Буферные жидкости

Под буферной жидкостью понимают промежуточную жидкость между буровым и тампонажным растворами, которая способствует повышению качества цементирования скважин и облегчает проведение процесса це­ментирования. При отсутствии буферных жидкостей в результате коагуля­ции бурового раствора в зоне его смешения с тампонажным наблюдается рост давления в 1,4—1,8 раза, при этом коэффициент вытеснения бурового раствора не превышает 0,4 — 0,6.

В настоящее время в мировой практике используются около 100 ре­цептур буферных жидкостей, что связано с применением их для решения большого крута задач, возникающих при цементировании. С целью выбора для каждой конкретной операции оптимальных рецептур разработаны раз­личные классификации.

Классификация буферных жидкостей по их свойствам и составу по­ложена в основу действующего ОСТа. По физическим свойствам буфер­ные жидкости подразделяются на вязкоупругие и вязкие, которые, в свою очередь, делятся на высоковязкие и низковязкие. Большинство буферных жидкостей — низковязкие.

В комплексе мероприятий, обеспечивающих высокую степень вытес­нения бурового раствора из колонного пространства и удаление глинистых корок со стенок скважины, одним из основных является использование буферных жидкостей.

По составу применяемые буферные жидкости можно разделить на од­нофазные, двухфазные, трехфазные и многофазные.

К однофазным относятся вода, вода с растворенными материалами (хлористый натрий, хлористый кальций, пирофосфат натрия), нефть, газ, кислоты (грязевая, соляная).


Двухфазные буферные жидкости состоят из жидкости и твердых не­растворимых (обычно абразивных) добавок (вода с пуццоланом, вода с кварцевым песком или цементом, нефть с песком или баритом).

Трехфазные буферные жидкости состоят из жидкой (вода, нефть), га­зообразной (азот, воздух) фаз и твердых веществ (кварцевый песок, пуццо­лан, цемент). В них вводят также хорошо растворимые реагенты (дисперга-торы, эмульгаторы, стабилизаторы, турбулизаторы и др.).

Многофазные буферные жидкости включают в себя, кроме жид­кой, газообразной фаз и химических реагентов, разнообразные твердые ве­щества.

Известны буферные жидкости, каждый компонент которых выполняет определенные функции.

Универсальные буферные жидкости, пригодные для широкого исполь­зования при всех условиях бурения, отсутствуют, поэтому в отечественной

практике применяют следующие виды буферных жидкостей: утяжеленные (на солевой или полимерной основе), комбинированные, аэрированные, эрозионные, незамерзающие, жидкости с низким показателем фильтрации, вязкоупругий разделитель, нефть и нефтепродукты, растворы кислот и воду.

Выбор вида буферной жидкости базируется на лабораторной проверке совместимости ее с конкретными буровым и тампонажным растворами. При смешении буферной жидкости с буровым раствором не должны по­вышаться реологические параметры зоны смешения, а смесь ее с тампо­нажным раствором не должна характеризоваться снижением растекаемо-сти и уменьшением времени загустевания раствора.

Для снижения интенсивности частичного смешения буферной жидко­сти с контактирующими растворами в процессе движения их в затрубном пространстве необходимо выполнение условия, при котором ее вязкость и плотность превышали бы аналогичные показатели вытесняемой жидкости или приближались к их средним значениям для разобщаемых жидкостей.

Эффективность очистки затрубного пространства от остатков бурово­го раствора повышают, применяя комплексные буферные жидкости. Пер­вая их часть представлена жидкостью, отвечающей требованиям высокой степени вытеснения, вторая — жидкостью, обладающей высокой физико-химической активностью. Для головной части составной буферной жидко­сти лучшими являются вязкоупрутие разделители.

Для предотвращения ухудшения технологических свойств некоторого объема буферной жидкости и тампонажного раствора вследствие их час­тичного смешения при течении в обсадной колонне, а также для улучше­ния качества цементирования призабойной зоны после закачки буферной жидкости следует вводить нижнюю цементировочную пробку.

При цементировании обсадных колонн в скважинах, пробуренных с использованием буровых растворов на водной основе, не рекомендуется использовать в качестве буферной жидкости нефть или нефтепродукты, так как образующаяся на ограничивающих поверхностях пленка нефти по­вышает проницаемость контактных зон цементного камня в затрубном пространстве.

Поскольку эффект от применения буферных жидкостей возрастает с увеличением времени их воздействия на стенки скважины, то с увеличени­ем объема закачиваемых жидкостей качество цементирования улучшается.

Буферные жидкости классифицируют по их основе: на водной, нефтя­ной, полимерной или на основе других органических соединений.

По воздействию на стенки скважины выделяют абразивные и неабра­зивные буферные жидкости; в составе первых содержатся кварцевый пе­сок, опока или другие абразивы, способные разрушать глинистую корку на стенках скважины. Кроме того, буферные жидкости могут различаться по степени физико-химического воздействия на глинистую корку и застойные зоны глинистого раствора (в результате добавок кислот, щелочей, раство­ров ПАВ), плотности и устойчивости к температурному воздействию.

Обратите внимание:

Буферные жидкости: 1 комментарий

Добавить комментарий