Уплотняющиеся буферные жидкости и способы их применения - RU2015118699A

1. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий:

разработку буферной жидкости для соответствия по меньшей мере одному свойству в предопределенных условиях ствола скважины, где свойство выбрано из группы, состоящей из: (i) предела текучести от приблизительно 25 Паскаль до приблизительно 250 Паскаль, (ii) статического напряжения сдвига геля от приблизительно 70 фунт-силы/100 фут² (137 Па) до приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па), (iii) предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа) и (iv) неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа);

использование буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и

обеспечение по меньшей мере для части буферной жидкости возможности уплотнения в стволе скважины, и где часть буферной жидкости уплотняется в стволе скважины для соответствия определенному свойству.

2. Способ по п. 1, где буровой раствор содержит буровой раствор на масляной основе.

3. Способ по п. 1, где буферная жидкость содержит цементную печную пыль.

4. Способ по п. 1, где буферная жидкость содержит известковую печную пыль.

5. Способ по п. 1, где буферная жидкость содержит печную пыль в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе буферной жидкости.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий введение цементной композиции в затрубное пространство ствола скважины после буферной жидкости, где буферная жидкость отделяет цементную композицию от бурового раствора.

7. Способ по п. 1, дополнительно включающий выполнение проверки качества связывания для части буферной жидкости в затрубном пространстве ствола скважины для измерения связывания уплотнившейся буферной жидкости с ветвью трубопровода в стволе скважины.

8. Способ по п. 1, где буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).

9. Способ по п. 1, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из добавки для контроля свободной воды, облегчающей добавки, пенообразующего средства, вспомогательного цементирующего материала, утяжеляющего средства любого пригодного размера, придающего вязкость средства, средства для контроля поглощения воды, материала для изоляции, добавки для контроля фильтрации, диспергирующего средства, пеногасителя, ингибитора коррозии, ингибитора образования отложений, облагораживающего пласты средства, увлажняющего поверхностно-активного вещества и любой их комбинации.

10. Способ по п. 1, где буферная жидкость содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любой их комбинации.

11. Способ по п. 1, где буферная жидкость содержит по меньшей мере один цементирующий материал, выбранный из группы, состоящей из портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, сверхтонкого цемента, шлака, зольной пыли, золы из рисовой шелухи, пумицита, гипса и любой их комбинации.

12. Способ по п. 1, где часть буферной жидкости уплотняется

в стволе скважины с получением статического напряжения сдвига геля от приблизительно 70 фунт-силы/100 фут² (137 Па) до приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па) и/или предела текучести от приблизительно 25 Паскаль до приблизительно 250 Паскаль.

13. Способ по п. 1, где часть буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа).

14. Способ по п. 1, где часть буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа).

15. Способ по п. 1, где часть буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 8 часов или менее.

16. Способ по п. 1, где часть буферной жидкости уплотняется с развитием статического напряжения сдвига геля приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па) или более за время от приблизительно 10 минут до приблизительно 8 часов.

17. Способ по п. 1, где уплотнившаяся часть буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 45 минут или менее.

18. Способ по п. 1, где предопределенные условия в стволе скважины включают температуру и давление.

19. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий:

использование уплотняющейся буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и

обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 4 часа или менее.

20. Способ по п. 19, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит цементную печную пыль.

21. Способ по п. 19, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любой их комбинации.

22. Способ по п. 19, дополнительно включающий введение цементной композиции в затрубное пространство ствола скважины, где уплотняющаяся буферная жидкость отделяет цементную композицию от бурового раствора.

23. Способ по п. 22, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением времени перехода, более короткого, чем время перехода цементной композиции.

24. Способ по п. 19, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 45 минут или менее.

25. Способ по п. 19, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 20 минут или менее.

26. Способ по п. 19, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа).

27. Способ по п. 19, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа).

28. Способ по п. 19, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется с развитием статического напряжения сдвига геля приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па) или более за время от приблизительно 10 минут до приблизительно 8 часов.

29. Способ по п. 19, где уплотняющаяся буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).

30. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий:

использование уплотняющейся буферной жидкости для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и

обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 45 минут или менее.

31. Способ по п. 30, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит цементную печную пыль.

32. Способ по п. 30, где уплотняющиеся буферная жидкость содержит по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любой их комбинации.

33. Способ по п. 30, дополнительно включающий введение цементной композиции в затрубное пространство ствола скважины, где уплотняющаяся буферная жидкость отделяет цементную композицию от бурового раствора.

34. Способ по п. 33, где время перехода части уплотняющейся

буферной жидкости является более коротким, чем время перехода цементной композиции.

35. Способ по п. 30, где время перехода части уплотняющейся буферной жидкости составляет приблизительно 20 минут или менее.

36. Способ по п. 30, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением предела текучести при сжатии от приблизительно 1 psi (7 кПа) до приблизительно 2000 psi (13790 кПа).

37. Способ по п. 30, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется в стволе скважины с получением неограниченной прочности при одноосном сжатии от приблизительно 5 psi (34 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа).

38. Способ по п. 30, где часть уплотняющейся буферной жидкости уплотняется с развитием статического напряжения сдвига геля приблизительно 500 фунт-силы/100 фут² (978 Па) или более за время от приблизительно 10 минут до приблизительно 4 часов.

39. Способ по п. 30, где уплотняющаяся буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).

40. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий:

введение уплотняющейся буферной жидкости в затрубное пространство ствола скважины для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины; и

обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины;

где уплотняющаяся буферная жидкость содержит воду и по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния,

кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любой их комбинации; и

где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 4 часа или менее.

41. Способ по п. 40, где буровой раствор содержит буровой раствор на масляной основе.

42. Способ по п. 40, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, и печная пыль содержит цементную печную пыль.

43. Способ по п. 40, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, и печная пыль содержит известковую печную пыль.

44. Способ по п. 40, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, и печная пыль присутствует в уплотняющейся буферной жидкости в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе уплотняющейся буферной жидкости.

45. Способ по п. 40, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит зольную пыль, шлак, пумицит, известь и/или барит.

46. Способ по п. 40, дополнительно включающий введение цементной композиции в затрубное пространство ствола скважины после уплотняющейся буферной жидкости, где уплотняющаяся буферная жидкость отделяет цементную композицию от бурового раствора.

47. Способ по п. 40, где буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).

48. Способ по п. 40, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 45 минут или менее.

49. Способ по п. 40, где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем перехода приблизительно 20 минут или менее.

50. Способ вытеснения бурового раствора, расположенного в затрубном пространстве ствола скважины, включающий:

введение уплотняющейся буферной жидкости в затрубное пространство ствола скважины для вытеснения по меньшей мере части бурового раствора из затрубного пространства ствола скважины;

обеспечение по меньшей мере для части уплотняющейся буферной жидкости возможности уплотнения в затрубном пространстве ствола скважины; и

измерение свойств уплотнения части уплотняющейся буферной жидкости в затрубном пространстве ствола скважины.

51. Способ по п. 50, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит цементную печную пыль.

52. Способ по п. 50, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит известковую печную пыль.

53. Способ по п. 50, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, и где печная пыль присутствует в уплотняющейся буферной жидкости в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе уплотняющейся буферной жидкости.

54. Способ по п. 50, дополнительно включающий введение цементной композиции в затрубное пространство ствола скважины после уплотняющейся буферной жидкости, где уплотняющаяся буферная жидкость отделяет цементную композицию от бурового раствора на масляной основе.

55. Способ по п. 50, где уплотняющиеся буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).

56. Способ по п. 50, где часть уплотнившейся буферной жидкости образует связь между подземным пластом и ветвью трубопровода, расположенной в стволе скважины, или между ветвью трубопровода и более крупным каналом, расположенным в стволе скважины, и где качество связывания измеряют для связи, образованной уплотняющейся буферной жидкостью.

57. Способ по п. 50, где стадия измерения свойств уплотнения включает выполнение проверки качества связывания.

58. Способ оценки буферной жидкости для применения в разделении бурового раствора и цементной композиции в стволе скважины, включающий:

предоставление буферной жидкости; и

измерение времени перехода буферной жидкости.

59. Способ по п. 58, где время перехода буферной жидкости составляет приблизительно 45 минут или менее в условиях ствола скважины.

60. Способ по п. 58, где время перехода буферной жидкости составляет приблизительно 20 минут или менее при температуре в диапазоне от приблизительно 40°F (4°C) до приблизительно 300°F (149°C) и давлении в диапазоне от приблизительно 2000 psi (13790 кПа) до приблизительно 10000 psi (68950 кПа).

61. Способ по п. 58, дополнительно включающий измерение прочности при сжатии буферной жидкости.

62. Способ по п. 58, дополнительно включающий: предоставление цементной композиции, измерение времени перехода цементной композиции и сравнение времени перехода цементной композиции и времени перехода буферной жидкости.

63. Способ по п. 62, где время перехода буферной жидкости является более коротким, чем время перехода цементной композиции.

64. Способ оценки буферной жидкости для применения в разделении бурового раствора и цементной композиции в стволе скважины, включающий:

предоставление буферной жидкости; и

измерение времени нулевого гелеобразования буферной жидкости.

65. Способ по п. 64, где время нулевого гелеобразования буферной жидкости составляет приблизительно 4 часа или менее в условиях ствола скважины.

66. Способ по п. 64, дополнительно включающий измерение прочности при сжатии буферной жидкости.

67. Способ по п. 64, дополнительно включающий:

предоставление цементной композиции, измерение времени нулевого гелеобразования цементной композиции и сравнение времени нулевого гелеобразования цементной композиции и времени нулевого гелеобразования буферной жидкости.

68. Способ по п. 67, где время нулевого гелеобразования буферной жидкости является более длительным, чем время нулевого гелеобразования цементной композиции.

69. Уплотняющаяся буферная жидкость, разделяющая буровой раствор и цементную композицию в стволе скважины, содержащая:

воду; и

по меньшей мере одну добавку, выбранную из группы, состоящей из печной пыли, гипса, зольной пыли, бентонита, гидроксиэтилцеллюлозы, силиката натрия, полых микросфер, гильсонита, перлита, газа, органического полимера, биополимера, латекса, резиновой муки, поверхностно-активного вещества, кристаллического диоксида кремния, аморфного диоксида кремния, кварцевой муки, высокодисперсного диоксида кремния, наноглины, соли, волокна, гидрофильной глины, золы из рисовой шелухи, сверхтонкого цемента, метакаолина, цеолита, сланца, пумицита, портландцемента, портландцемента, перемолотого с пемзой, барита, шлака, извести и любой их комбинации; и

где часть уплотняющейся буферной жидкости обладает временем нулевого гелеобразования приблизительно 4 часа или менее.

70. Уплотняющаяся буферная жидкость по п. 69, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, где печная пыль содержит цементную печную пыль.

71. Уплотняющаяся буферная жидкость по п. 69, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль, где печная пыль содержит известковую печную пыль.

72. Уплотняющаяся буферная жидкость по п. 69, где уплотняющаяся буферная жидкость содержит печную пыль в количестве в диапазоне от приблизительно 1% до приблизительно 60% по массе уплотняющейся буферной жидкости.

73. Уплотняющаяся буферная жидкость по п. 69, где уплотняющаяся буферная жидкость является вспененной и обладает плотностью в диапазоне от приблизительно 4 фунтов на галлон (479 г/л) до приблизительно 13 фунтов на галлон (1558 г/л).