Способ приготовления глинистого бурового раствора
1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО РАСТВОРА путем введения в стабилизированный полимером раствор алюмокалиевых квасцов, отличающийся тем, что, с целью повышения ингибирующих свойств раствора, перед введением в последний алюмокалиеёых квасцов производя его дополнительную обработку солями одновалентных металлов. 2. Способ по п. 1, о т-л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве солей одновалентных металлов используют хлорид калия или натрия в количё ,стве 1-5 и 1-25 мас.% к объему раст§ вора соответственно.
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (3% (И) З(511 С0 К 0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕИИ1
I (21) 3351067/23-03
ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР
ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП Й
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (22) 21. 10. 81 (46)07.06.83. Бюл. И 21 (72) А.И.Пеньков, Н.П.Левик, 3.С.Ковалева, Г.В.Черникова, И.А.Иагомедов и Л.В.Гаврилова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.243.144 ° 2(088.8) (56) 1.-Патент СИЛА и 4033893, кл. 252-8.5, опублик. 1977..
2. Авторское свидетельство СССР
Я 883140, кл. С 09 К 7/04, 1979 (прототип).. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО РАСТВОРА путем seeдения в стабилизированный полимером раствор алюмокалиевых квасцов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыаения ингибирующих свойств раствора, перед введением в последний алюмокалиевых квасцов производят его дополнительную обработку солями одновалентных металлов.
2. Способ по и. l, о т л и ч аю щ и " с я тем,,что в качестве солей одновалентных металлов используют хлорид калия или натрия в количестве 1-5 и 1-25 мас.Ф к объему раствора соответственно. 3
1021678
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и, в Част ности, к водным буровым растворам, которые могут быть использованы в неустойчивых глинистых разрезах.
Известен способ приготовления водного бурового раствора, состоящего из бентонитовой глины, гидроксида кальция, гуматов, гидроксида и хлорида калия, которые вводятся в раст" вор одновременно $1 $
Однако этот буровой раствор характеризуется низкой термостойкостью из-за высокой щелочности, трудностью
15 регулирования структурно-механических показателей и недостаточной ингибирующей способностью.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ приготовления глинистого бурового раствора путем введения в стабилизированный .полимером раствор алюмокалиевых квасцов $2).
Однако ингибирующее действие достигается за счет блокирования кати25 онами калия гексагональной структуры трехслойного силиката глинистых минералов и за счет образования хемосорбционного слоя гидроксида алюминия вокруг глинистых частиц. Гидроксид алю- миния получается при реакции взаимодействия алюминиевой соли с гидроксидом калия.
Недостатком этой промывочной жидкости является то, что при разбурива- 35 нии высококоллоидальных и особенно сильно увлажненных гидратированных глинистых пород ингибирующая способность ее оказывается недостаточной для обеспечения устойчивости отвала 40 скважины из-за малого содержания ионов АХ» +; К+ и Ма в системе. Дополнительная обработка алюмокалиевыми квасцами с целью повышения содержания указанных катионов вызывает 45 резкое ухудшение параметров бурового раствора, ведет к перерасходу гидроксида калия,; так как квасцы имеют сильно кислую реакцию.
Целью изобретения является повы- 5р шение ингибирующих свойств раствора.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления глинистого бурового раствора путем введения в стабилизированный йолимером,раствор алюмокалиевых квасцов перед введением в раствор алюмокалиевых квасцов производят дополнительную его обработку солями Ьдновалентных металлов.
В качестве солей одновалентных металлов используют хлорид калия или натрия в количестве 1-5 и 1-25 мас./ к объему раствора соответственно.
В качестве разжижителя в предложенном составе используют лигносульфонаты (окзил, ССБ, СДБ), а в качестве стабилизатора - полисахариды (КМЦ-500 и КМЦ-600) или акриловые полимеры (метас М-14).
Буровой раствор, предварительно обработанный солями одновалентных металлов (КС1 или NaC1), менее чувствителен к дальнейшей обработке алюмокалиевыми квасцами, обладает высоким ингибирующим действием.
Пример. Для сравнения раствора, полученного по предлагаемому способу, с прототипом проводят опыты (см. таблицу).
Буровые растворы готовят из предварительно гидратированного и диспергированного саригюхского бентонита;
Полученная глинистая суспензия обрабатывается сополимером М-14, окзилом, хлористым калием (натрием), алюмокалиевыми квасцами и гидроксидом калия при следующем массовом соотношении компонентов:
Буровой Ингибитор Соли калия раствор (алюмокали- (натрия) евые квасцы) 99 0 5 0,5
98,5 0,5 1
2 3
92 3 5
74,5
0,5 25
Для сравнения предлагаемого способа обработки бурового раствора с прототипом приготавливают глинистые растворы, обработанные М-14, окзилом, алюмокалиевыми квасцами и гидрокси-дом калия.
Параметры приготовленных растворов измеряются на стандартных приборах после термостатирования при 150, 200 С в течение 16 ч.
Результаты лабораторных исследований приведены в таблице.
3 «021678
1
I !
»
I О (м
I !
1
1 ъО
1 OO
1 !
Х
Щ
Ф
О
O.
S ((g
1»
О
О
X м
СЧ
СЧ
СЧ О М\
° с
cv л а
» A сч
СЧ
I !
1 ЛЕ а
I
1.LA
Ю в
m (D
° @с
СО В
С1
Сб (Э с
° Ф О
° ° со в
СЧ
> v г — —
О
С
Щ
С1! 1
1 ° 1
) I ! О
1 Ф
ОЮС
1 Cf СЧ
1 1 ! I O
I 1 вФ
I Ссб % 1
О
1 (а .а
Ю а
0О м
СЧ
1О
Щ
С1
О
Ф 0О
Ф» л (lA lA
»
0О О м а
О
Ф
О
С1
lQ
S с
I
1
1 а ! - Т
I (I
О !
1 °
1 Ссб
1 0ъ
I о
СЧ
Г 1 ! СС I !
» X
О (3 1- LA
1 О
1 I1»
» х
О О
LA. C) ъо LA о ь
° ° а
Ю
1 О
S4
Щ л (- а
O S
О Z
X Ф а Ф ю о а еГ\
Ю
Э О
1- С1 ((б
I к ь
ЪЕ о сч а м
»
CO
- 3
Ю м
Ю о сч
» о
1 !
» ! С1
I (Q
3
1 !
I ! 1
I в !
° . I
1 О о !
ЬС !
1 1 1! 1
LA м о! (g
О
Я («С р 2L
=т
m О,ж ((p CQ и с а
LA
Ю
LA о
lA
Ю сч м
С1
О и
1» д Р
О
tg
О, )S
О
Ф
О
С1
ИЗ м
LA в
I !
I
I ! ! !
1
1 ) ! ! !!
1
1
1
1 О ! LA
1 !
1
I
1
1
I
1 ! ! !
I
1
1 Ю (О т
»ъО OO lA ..3 О СО
LA О .4 о л.а
LA Л Ф
1 ! сч в л
СО QO
01 В 01
I а .Х (II
S К в о
Э Iiо;б Q а
00 Л о о о
1 ! м (м сч сО
Ю
-л- а в cR в
Ф
О =у
О (5 х
I
I °
3
1
1
I
I !
1
3 !
I
1 ! °
I
1 ! (1
l !
1
С
3 !
I»
1 !
1 (1
I !
1
I !
1
1
1 !
I
1
1
Ф с
О
О (:
СО LA М х - о ф a a a (X»- СЧ СЧ
LA В О сЧ
Ф»
СЧ
«Ф в л
CV м, -а СО а LA л
° ° »
Ф
СЧ
lA
° - LA СЧ СЧ
° % ° °
00 00 СО СО о. а о сч
° ° »
0О В OO
В 00 CO
CD
CV C4
СО -Ф
» (D
Ф 00
О М
СЧ
Ю л
СЧ м - 1
° 00
CD . CD в м О в в а
О 1 я) м О м о О о
В ъ- О сч о
° »» СЧ т» LA сч м
О а в
° — О О
° ° °
»- СЧ
СО О
О е»
A В
СО о о
В LA
О О
°, °
СЧ т»
О Я- %° ° » о о
О а
СЧ тО О О а а о е» C4 о О
lA О
СЧ о о о а а ю о о
°, Ф
Ю сч м а и о сч
Ф ° сч о а сч сч а ° A
СЧ СЧ
LA сч а б»- СЧ I а
° а !
LA 1 м m м
» о
lA о
1 I м м л 00
° ° Ю о со а д оо -а -0 в
В ВЛЛВ ВВСО а 00 Со
» ° ф сч в в
В Со CO
Ч> М СО CV м О О КЭ л.
ЧЭ м !
О
CD
Сч
СЧ
CD
I !
1
1
1
I !
1
1 ! !
I
I
1 . I
1 !
1 !
1
I
1
I
I
1 !
I
1021678
Составитель Г. Сапронова
Редактор М. Дылын Техред M.Костик Корректор А.Тяско
Заказ 3983/17 Тираж 639 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
ФилиаЛ ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Из данных этой таблицы видно, что предварительное введение одновалентных катионов в буровой раствор улучшает его ингибир ю4ую способность.
При такой обработке устраняется коаI гулирующее действие квасцов, Качество раствора юф4йе прй вводе одновалентных катионов,. перед обработкой раствора квасцами .
Замеряется поглощение жидкой фазы глинистыми образцами (Ч ), образцами, спрессованными под давлением 40 атм.
Коэффициент водопоглощения образцов, помещенных в раствор, содержа- 15 щий 0,5ь квасцов и гидрооксид калия, составляет 2,23; в растворе, содержащем 33 хлорида калия, он равен 1,95, а при совместной обработке раствора
3 хлористого калия и 0,51 алюмокалие- 2î вых квасцов он снижается до 1,5. Дальнейшее увеличение содержания квасцов приводит к перерасходу гидрооксида калия и не способствует уменьшению коэффициента водопоглощения ° 25
На показатели раствора добавка квасцов свыше 2,53 существенного влияния не оказывает.
Применение предлагаемого способа приготовления бурового раствора в условиях бурения скважин в неустойчивых глинистых отложениях при наличии высоких забойных температур позволяет повысить устойчивость ствола скважин, .снизить опасность прихвата бурильного инструмента, снизить гидравлические сопротивления, а также сократить расход химических реагентов и материалов за счет уменьшения частоты обработок, улучшить качество цементирования скважин. Экономическая эффективность от его использования обеспечивается за счет сокращения сроков строительства скважин из-за предотвращения осложнений, связанных с нарушением устойчивости высококоллоидальных глинистых пород при темпео ратурах от 0 до 200 С; увеличения механической скорости бурения из-за снижения процентного содержания твердой фазы s единице объема бурового раствора; сокращения расхода химических реагентов и материалов из-за предотвращения диспергирования выбуренной породы, а следовательно, уменьшения наработок раствора.
