Полимерный буровой раствор

 

ПОЛИ№РНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий минерализованную воду. каустическую соду, конденсированную сульфит-спиртовую барду и соединение, хрома, отличающийся тем, что, с целью, улучшения качества раствора за счет снижения пластической вязкости и динамического напряжения сдвига при одновременном снижении удельного расхода соединения хрома, в качестве соединения хрома он содержит хромовый ангидрид при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Конденсированная сульфитспиртовая барда15-18 Хромовый ангидрид 0,4-0,7 Каустическая сода 1,25-1,5 Минерализованная (Л водаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5В С 09 К 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHONIY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ (21) 3320884/23-03 (22) 23.07.81 (46) 30.03.83. Бюл.- В 12 (72) В.И.Леонидов, И.Г;Бирюкова;

Г.И.Исаева и Е.Б.Беличенко

:(71)Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.243.144 ° 3(088.8) (56) 1. Полимерные буровые растворы за рубежом. Обзорная информация.

Нефтяная промышленность, сер. "Буре.ние", М., ВНИИОЭНГ, 1980.

2. Aвторское свидетельство СССР

Р 897833, кл. С 09 К 7/02, 1982 (прототип). (54)(57) ПОЛИМЕРНЬ1й БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий минерализованную воду, „.Я0„„1 008231 А каустическую соду, конденсированную сульфит-спиртовую барду и соединение хрома, отличающийся тем, что, с целью. улучшения качества раст. вора за счет снижения пластической вязкости и динамического напряжения сдвига при одновременном снижении удельного расхода соединения хрома, в качестве соединения хрома он содержит хромовый ангидрид при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Конденсированная сульфитспиртовая барда 15-18

Хромовый ангидрид О, 4-0, 7

Каустическая сода 1,25-1,5 е

Минерализованная вода Остальное

1008231

0,4-0,7

Таблиц% 1

Параметры раствора

Минералйэация воды,г/л

Хромовый ангидрид

КССБ-2 NaOH

Вода

О-, 3

1,5

82,2

75. 0/О

5,0

15 82 1

1,5 82,0

1,5 84,0

1,5 83,0

0,4

75

3,5

О /О

37

0,5

75

2,5

О /О

0,5

19

8,5

О/О

75

0,5

0/О

3,5

0 5

1,5

80,0

О /О

2,5

0,6

1,5 80 9

9/2 1

2,0

0,7

1,5

80,8

1,5

21/49

0,8

1,5 80,7

1,5 79,1

1,5 79,0 н/т

1,5

290

0,4

75

8/18

2,5

0,5

75

2,0

19/42

21/48

0,6

1,5

78,9

2,0

0,7

1,5

78,8

1,5

290

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, применяемым для промывки скважин, Известны полимерные буровые растворы, которые содержит дорогие и де.фицитные органические .и биополимеры, вследствие чего их практическое применение ограничено (1) .

Наиболее близким техничеcKHM решением к предлагаемому является полимерный буровой раствор (2), в котором содержится, вес.%:

КССБ-2 16-20

Бихромат калия или 15 натрия 2,5-4

Каустио ческая сода 1-2,5

Высоко- 20 минерализованная вода Остальное

Недостатками этого раствора являются относительно высокие реологи- 75 ческие свойства и большой удельный расхОд (по отноШению к КССБ-2) бихромата.

Состав раствора, вес.%

Цель изобретения — улучшение качества раствора эа счет снижения

«пластической вязкости и динамического напряжения сдвига при одновременном снижении удельного расхода соединения хрома.

Поставленная цель достигается тем« что в известном полимерном буровом растворе, содержащем минералиэованную воду, каустическую соду, конденсированную сульфит-спиртовую барду и соединение хрома, в качестве соединения хрома содержится хромовый. ангидрид, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Конденсированная сульфитспиртовая барда 15-18

Хромовый ангидрид

Каустическая сода 1,25-1,5

Минерализованная вода Остальное

В табл.1 приводятся результаты лабораторных испытаний по определению влияния состава раствора на его параметры.

Вяз- В, см СНС «/ю

3 кость с мг/см

1008231

1 Продолжение табл. 1

Йинерализация воды,г/л

Параметры раствора

Хромовый ангидРид

160

0,4

О/О

1,5

83,1 29 5,0

34 4,5

0/О

0,7

1,5

82,8

160

0,4

1 5

82,1

160

2/7

36 3,5

160

81,8, 0,7

1 5

42 . 2 5

38 - 3,0

40 2,0

26 2,5

23 2,0

6/9

160

0,4

1,5

81,1.

4/12

80,8 0,7

1,5

160

10/21

160

0,4

1,5

80,1

14/21

0,5

1;5

80,0.

160

19/28

23 2,0

0,7

1,5

79,3

160

8/14

1,0. 290

18.

1,5

79,5 н/т 3,0

42 1,5 .38 3,0

28 5,0

160

0,4 15

1,25

83,3

2,8/5,2

3,8/7,8

7,2/15,6

300

0,7

1,25

83,0

300

1,25.1,0

82,7

300

Состав раствора, вес.В

КССБ-2 М"а ОН Йода

Ф

Содержание КССБ-2. в пределах 1518% обусловлено тем, что при использовании высокоминералиэованной воды с общей с минерализацией выше 75 г/л при содержании КССБ-2 менее 15Ъ раст-49 вор получается с повыаенной водоотдачей, а добавка более 18% становится излишней, так как приводит к перерасходу реагента и повыаению вязкости раствора. 45

Уменьшение содержания хроМового ангидрида менее 0,4% замедляет процесс структурирования раствора, а увеличение содержания его более

0,7% сйособствует более быстрому загустеванию полимерного бурового раствора.

Вяз- В, см 1НС (ю кость, . мг/см с

Содержание каустической соды в . пределах 1,25-1,5% обусловлено необходимостью прекращения процесса,загустевания полимерного бурового раствора. Указанные пределы связаны со степенью минералиэации воды, однако необходимость добавки каустической соды более 1,5 вес.% отпадает даже при полном насыщении воды солями.

Вода может быть минералиэнвана солями кальция, магния, натрий и калия..

В табл.2 показано преимущество оптимального состава предлагаемого раствора йо сравнению с прототипом.

1008231

Таблиц а 2

I Ф»

Параметры растворов

Раствор

Удельный расход хрома по отношению к КССБ-2

В, см

СНС, мг/см

Я р, г/см динамическое напряжение сдви ra, диí jcM2

Т, с пластическая вязкость сП 10

По прототипу 1,15

Предлагаем й. 1,14

3 6 48 75

130

7,06

71 39

101

1,84

3 20

П р и м е ч а н и е. Общая минерализация воды, использованной для приготовления полимерного бурового раствора 189561 мг/л (Ca 13427 мг/л, М9+ 1946 мг/л, Ма. + К 56879 мг/л).

Составитель В.Ягодин

Редактор Е.Кинеев Техред N.Tenep Корректор fO. Мак арен ко

Заказ 2268/34 Тираж 637 подписное

ВНИИПИ Государственного коьятета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

По сравнению с прототипом предла. гаемый полимерный буровой раствор обладает более низкими значениями пластической вязкости и динамического напряжения сдвига, что обеспечит улучшение очистки забоя от выбу- ЗО ренной породы, уменьшение гидравли ческих сопротивлений и повышение технико-экономических показателей бурения (механической скорости,.проходки на долото). 35

Приготовление предлагаемого полимерного бурового раствора на буровой установке осуществляется по следую.щей схеме: в мешалку объемом. 4 м заливается 2 м минерализованной воды 4р в которой растворяется расчетное количество хромового ангидрида, а затем вводится необходимое количество

КССБ-2 при периодическом перемешиванин и доливе воды так, чтобы к концу загрузки КССБ-2 мешалка была полностью заполнена.

После этого осуществляется перемешивание до получения условной вязкости по СП — 5 45-50 (30-40 мин при температуре окружающей среды не менее 20 С, затем. в мешалку эагружао ется каустическая в сода (лучше в виде 50%-ного водного раствора) и смесь перемешивается еще 5 мин.

Готовый полимерный раствор откачивается в накопительную емкость.

Расход полимерного раствора при бурении части ствола скважины (1000 м) глубиной 3000 м колеблется в пределах 500-550 м3.

В случае применения хромового ангидрида по каждой скважине получена экономия 3094 руб.