Буровой раствор
БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, хлорид калия, известь, .лигнитный материал и воду/ отличающийся тем, что, с целью улучшения качества бурового раствора за счет повышения его ингибирующих свойств, дополнительно содержит продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила, а в качестве лигнитного материала содержит углещелочной реагент при следукицем соотношении компонентов,- вес. %: 3-15 Глина Хлорид ка2-10 лия 0,5-2 Известь Углещелоч0 ,5-2 ной реагент Продукт щеi лочного гидролиза поли (/) 0,5-2 акрилонитрила Остальное Вода
СОК)Э СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (I9) (Н) З(511 С 09 К 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3-15
2-10
О, 5-2
0,5-2
0,5-2
Остальное .(21) 3421139/23-03 (22) 28.01;82 (46) 07.08.83. Бюл. 9 29 (72) Н.Х. Титоренко, A.Ã. Розенгафт, Л.Н. Смирнова, В.3. Лубан и З.Ю. Гинковская (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (53) 622 ° 243 ° 144 ° 3 (088.8). (56) 1. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., "Недра", 1972, с. 336-344.
2. Патент США Р 4033893, кл. 252-8,5А, опублик. 1977 (прототип). (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержа- . щий глину, хлорид калия, известь,,лигнитный материал и воду, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества бурового раствора за счет повышения его ингибирующих свойств; дополнительно содержит продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила, а в качестве лигнитного материала содержит углещелочной реагент при следующем соотношении компонентов, вес. В:
Глина
Хлорид калия
Известь
Углещелочной реагент
Продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила
Вода
1033524
Продукт щелочного гидролиэа полиакрилонитрила
Вода
О, 5-2
Остальное
3-15
Глина
Хлорид калия
Известь
Углещелочной реагент
2-10
0 5-2
0,5-2
Изобретение относится к бурейию нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяемым при бурении в осложненных усло
Виях.
Известны буровые растворы для бурения в осложненных условиях, ин гибирующий эФФект которых обеспечивается известью 1 $.
Недостатком этих буровых растворов является низкий ингибирующий tO уровень вследствие малой растворимости извести.
Известен буровой раствор, содержащий глину, хлорид калия, известь, лигнитный материал и воду f2 ).
Недостатком этого раствора является низкий уровень ингибирования в приемлемых для бурения осложнен ных условиях. Это объясняется тем, что лигнитные материалы обеспечивают малые величины водоотдачи лишь при весьма малом содержании ионов калия в растворе (не более
0,5-0,8% ). При содержании ионов калия в растворе, обеспечивающем высокий уровень ингибирования {при содержании ионов калия более 0,8% ), раствор имеет большие значения водоотдачи (более 40 см з/30 мин
Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за. 30 счет повышения его ингибирующих свойств.
Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, хлорид калия, известь, З5 лигнитный материал и воду, дополнительно содержит продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила, а в качестве лигнитного материала содержит углещелочной реагент при сле- 40 дующем соотношении компонентов, вес. Ъ
При проведении испытаний калийноизвесткового раствора в качестве лигнитного материала применяется углещелочной реагент, выпускаемый отечественной промышленностью по
ТУ 39-01-247-76; в качестве продукта щелочного гидролиза полиакрилонитрила — гипан по ТУ 6-01-166-74 и приготовленный в лабораторных условиях продукт. гидролиза порошкообраэного полиакрилонитрила или продукт гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон" при соотношении полиакрилонитрила со щелочью 1г0,7.
Исследования показали, что в системе данного бурового раствора . примененные образцы продуктов гидролиза полиакрилонитрила идентичны.
Новый калийно-известковый буровой раствор был исследован в лабораторных условиях. Раствор был приготовлен поочередным введением компонентов в водную суспензию глинистого материала с последующим перемешиванием смеси при помощи лабораторной мешалки при 3000 об./мин.
Для приготовления 1000 r раствора берут 790 r воды и 100 г бентонита. Смесь перемешивается 2 ч, после чего вводятся 60 r хлористого калия, 20 r извести,,15 г продукта щелочного гидролиза полиакрилонитрила и 15 r лигнитного материала (УЩР ). Смесь перемешивается в течение 3 ч, после чего эамеряются показатели раствора.
Составы исследуемых растворов и их показатели приведены в табл.1.
Для сравнительных данных были проведены лабораторные работы по известному раствору на отечественном сырье. Данные представлены в табл. 2.
1033524
«1». Ф»Ф
CO CO СО CO
I. 1
l ! 14 хо
ы и м о
Ф аа ър сч о ! 1 сО сО, сО m сОгсО м
1» о о ж
0 ъ an, ID
3: ох
Ы Ф!
I I
1» 1
I
1
I
1
«У «! сО
I с
1
I:
I
1
»Р
cv с Я
Q Q !сс
СЧ»О»-! Н н а
"с а an»»ъ . а (Ч
»»Ъ»»Ъ н м. а ch н
Оъ.н а а <ъ»ъ . с»Ъ (Ч N
«Ф СЧ Н
» Ъ СО
«у 4Ч»В
«Г Ъ
»-»»-»
I !
1 с
»! 1Н
1 н о
Р ) с»Ъ о (Ч
I ,I
I
I
1
I
1 с»Ъ
1 о с
1»
Ъ а сО о.о о с»С
Н»!
° ») -„И с» ц> 1С> а Цъ о ооо с с с с
»»-» н н»-»
Г ц> аА о о о с с
»» н»»
\Р о с
»-» а о о
«с н н
«!» о с
» »
ОЪ О»О о,о»о с н !
1 ! о с
1о
»-»
I а
ОЪ О с с о о ь н аА а Цъ с с с с
m о нОъОь н.о ul а с с с.,ОъОь !о о сп Оъm н н .»-1 г с о
» н с о н
1
1
1 IA
«
1 н
I
r5 4
Ж g iO»ю х х с,я ао
М ЯФ Э ц хна а*аа а а аа а Р а<"ъа с с с с с с
Ф!»44»»! »юо
an ln с М
»Ч <Ч Н а с
»-4 а а1аа а а апап а с с с с с с с с с с
< ! »н »»
l
I а с н
1 1 Х о ! нооаюм
О!Си! Ц а эо мх о маях ци
»aI
Ц
I МЖ оа1:но жз III
C4 X laI
an aA РЪ с н о аА с о
1
I
1
l
I
I ! а с
»-»
1
I с
IaI н ож ф ° !
Ъ! Q
О) ф
Ж !!! аа а а „„„, а о ааа с с с с к с н но o "! СЧН
\ а»A а с с . с
»-»»-»»-!!
I.
I. а с цъ р ЦЪ Ч СЧ O eq ЦЪ н»
r (jP I
Ы °
u Q
М (II
I!I
I
1 ! »Ч
1.
aaI »»»»
I Ж" ° хо
I Ц Ф
an ul t
Ю с
С-> Ch Н ср сОIаРm! Г» !Ц
1 ! . I ,I
l
I
1 аА
« г
1m
1 а с с
О ОЪ
CO W CO аА
»-»
СО
Г а а а tA а а а с
;. ° . с С, с с с (О О, «у ° »» IA «aI aO «!»»» со;д. г Г 00 СО Г Г m с»!Ъ ф ° цо ое Щ aal
„! I
Еч !
1 1
I
1
I
I
Я l
Cb
Н 1
1
I
СЧ «»
»»Ъ ОЪ сч: С Ъ
»!! н о
»!!
И а. aCi ! сч, а сО сч !-- «Й а Ф ОЪ
»-»
»-» а ch сЧ»Ъ сЧ Оъ оо!
»Ч»Ч СЧ
1033524
Из табл. 1 видно, что оптимальное количество продукта щелочного гидролиза полиакрилонитрила или
его производных находится в пределах 0,5-2 вес.%. При содержании продукта щелочного гидролиза поли . акрилонитрила или его производных в количестве менее 0,5 вес.% их действия не проявляются. Так, при содержании его в количестве 0,3 вес.% несмотря на сравнительно большое со- 10 держание хлорида калия (б вес.% ), извести(1,5 вес.% )и лигнитного материала (1,5 вес.% ), водоотдача раствора равняется 18 см /30 мин, а коэффициент устойчивости — 74%. 15
При повышении содержания про- дуктов гидролиза полиакрилонитрила до 0,5 вес.% водоотдача при прочих равных условиях достигает 9 см З/
30 мин, а коэффициент устойчивости до 85%. При содержании продукта щелочного гидролиза полиакрилонитрила 2 вес.% водоотдача раствора снижается до 4 см /30 мин, а коэффициент устойчивости повышается до 86%.
При дальнейшем повышении содержания продукта щелочного гидролиза полиакрилонитрила снижение водоотдачи и повышение коэффициента устой-. чивости аргиллита не происходит, 30 что свидетельствует о нецелесообразности дальнейшего повышения содержания реагента в буровом растворе.
Оптимальное количество лигнитного 35 материала в буровом растворе находится в пределах 0,5-2 вес.%, так как при его содержании менее
0,5 вес.%, действие лигнитного материала еще не проявляется и водоотдача раствора находится на уровне 19 см /30 мин, а коэффициент устойчивости - 76%.
Увеличение содержания лигнитного материала сверх 2 вес.% нецелесообразно, так как при этом не происходит существенного снижения водоотдачи и повышения коэффициента устойчивости аргиллитов.
Поддержание содержания хлорида калия в пределах менее 2 вес.% нецелесообразно из-за низкого коэффициента устойчивости аргиллита.
Максимальный уровень коэффициента устойчивости аргиллита наблюдается при содержании хлорида калия 10вес.%.
Увеличение содержания хлорида калия сверх 10 вес.% нецелесообразно, так как при этом не наблюдается повышения ингибирующего действия.
Минимальное количество извести, при котором начинает проявляться ее действие, находится в количестве
0,5 вес.%. При содержании ее в количестве 0,3 вес.% водоотцача еще находится йа уровне 12 см /30 мин.
При содержании извести в количестве 0Ä5 вес.% происходит резкое снижение водоотдачи до 7 смз/30 мин, а при ее содержании 2 вес.% — до
4 5 см3/30 мин.
Повышение содержания извести сверх 2 вес.% нецелесообразно, так как при этом не наблюдается существенного повышения качества бурового раствора.
1033524 в х
1 1
I Х
I &(СФ Х ехо( I Д Э Р О <(0 охуо
СЧ 00 1 aO O
РЪ (СЧ РЪ СЧ
I )
ГЪ! о
СЧ СЧ
I н
I I
I 1
СЧ (us! жо! u
1 4 й
1 (I I
Ф lA СЧ
О\ Н4
Ф Ch (") С"Ъ
ФО Н о о н(Ф ОЪ
СЪ
СЧ н4 Ф с )
Н IA 00
Ch an
1Ъ с(С Ъ
ССЪ нс о an сФ
Сс
СЧ
Ю
ЧР
СЧ IA tO Ф
ССЪ О
РЪ Ф о m
СО с с о сч Ф Ф Р . СО
С Ъ 3 (I
1 I
1
I
I о а ССЪ О .С Ъ С"Ъ С Ъ сй
ln со ссъ сй РЪ пЪ
СО t Г Ъ Й Г Ъ с(m о
Н! СЧ 0 с н
- Р (Ио
1 Се
I
tA ССЪ 10 о о о с с с с н н
СЧ lO O ч о о с с н(н(н1
ССЪ СО о о о с с с н1 н н
IA lA о о с н(н(0Ъ (an о о о с с с н
IA 1 о с н(1
I
I Ж
I f4
I(an
1( с I оъ о а е и и(1 Я(X 0(Ю
I Р Х ха ° хэ о
Э х э д и Е
ССЪ IA ССЪ ССЪ иЪ ССЪ
1 с с с с с с
1 СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ
I
Ю 0Ъ IA IA IA. с с с с с с3 CV СЧ СЧ СЧ (I,1
1 ссЪ О О с с о н с
IA lA с с
СЧ СЧ
@о .ж
Х о
0I д
СФЪ
ССЪ 0Ъ О с с о о о
an о СЧ с с о
IA lA с с о о
ln lA с с о о
lA lA с с о о
IA lA с с о о
IA ССЪ с с о о
1
1 !
СЧ CV СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ I I
1
I ( (1 (с
1 lsA 00 ( о
1 Э
1 Д
1 III
1 Х
l
1
ССЪ н(сч чР c) сч ю ao ao ю ю Lo чР ао 1О to 10 н! н(1
1 с ф)
0aI о о
Э д о
Щ о ц
Э Э с
v хэ
Х а0( хэо х(до
Ц0("Э (3дд
К х х
- Э
1 И о
1 в
al7 с ъ с
CQ 00
СО 00
ССЪ IA с с о сО
Ch О\ m
О Ъ с а съ о о со
СО . 00 ОЪ ОЪ СО
IA с
РЪ РЪ 0h
ОЪ ОЪ 00
I
I
1 3
I а
I Э
1 ): а
1 I0
1 И
1
1 б
0Ъ an an an
I с с с
СЧ <Ч СЧ ОЪ ОЪ Ь W СЪ СЧ СЧ СЧ СЧ н ч (н ч н.
IA с
СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ O Н С Ъ СЧ
I
I и (с
1
I
00 и
I !
1
1
СЧ
ОП 1
I
С Ъ
1033524
Составитель Г. Сапронова
Редактор С. Лыжова Техред М.,Коштура Корректор A. Повх
Заказ 5557/26 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
Иэ табл. 2 видно, что водоотдача известного бурового раствора при прочих равных условиях значительно превышают водоотдачу предлагаемого бурового раствора. Коэффициент . устойчивости аргиллита значитель1 но меньше такового в предлагаемом растворе.
Таким образом,. предлагаемый калиево-известковый буровой раствор имеет значительное преимущество перед известным.
