Применение буферной жидкости для цементирования обсадных колонн, страница 4

Из приведенных данных видно, что для каждой буферной жидкости получена зависимость, характеризующая ее отмывающую способность. Предлагаемые метод позволяет однозначно оценить моющую способность буферных жидкостей и сравнить их эффективности. Кроме того, этот метод может быть использован для исследования процессов воздействия буферной жидкости на глинистую корку в зависимости от давления, абразивности, режима течения и физико-химических свойств.

Проведенные с помощью предлагаемого метода сравнительные испытания ряда известных буферных жидкостей показали, что хорошими моющими качествами обладают растворы кислот и щелочей, а также вода.

Абразивные материалы улучшают качество моющих буферных жидкостей, так как при движении жидкости абразив способен механически разрушать глинистую корку. Исследования по влиянию абразивных материалов на моющие качества буферных жидкостей позволили установить, что добавление абразивного материала изменяет динамику смыва глинистой корки. Так, абразивный материал, введенный в раствор ПАА, придает этой системе определенные отмывающие свойства. Влияние отмывающей способности раствора ПАА в зависимости от присутствия абразивного материала показано на рис.2 [3].

Как видно из данных, приведенных на рис.2, 1%-ный раствор ПАА без абразива не обладает моющими качествами, однако добавление абразива способствует появлению у этой жидкости отмывающих свойств. При этом обнаруживается закономерность: чем меньше размер частиц абразива, тем выше отмывающая способность буферной жидкости.

Буферные жидкости, содержащие абразивные материалы, должны обладать определенной седиментационной устойчивостью. Добиться этого можно увеличением структурно-механических показателей, что может повысить моющую эффективность буферной жидкости. Для подтверждения такого предположения проведены исследования, показывающие влияние вязкости буферной жидкости на ее отмывающие способности (рис.3) [3]. Полученные данные дают основание считать, что увеличение вязкости буферных систем приводит к снижению их эффективности независимо от присутствия абразивных материалов.

Так же полнота вытеснения глинистого раствора может быть существенно увеличена, если в качестве буферной жидкости использовать нефть.

Эффективность применения нефти в основном определяется ранней турбулизацией вытесняющей и вытесняемой жидкостей.

 Изучалось вытеснение глинистого раствора нефтью при установке нефтяных ванн для освобождения прихваченного бурильного инструмента на лабораторной установке. Опыт показал, что с увеличением скорости потока полнота вытеснения применявшихся глинистых растворов с различными свойствами из кольцевого пространства в диапазоне скоростей 0,67-10,27м/с увеличивается соответственно от 4 до 50%.

Анализ результатов цементирования скважин показывает, что применение нефти значительно улучшает условия цементирования скважин: глинистый раствор при смешении с нефтью не загустевает, не образует коагулированных вязких масс, давление при продавке не превышает 40-80кгс/м². Во всех случаях отмечено снижение вязкости и СНС растворов, выходящих из скважины в конце процесса цементирования. Наряду с этим в выходящей промывочной жидкости имелись сгустки раствора и глинистая корка, что свидетельствовало о вытеснении загустевших неподвижных масс раствора из застойной части ствола скважины.

Внедрению нефти и дизельного топлива выполненные с четырьмя типами тампонажных растворов при температурах 22 и 75⁰С (табл.2).

Как видно из табл. 3-5,  при введении в тампонажный раствор нефти или дизельного топлива в количестве от 5 до 25%  от веса цемента четко прослеживаются следующие закономерности. Растекаемость увеличивается, водоотдача и статическое напряжение сдвига уменьшаются, сроки начала схватывания возрастают в 2-3 раза.

Несущественны замечания об «ухудшении сцепления» цементного камня с обсадной колонной и стенкой  скважины в случае применения нефтепродуктов в качестве буферной жидкости. Сцепление в скважинах практически не имеет места, а в результате полного вытеснения бурового раствора возможно обеспечение контакта цементного камня со стенками колонны и породы.