РД 39-1-468-80
Инструкция по применению материала буферного порошкообразного БП-100

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 1^по 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 W_B буферной жидкости рекомендуется определять по следующим формулам:

если нижняя разделительная пробка не используется

Wg-O^iCWn+w^) ;    (1)

если нижняя разделительная пробка применяется

W_B = O_fUV^ ,    (2)

где Vn . Wu, - объемы продавочной жидкости и цементного раствора.

2.2. Для предотвращения проявлений величина W_B не должна превышать критического объема W_{B К}р , равного

(_л г Юа'РпЧо V^pLn 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;

Р_п - пластовое давление, кгС/см^, на глубине L_n (М), которому соответствует максимальное значение градиента P_n/L_n в открытом стволе скважины;

S_K - номинальная площадь кольцевого зазора в интервале от глубины L_n до башмака предыдущей колонны, м^;

V/g - объём буферной жидкости, м^э.

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 w_E ;

9_ВП - удельный расход материала БП-100 для приготовления буферной жидкости объемом то_Б ;

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

W_B =    =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 W_By = 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    го_в^_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

Gy = 9yW_By= 0,72*5=3,6 т.

Директор ВНИИКРнефти

Зав.сектором буферных жидкостей и режимов цементирования