbon-alkaline reagent - 30-50 and ECOTEX reagent (venyl acetate with polysaccharide) - 50-70 (RU 2099504 C1, 12.20.1992) .

Недостатком буферной жидкости, приготовленной из такого состава, является то, что она не обладает структурной устойчивостью нести утяжелитель, обеспечивающий плотность буферного раствора выше 2,0 г/см3, и не обеспечивает адгезионных свойств цементного камня с породой и обсадной трубой.The disadvantage of the buffer fluid prepared from such a composition is that it does not have structural stability to carry a weighting agent that provides a density of the buffer solution above 2.0 g / cm 3 and does not provide the adhesive properties of cement stone with rock and casing.

Известна буферная жидкость на водной основе, состоящая, мас.%: углещелочной реагент - 8-12, карбоксиметилцеллюлоза - 0,45-0,8, нитрилотриметилфосфоновая кислота - 0,02-0,05, утяжелитель - 0-70, вода - остальное (RU 2199648 С2, 14.05.2001).Known water-based buffer liquid, consisting, wt.%: Carbon-alkaline reagent - 8-12, carboxymethyl cellulose - 0.45-0.8, nitrilotrimethylphosphonic acid - 0.02-0.05, weighting agent - 0-70, water - the rest (RU 2199648 C2, 05/14/2001).

Однако данный состав не обеспечивает стабильную структуру утяжеленных буферных систем плотностью 2,0-2,35 г/см3, отличается нестабильностью реологических параметров (большой осадок нерастворимых веществ) и не обеспечивает полную герметичность зацементированного пространства.However, this composition does not provide a stable structure of weighted buffer systems with a density of 2.0-2.35 g / cm 3 , is characterized by the instability of rheological parameters (a large precipitate of insoluble substances) and does not provide complete tightness of the cemented space.

Задачей изобретения является повышение функциональных возможностей буферной жидкости, направленных на разделение различных по составу и плотности тампонажного и бурового растворов и эффективное вытеснение последнего из интервала цементирования скважин с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД), за счет повышения химической активности составляющих компонентов.The objective of the invention is to increase the functionality of the buffer fluid, aimed at the separation of different composition and density of cement and drilling fluids and the effective displacement of the latter from the interval of cementing wells with abnormally high reservoir pressure (AAP), by increasing the chemical activity of the constituent components.

Поставленная задача решается тем, что комплексный порошкообразный состав для приготовления структурированной буферной жидкости, содержащий стабилизатор - углещелочной реагент, структурообразователь - карбоксиметилцеллюлозу и нитрилотриметилфбсфоновую кислоту, отличается тем, что при одновременном растворении трехкомпонентного состава углещелочной реагент содержит определенный состав фракций, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:The problem is solved in that a complex powder composition for preparing a structured buffer liquid containing a stabilizer — a carbon-alkaline reagent, a structurant — carboxymethyl cellulose and nitrilotrimethylfbphosphonic acid, is characterized in that while dissolving the three-component composition, the carbon-alkaline reagent contains a certain composition of the fractions, with the following proportions of the components of the fractions, with the following ratio of components .%:

Углещелочной реагентCarbon alkaline reagent 80,0-85,080.0-85.0 КарбоксиметилцеллюлозаCarboxymethyl cellulose 15,0-20,015.0-20.0 Нитрилотриметилфосфоновая кислотаNitrilotrimethylphosphonic acid 0,01-0,20, сверх 100%0.01-0.20, in excess of 100%

Фракционный состав углещелочного реагента определяется по ГОСТ 6613 и имеет остаток, % на сите с сеткой: №0,9-21,2; №0,315-22,35; №0,08-34,10 и после №0,08 - остальное.The fractional composition of the carbon-alkaline reagent is determined according to GOST 6613 and has a residue,% on a sieve with a mesh: No. 0.9-21.2; No. 0.315-22.35; No. 0.08-34.10 and after No. 0.08 - the rest.

Технический результат - повышение химической активности буферной жидкости, направленной на удаление глинистых и полимерных пленок, образование однородной структуры, способной нести утяжелитель, обеспечивающей высокую плотность, седиментационную устойчивость и низкую водоотдачу структурированного раствора, дающего возможность качественно цементировать скважины с АВПД.The technical result is an increase in the chemical activity of the buffer fluid, aimed at removing clay and polymer films, the formation of a homogeneous structure that can carry a weighting agent, providing high density, sedimentation stability and low water yield of the structured solution, which makes it possible to cement well wells with high pressure flow.

Такой технический результат достигается благодаря одновременному растворению, с образованием синергетического эффекта при взаимодействии природных высокомолекулярных веществ углещелочного реагента определенного фракционного состава и органических компонентов карбоксиметил целлюлозы, который проявляется в том, что при повышенных концентрациях число ионизированных групп углещелочного реагента (с помощью карбоксильных групп эфиров целлюлозы при определенном рН) понижается, макромолекулы скручиваются, агрегируются, и исходная вязкость возрастает линейно. Минимальная молекулярная масса образовавшейся структурной ячейки составляет более 15000 атомных единиц при четырех атомах азота (создаваемых взаимодействием углещелочного реагента и нитрилотриметилфосфоновой кислотой), при одновременном растворении данной композиции макромолекула стремиться принять форму глобулы, в то время как при растворении только углещелочного реагента в воде в растворе образуются макромолекулы в развернутом состоянии, принимая линейные формы. Этим заявляемая композиция отличается от прототипа. Укрупненные глобулы обеспечивают однородную структуру со стабильными свойствами буферной жидкости, нулевую седиментацию при высокой плотности буферного состава, которая способствуют полному замещению бурового раствора, за счет чего обеспечивается высокая адгезия цементного раствора - камня, при сохранении ранее приобретенных свойств (незагущение бурового и тампонажного растворов при контакте с буферной жидкостью).This technical result is achieved due to the simultaneous dissolution, with the formation of a synergistic effect in the interaction of natural high molecular weight substances of a carbon-alkaline reagent of a certain fractional composition and organic components of carboxymethyl cellulose, which manifests itself in the fact that at elevated concentrations the number of ionized groups of carbon-alkaline reagent (using carboxyl groups of cellulose ethers at a certain pH) decreases, macromolecules twist, aggregate, and the original elm bone increases linearly. The minimum molecular weight of the resulting structural cell is more than 15,000 atomic units at four nitrogen atoms (created by the interaction of a carbon-alkaline reagent and nitrilotrimethylphosphonic acid), while the composition is dissolved, the macromolecule tends to take the form of a globule, while only carbon-alkaline reagent is dissolved in water in solution in solution macromolecules in the expanded state, taking linear forms. This claimed composition differs from the prototype. The enlarged globules provide a homogeneous structure with stable properties of the buffer fluid, zero sedimentation at a high density of the buffer composition, which contribute to the complete replacement of the drilling fluid, which ensures high adhesion of the cement mortar - stone, while maintaining the previously acquired properties (non-thickening of drilling and grouting mortars upon contact with buffer fluid).

Состав готовили путем смешивания компонентов определенной влажности. Эффективность состава определяли по экспериментальным данным испытаний приготовленной из него буферной жидкости, проводимым по известным методикам.The composition was prepared by mixing components of a certain moisture content. The effectiveness of the composition was determined according to experimental data from tests of the buffer fluid prepared from it, carried out by known methods.

Пример реализации изобретенияAn example implementation of the invention

Использовали УЩР (углещелочной реагент) по ТУ 2458-008-20672718-0000; КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза) по ТУ 2231-001-53535770-01, НТФ (нитрилотриметилфосфоновая кислота) по ТУ 2439-347-05763441-2001. Берем 1,2 г (12%) готового комплексного порошкообразного состава для приготовления структурированной буферной жидкости, растворяем в 1 л воды и добавляем утяжелитель - барит 5,9 г (59%) (Пример 1 (табл.1, опыт 1)). Затем проверяем устойчивость структуры утяжеленной буферной жидкости: седиментацию, водоотдачу, вязкость и плотность полученного раствора. Седиментация - 0%. Водоотдача - 6 см3/30 мин, вязкость - 20 сП. Плотность раствора - 2180 кг/м3. Адгезия цементного камня: начальная - 0, после обработки - 2,2 МПа.Used USR (carbon-alkaline reagent) according to TU 2458-008-20672718-0000; CMC (carboxymethyl cellulose) according to TU 2231-001-53535770-01, NTF (nitrilotrimethylphosphonic acid) according to TU 2439-347-05763441-2001. We take 1.2 g (12%) of the finished complex powder composition for the preparation of structured buffer liquid, dissolve in 1 liter of water and add weighting agent - barite 5.9 g (59%) (Example 1 (Table 1, experiment 1)). Then we check the stability of the structure of the weighted buffer fluid: sedimentation, water loss, viscosity and density of the resulting solution. Sedimentation - 0%. Water loss - 6 cm 3/30 min, viscosity - 20 cps. The density of the solution is 2180 kg / m 3 . Adhesion of cement stone: initial - 0, after processing - 2.2 MPa.

Аналогично примеру 1 готовили составы в заявляемых соотношениях и испытывали ее по известным методикам. Соотношения компонентов состава и результаты испытаний представлены в таблице.Analogously to example 1, the compositions were prepared in the claimed proportions and tested it by known methods. The ratio of the components of the composition and test results are presented in the table.

В качестве утяжелителей могут быть: барит (пример 1-3); магнезит (пример 4-5); магбар (пример 6). Из данных, приведенных в таблице, следует, что полученный буферный раствор обладает высокой седиментацией, низкой водоотдачей, необходимой вязкостью и высокой плотностью (до 2300-2350 кг/м3), что снижает фильтроотдачу раствора в пласт и в конечном итоге повышает адгезию тампонажного камня.As weighting agents can be: barite (example 1-3); magnesite (example 4-5); magbar (example 6). From the data given in the table, it follows that the resulting buffer solution has high sedimentation, low water loss, the necessary viscosity and high density (up to 2300-2350 kg / m 3 ), which reduces the filtering solution in the reservoir and ultimately increases the adhesion of cement stone .

Определение условной вязкости буферной жидкости. Оборудование - лабораторная мешалка любой марки, обеспечивающая частоту вращения вала 5□0,2·с-2 (ТУ 22-3Д2-3333-83), полевой вискозиметр ВБР-1 (СПВ-5) (ТУ 25-04-2771-77).Determination of the conditional viscosity of the buffer fluid. Equipment - a laboratory mixer of any brand, providing a shaft rotation frequency of 5 □ 0.2 · s -2 (TU 22-3D2-3333-83), a field viscometer VBR-1 (SPV-5) (TU 25-04-2771-77 )

Проведение испытания. Приготовить 1 л буферной жидкости: 100 г комплексного порошкообразного состава для приготовления структурированной буферной жидкости смешать с 900 г водопроводной воды. Смесь перемешивать при температуре 23□2°С в течение 30 минут электромешалкой со скоростью 300 об/мин, измерить вязкость буферной жидкости с помощью вискозиметра ВБР-1 (СПВ-5). Провести три измерения. Среднее арифметическое значение этих измерений принять за условную вязкость.Conducting a test. Prepare 1 liter of buffer fluid: 100 g of a complex powder composition for the preparation of structured buffer fluid mixed with 900 g of tap water. Mix the mixture at a temperature of 23 □ 2 ° C for 30 minutes with an electric mixer at a speed of 300 rpm, measure the viscosity of the buffer liquid using a VBR-1 viscometer (SPV-5). Take three measurements. The arithmetic mean value of these measurements is taken as conditional viscosity.

Седиментационную устойчивость буферной жидкости оценивали по изменению плотности после ее утяжеления. Жидкость заливают в седиментационный цилиндр СЦ-2 и оставляют в покое. Через 15 минут сливают верхнюю и нижнюю части раствора и определяют их плотность. Критерием для буферных жидкостей является разность плотностей 0,1 г/см3 за 15 минут.Sedimentation stability of the buffer fluid was evaluated by the change in density after its weighting. The liquid is poured into the SC-2 sedimentation cylinder and left alone. After 15 minutes, the upper and lower parts of the solution are drained and their density is determined. The criterion for buffer liquids is a density difference of 0.1 g / cm 3 in 15 minutes.

Figure 00000001
Figure 00000001

Применение заявляемого комплексного порошкообразного состава для приготовления структурированной буферной жидкости позволит повысить качество подготовки ствола скважины к цементированию, прочность контакта цемента с колонной и породой, качество разобщения пластов в скважинах с аномально высоким пластовым давлением.The use of the inventive integrated powder composition for the preparation of structured buffer fluid will improve the quality of preparation of the wellbore for cementing, the contact strength of cement with the column and rock, the quality of the separation of formations in wells with abnormally high reservoir pressure.

Claims (1)

Комплексный порошкообразный состав для приготовления структурированной буферной жидкости, содержащий углещелочной реагент, карбоксиметилцеллюлозу и нитрилотриметилфосфоновую кислоту, отличающийся тем, что при одновременном растворении трехкомпонентного состава содержит углещелочной реагент фракционного состава - остаток, % на сите с сеткой: № 0,9-2,12; № 0,315-22,35; № 0,08-34,10 и после № 0,08 - остальное, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Углещелочной реагент 80,0-85,0 Карбоксиметилцеллюлоза 15,0-20,0 Нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,01-0,15 сверх 100
A complex powder composition for the preparation of a structured buffer liquid containing carbon-alkaline reagent, carboxymethyl cellulose and nitrilotrimethylphosphonic acid, characterized in that while dissolving the three-component composition, it contains a carbon-alkaline reagent of fractional composition - residue,% on a sieve with a mesh: No. 0.9-2.12; No. 0.315-22.35; No. 0.08-34.10 and after No. 0.08 - the rest, with the following ratios of components, wt.%:
Carbon alkaline reagent 80.0-85.0 Carboxymethyl cellulose 15.0-20.0 Nitrilotrimethylphosphonic acid 0.01-0.15 over 100
RU2010122076/03A 2010-05-31 2010-05-31 Complex powder composition for structured spacer fluid preparation RU2439118C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122076/03A RU2439118C1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Complex powder composition for structured spacer fluid preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122076/03A RU2439118C1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Complex powder composition for structured spacer fluid preparation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2439118C1 true RU2439118C1 (en) 2012-01-10

Family

ID=45784023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122076/03A RU2439118C1 (en) 2010-05-31 2010-05-31 Complex powder composition for structured spacer fluid preparation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2439118C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792473C1 (en) * 2022-05-30 2023-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "БентИзол" Structured flush fluid

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1447829A1 (en) * 1985-07-17 1988-12-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Method of producing carbon-alkali agent
US5458197A (en) * 1991-01-30 1995-10-17 Atlantic Richfield Company Well cleanout system and method
RU2055089C1 (en) * 1993-07-21 1996-02-27 Евгений Алексеевич Коновалов Method for production of concentrate of drilling technological liquids
RU2099504C1 (en) * 1992-11-28 1997-12-20 Анатолий Кононович Куксов Ekogum powdery mixture for preparation of displacement fluid and muds treatment
RU2199648C2 (en) * 2001-05-14 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Displacement fluid
RU2253008C1 (en) * 2003-10-06 2005-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Universal buffer liquid

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1447829A1 (en) * 1985-07-17 1988-12-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Method of producing carbon-alkali agent
US5458197A (en) * 1991-01-30 1995-10-17 Atlantic Richfield Company Well cleanout system and method
RU2099504C1 (en) * 1992-11-28 1997-12-20 Анатолий Кононович Куксов Ekogum powdery mixture for preparation of displacement fluid and muds treatment
RU2055089C1 (en) * 1993-07-21 1996-02-27 Евгений Алексеевич Коновалов Method for production of concentrate of drilling technological liquids
RU2199648C2 (en) * 2001-05-14 2003-02-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Displacement fluid
RU2253008C1 (en) * 2003-10-06 2005-05-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Universal buffer liquid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792473C1 (en) * 2022-05-30 2023-03-22 Общество с ограниченной ответственностью "БентИзол" Structured flush fluid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Diamantonis et al. Investigations about the influence of fine additives on the viscosity of cement paste for self-compacting concrete
Cappellari et al. Influence of organic thickening admixtures on the rheological properties of mortars: Relationship with water-retention
US8720562B2 (en) Wellbore cementing compositions and methods of making and using same
CN102516964B (en) Low-density and high-strength cement paste
WO2015109917A1 (en) Thickener for shale gas fracturing fluid, fracturing fluid and preparation method and use thereof
RU2385894C1 (en) METHOD OF PREPARATION OF LIGHT GROUTING MORTAR OF DENSITY 1450-1500 kg/m3
Abbas et al. Characteristics of oil well cement slurry using hydroxypropylmethylcellulose
CN105331352B (en) A kind of seawater-based fracturing fluid and preparation method of seawater-based fracturing fluid
Benyounes et al. Effect of bentonite on the rheological behavior of cement grout in presence of superplasticizer
US20160130495A1 (en) Spacer fluid having sized particulates and methods of using the same
CN105567195A (en) Well cementing slurry free liquid control agent, preparation method and application thereof
CN103923628A (en) Low-viscidity flexible cement paste for well cementation with slim hole and single channel
Abbas et al. Experimental study of gas migration prevention through cement slurry using hydroxypropylmethylcellulose
RU2439118C1 (en) Complex powder composition for structured spacer fluid preparation
CN110577827A (en) Isolating fluid for deepwater well cementation and preparation method thereof
AU2012304562B2 (en) Wellbore servicing fluid having hydrophobically modified polymers
RU2483094C2 (en) Sand-carrying fluid for hydraulic fracturing of formation
CA1084683A (en) Method of making lightweight cement slurries and their uses
Leusheva Evaluation of possible application of powder made from fallen tree leaves as a drilling mud additive
RU2591058C1 (en) Weighted grouting mortar
CN102503250A (en) Self-compacting mortar combination and preparation method thereof
RU2386658C1 (en) Backfill composition for remedial cementing
Soltanian et al. A new cement additive to improve the physical properties of oil well cement and to enhance zonal isolation
Zizlavsky et al. Rheological study on influence of hydroxypropyl derivatives of guar gum, cellulose, and chitosan on the properties of natural hydraulic lime pastes
Rupinski et al. Study on the application of starch derivatives as the regulators of potassium drilling fluids filtration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130601