Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (ВНИИКРнефть)
ИНСТРУКЦИЯ
по применению материала буферного порошкообразного БП—100
РД 39-1-468-80
Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (ВНИИКРнефть)
УТВЕРЖДЕНО
Первым заместителем министра нефтяной промышленности
_В. И. Игревским
24 ноября 1980 г.
ИНСТРУКЦИЯ
по применению материала буферного порошкообразного БП-100
РД 39-1-468-80
Действие настоящей инструкции распространяется на про -изводственные и проектные организации, связанные с креп -лением различных по назначению скважин.
В инструкции описаны область и технология применения порошкообразного буферного материала БП-100, выпускаемого Андижанским гидролизным заводом и Краснодарским химкомбинатом.
Инструкция подготовлена кандидатами технических наук Р.Ф.Ухановым, А.К.Куксовым, В.И.Михценко, с.н.с. Т.В.Ша-миной, О. Н.Мироненко - сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института по креплению скважин и бу -ровым растворам.
Ответственный за выпуск О.Н.Мшроненко Редактор О.М.Козырева
Формат 60x84 1/16 |<л, Усл.печ.л. 0,4
Ротапринт ВНИИКРнефти, г.Краснодар, ул.Мира, 34
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
Инструкция по применению материала РД 39-1-468-80 буферного порошкообразного БП-10С Вводится впервые
Приказом Министерства нефтяной промышленности № 665 от 10.12.80 срок введения установлен с 28.12.80
Одним из технологических приемов, направленных на повышение качества цементирования скважин, является применение буферных жидкостей. Их роль сводится к предотвращению явлений коагуляции в зоне смешения буровых и тампонажных растворов, повышению степени вытеснения бурового раствора из эатрубного пространства скважин и удалению рыхлой части глинистой корки со стенок цементируемого канала.
Разработанный во ВНИИКРнефти буферный порошкообразный материал БП-100 предназначен для приготовления буферной жидкости с регулируемой плотностью о г 1,05 до 2,0 г/см3, рекомендуемой к использованию при цементировании обсадных колонн и установке цементных мостов в скважинах с динамическими температурами до 100°С. Она имеет стабильные ре с логические параметры и водоотдачу по прибору ВМ-6 не более 15 см3/30 мин. Получаемая бу -ферная жидкость служит для разделения всех типов буровых растворов на водной основе различных плотностей и составов с минерализацией до 1по от тампонажных смесей.
Буферный материал БГ1-10С представляет собой затаренную в полиэтиленовые мешки порошкообразную смесь специального вида лигнина с добавками кальцинированной соды и КМЦ. Масса материала в одном мешке 29,5-30,5 кг, гарантийный срок его хранения 12 месяцев. Срок хранения приготовленной буферной жидкости не ограничен.
1. ЛАБОРАТОРНАЯ ПРОВЕРКА ПРИГОДНОСТИ БУФЕРНОЙ ЖИДКОСТИ
1.1. Для приготовления буферной жидкости растворяют порошок БП-100 в воде при массовом соотношении 1:3. Для перемешивания раствора пригодны любые типы лабораторных мешалок.
Исходная плотность буферной жидкости 1,05-1,06 г/см3; водоотдача по прибору ВМ-6 не более 15 см3/30 мин; вязкость по СПВ-5 после перемешивания раствора в течение 1 часа - Т-20^25 с; структурная вязкость т| ~ 0,01 Па*с; динамическое напряжение сдвига т ^ 1 Па.
1.2. После приготовления буферной жидкости с исходными свойствами её утяжеляют до заданной плотности (если это предусматривается при цементировании). Стабильность утяжеленной буферной жидкости определяют седимен-тационным цилиндром ЦС-2. Разность плотностей верхней и нижней половин столба жидкости после 15 мин покоя не должна превышать 0,1 г/см3.
При утяжелении до плотностей свыше 1,9 г/см3 водо-смесевое отношение неутяжеленной буферной жидкости не -обходимо увеличить согласно таблице.
1.3. Время загустевания тампонажного раствора и его смесей с буферной жидкостью определяют консистометром КЦ-3 или КЦ-5 при соотношении компонентов 9:1. Буферная жидкость не должна сокращать время загустевания тампонажного раствора.
1.4. Растекаемость смесей буферной жидкости с буро -вым раствором при соотношении компонентов 1:9 и 1:1 определяют с помощью конуса АзНИИ. Она не должна быть ниже растекаемости исходных растворов более чем на 20%.
1.5. Определяют время загустевания и растекаемость растворов и их смесей при температурах, соответствующих максимальной динамической температуре в интервале це -ментирования.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО ОБЪЕМА И ПЛОТНОСТИ БУФЕРНОЙ ЖИДКОСТИ
2.1. Потребный объем WB буферной жидкости рекомендуется определять по следующим формулам:
если нижняя разделительная пробка не используется
Wg-O^iCWn+w^) ; (1)
если нижняя разделительная пробка применяется
WB = OfUV^ , (2)
где Vn . Wu, - объемы продавочной жидкости и цементного раствора.
2.2. Для предотвращения проявлений величина WB не должна превышать критического объема WB Кр , равного
(л г Юа'РпЧо VpLn coscx /^к f .
-у (3 )
где .а + —i- при этом
а -- (но не менее 1,03);
lUKn
рР » fs - плотности бурового раствора и неутяжелен -ной буферной жидкости соответственно, г/см3; ос средний зенитный угол в интервале цементирования, град;
Рп - пластовое давление, кгС/см^, на глубине Ln (М), которому соответствует максимальное значение градиента Pn/Ln в открытом стволе скважины;
SK - номинальная площадь кольцевого зазора в интервале от глубины Ln до башмака предыдущей колонны, м^;
V/g - объём буферной жидкости, мэ.
Если по расчётам t то необходимо буферную
жидкость утяжелять до значений
(4)
3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЖИДКОСТИ
3.1. Неутяжеленную буферную жидкость готовят с помощью цементировочного агрегата ЦА через гидроворонку - смеситель или бачок для затворения с обязательной установкой сетчатой перегородки. При отсутствии ИА возможно приготовление буферной жидкости в глиномешалке, гидромешалке или осреднительной емкости для приготов -ления тампонажного раствора.
3.2. Первоначально в мерную емкость ЦА набирают пресную техническую воду в объеме, достаточном для по -лучения требуемого количества буферной жидкости (согласно расчёту по п.4).
3.3. С помощью центробежного (плунжерного) насоса ЦА создают круговую циркуляцию воды но схеме *мер-ник-центробежный насос-воронка (или бачок для затворе-ния)-насос агрегата-мерник*.
3.4. В циркулирующую по указанной схеме воду вводят порошок БП-100, засыпая его постепенно из мешков в воронку-гидросмеситель или в одну из частей бачка для затворения, размывая в последнем случае порошок струей воды.
3.5. Круговую циркуляцию в процессе приготовления буферной жидкости осуществляют в течение 1-1,5 ч для обеспечения полного распускания порошка БП-100 в воде.
3.6. Неутяжеленная буферная жидкость считается при-годной к использованию после достижения вязкости 20 с по СПВ-5.
3.7. Утяжеляют буферную жидкость баритом или другим гидрофильным утяжелителем. Водосмессвое отношение
в неутяжеленной буферной жидкости принимается с учётом нижеприведенной таблицы. Условная вязкость исходной неутяжеленной буферной жидкости перед вводом утяжелите -ля должна быть не менее 22 с по СПВ-5.
3.8. Утяжеляют буферную жидкость с помощью смесителя 2 СМН-20, загруженного сухим утяжелителем (расчётной массой) по схеме затворения тампонажного раст -вора. При этом в качестве жидкости затворения используют предварительно приготовленную неутяжеленную бу -ферную жидкость ( рв = 1,05-1,06 г/см3).
Рекомендуется устанавливать в смесительное устрой -ство штуцер диаметром 12 мм, а подавать неутяжеленную буферную жидкость в смесительное устройство при дав -лении 0,6-1 МПа. Контролировать плотность и закачивать утяжеленную буферную жидкость в скважину одновременно с её утяжелением.
3.9. При отсутствии 2 СМН-20 или в случае высокой влажности барита утяжеляют буферную жидкость через гидросмесительную воронку или в глиномешалке, вводя расчётное количество утяжелителя. В целях исключения частичного выпадения утяжелителя в осадок оставлять утяжеленную жидкость в покое не рекомендуется.
3.10. Буферную жидкость следует утяжелять и закачивать в скважину непосредственно перед началом затворения тампонажного раствора,
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУФЕРНОЙ ЖИДКОСТИ
4.1. Расход материалов для приготовления 1м3 буферной жидкости зависит от требуемой её плотности и определяется по таблице. |
р» г/см3 |
1i.os| |
рТ| |
1 А-а |
I 1.3 |
11*4 |
Тч |
fZTj |
1.7 |
JTTf |
1.9 |
1 2 |
■»В |
м3 |
1 |
1 |
0,96 |
0,93 |
0.0 |
0.87 |
0,85 |
0,81 |
0,70 |
0,74 |
0.7 |
|
м3 |
СО
Г*
О |
0,78 |
0,75 |
0,72 |
0,60 |
0,66 |
0,66 |
0,61 |
0,09 |
0,56 |
0,53 |
9вп
Чу |
кг |
260 |
260 |
260 |
240 |
230 |
220 |
220 |
200 |
200 |
185 |
145 |
кг |
0 |
50 |
200 |
300 |
400 |
560 |
720 |
800 |
1050 |
1300 |
1500 |
В<* |
|
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3:1 |
3,5:1 |
3,5:1 |
|
Примечание. 'Шб- удельный объем неутяжеленной буферной жидкости, потребной для приготовления 1м3 утяжеленной буферной жидкости соответствующей плотности;
го в - удельный расход воды для приготовления неутяжеленной буферной жидкости объемом wE ;
9ВП - удельный расход материала БП-100 для приготовления буферной жидкости объемом тоБ ;
9у — удельный расход барита для получения 1 м3 буферной жидкости требуемой плотности;
ВС - водосмесевое отношение воды и БП-100 в растворе.
4.2. Пример. Определить необходимые объемы воды и БП-100 для приготовления неутяжеленной ( Рв^.Обг/см3) буферной жидкости =3 м3.
1) согласно таблице найдем необходимый для этого объем воды
WB = =0,78*3=2,34 м3;
2) рассчитаем потребную массу порошка БП-100 Обп= =0,26*3=0,78т=7 80/30=26 мешков.
4.3. Пример. Определить необходимые объемы барита, воды и БП-100 для получения буферной жидкости плотностью 1,6 г/см3 в объеме WBy = 5 м3.
4.3.1. Для приготовления исходной неутяжеленной буферной жидкости объемом Wg = ЗДб^бу =0,85*5= 4,25 м3 необходимо:
1) воды в объеме гов^Бу =0,66*5=3,3 м ;
2) материала БП-100 =0,22*5=1,1 т = =1.100/30=37 мешков.
4.3.2. Для утяжеления этой буферной жидкости до плотности 1,6 г/см3 потребуется барита массой
А. И. Булатов Р. Ф. У ханов
Gy = 9yWBy= 0,72*5=3,6 т.
Директор ВНИИКРнефти
Зав.сектором буферных жидкостей и режимов цементирования