Буровой раствор и способ его приготовления

 

. 1. Буровой раствор, содержащий глину, силикат натрия, полиакриламид с молекулярной массой менее .e. и воду, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильнос .ти и крепящих свойств раствора при снижении расхода полиакриламида, раствор содержит полиакриламид со степенью гидролиза 3-10% при слетающем соотношении ингредиентов, кг/tfi Глинй25-100 Силикат натрия 2-20 Полиак1 иламид с . молекулярной массой менее, 1 .е. и степенью гидролиза 3-10% . 0,1-0,9 Вода Остальное 2. Способ приготовления бурового раствора путем смешения глины, сили- Q ката натрия,полиакриламидас молекулярной массой менее 1-10у. е. и воды, отличающийс я тем, что, силикат натрия вводят в глину перед введением прлиакриламида или совмест- I но с ним, причем полиакриламид вводят со степенью гидролиза 3-10%. S

COOS СОВЕТСНИХ

Н

РЕСПУБЛИК (!9) (И) у(Я1 C 09 K 7/02

ОПИСАниЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTKT СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЪФ (21) 2995939/23-03 (22) 20.10.80 (46) 15,08.83. Бюл. Р 30 (72) В.N.Рыжов, В.Н.Лебедев, Г.П.Новиков, Н.Д.Белых и В.В.Муравьев (71) Тематическая комплексная экспедиция Производственного геологического обьединения Севзапгеология (53) 622.243.144.3(088.8) (56) 1. Куимов A.Â. Стабильные малоглинистые растворы на основе ГПАА. Разведка и охрана недр,1978, Р 9, с. 32-34, 2. Авторское свидетельство СССР

9 753886, кл. С 09 К 7/02, 1973 (прототип) . (54) БУРОВОЙ РАСТВОР И СПОСОБ ЕГО

ПРИГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1. Буровой раствор, содержащий глину, силикат натрия, полиакриламид с молекулярной массой менее 1 ° 10 .у.е.

6 иводу,отличающийс ятем, что, с целью обеспечения стабильносг.ти и крепящих свойств раствора при снижении расхода полиакриламида, раствор содержит полиакриламид со степенью гидролиза 3-10% при следующем соотношении ингредиентов, кг/мъ

Глина 25-100

Силикат натрия 2-20

Полиакриламид с молекулярной массой менее

1 ° 10 у.е. и степенью гидролиза

3-10Ъ 0,1-0,9

Вода Остальное

2. Способ приготовления бурового раствора путем смешения глины, силн- © ката натрия,полиакриламида с молеку- 3 лярной массой менее 1-10 у.е. и воды, В отличающийся тем, что, силикат натрия вводят в глину перед введением пслиакриламида или совместЕ но с ним, причем полиакриламид вво\ дят со степенью гидролиза 3-10%.

1035050

Кроме того, хотя известный состав в силу меньшего содержания в нем реагента-стабилизатора (полиакриламида) и обладает меньшей стоимостью, чем опйсанные составы, содержание упомянутого реагента-стабилизатора в составе все я;е велико. 60

Недостатком является также то, что глины с водоотдачей глинистой суспенэии большей, чем у тоссорской клики, т.е. глины более низкого кач.:ства, непригодны для приготовления 65

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин в неустойчивых проницаемых породах, в частности для бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые.

Известен буровой раствор и способ

его приготовления, Содержание компонентов в упомянутом растворе следующее, н кг/м

Частично гидролиэо,ванный полиакриламид 0,9-1,2

Глина 50-70

Вода Остальное

Причем использована тоссорская

)глина гидрослюдистокаолинитоного сос-)5 тана с примесью монтмориллонита. Во-. доотдача глинистой суспензии этой глины при удельном весе суспенэии

1,06 г/см составляет 28 смена 30 мин.

Ъ

Полиакриламид имеет молекулярную мас" 20 су более 1000000 у.е. (2000.000+2500.

000 у.е.) и степень гидролиза 30-35%.

Способ приготовления бурового раствора состоит в следующем. Получают глинистую суспензию, стабилизируют эту суспензию путем введения в нее частично гидролиэованного полиакриламида. Причем для гидролиза беруг полиакриламид в ниде товарного продукта (гранулированный или в виде 6- 8Ъ по весу, водного раствора), раство- i ряют его в воде и обрабатынают этот раствор щелочью и кальциниронанной содой при температуре раствора

80-85 С в течение 2-2,5 ч, При этом введение гидрОлизонанного полиакриламида в глинистую суспензию производят после его суточной выдержки, а при введении осуществляют интенсивное перемешинание глинистой суспенэии и полиакриламида н течение 30- 40

40 мин. Гидролизованный на 30-35% полиакриламид с указанной молекулярной массой удовлетворительно совмещается с глиной и при укаэанном его содержании создает стабильную систе- 45 му. Кроме того, он не является остродефицитной продукцией fl).

Однако технология приготовления данного состава в силу необходимости, гидролиза указанного полиакриламида, его длительной выдержки после гидролиза и длительного перемешивания его с глинистой суспенэией, сложна. состава „так как полиакриламид, как показали лабораторные испытания, не совмещается с этими глинами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буровой раствор и способ его приготовления. Буровой, раствор содержит глину, силикат натрия, полиакриламид (ПАА) с молекулярной массой 1 10 у.е. и воду (2), Способ приготовления этого раствора не предусматривает определенной последовательности операции.

Недостатком этого состава является большой расход IIAA для обеспечения крепящих свойств и потеря стабильности при введении и глину ПАА перед силикатом.

Цель изобретения — обеспечение стабильности и крепящих свойств раствора при снижении расхода полиакриламида.

Постанленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, силикат натрия, полиакриламид с молекулярной массой менее 1 10 у.е. и воду, содержит полиакриламид, со степенью гидролиза 3-1 ОЪ при следующем соотношении ингредиентов, кг/м. S

Глина 25-100

Силикат натрия 2-20

Полиакриламид с молекулярной массой менее 1 10 у.е, и степенью гидролиэа 3-10% 0,1-0,9

Вода Остальное

Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления бурового раствора путем смещения глины, силиката натрия, полиакриламида, с молекулярной массой менее 1 ° 10 у.е. и води, отличагщийся тем, что, силикат натрия вводят н глину перед ннедением полиакриламида или совместно с ним, причем полиакриламид вводят со степенью гидролиза 3-10Ъ.

В условиях буровой вышки или глиностанции раствор готовят следующим образом.

Получают разбавленный водный раствор силиката натрия, для этого в глиномешалку заливают воду и концентрированный водный раствор силиката натрия (жидкое стекло с удельным несом

1,4 г/см ) из расчета 3-30 кг/м, что в пересчете на чистое нещестно составляет 2-20 кг/м (при модуле сили-Ь. кат-глыбы 2,88) . Получают глинистую суспенэию, стабилизированную частично гидролизованным полиакриламидом.

Целесообразно получение глинистой суспенэии и ее стабилизацию осуществлять сонместно. цля этого в глиномешалку, уже содержащую разбавленный водный раствор силиката натрия, эа1035050 висимости от характер; истинн укреиляе" мых пород. Часть данных получена в результате полевых (производственныху испытаний, остальные — в результате лабораторных испытаний..

Как видно иэ таблицы, с ростом неустойчивости и увеличением пРонинаемости укрепляемых пород, содержание полиакриламида в составе для бурения изменяется от 0,1 до 0,9 кг/м, а со3

10 держание глины от 25 до 100 кг/м. .3

При этом, как показывают. полевые испытания, содержания полиакриламида

0,1 кг/м достаточно для укрепления наиболее устойчивой иэ укаэанных по15 род, а содержания полиакриламида

0,9 кг/мз достаточно для,укрепления наиболее неустойчивых из указанных пород. Причем водоотдача состава для бурения регулируется в основном полиакриламидом вследствие того, что используются глины низкого качества. . С увеличением содержания полиакрил" ,амида водоотдача состава уменьшается, что снижает фильтрацию состава и, таким образом, снижает потери этого состава, в особенности при укрепле-! нии наиболее проницаемых пород.

Таблица

Наименование глины

2,0 (3,0)

3,5 (5,0)

3,5 (5,0)

3 5 (5,0)

3,5 (5,0)

7,0 (10,0) Кумакск а я (Башк ирия ) Ярославская (Дальний Восток)

Казанская (Дальний Восток)

Чаганская (Северный Казахстан) Бускульская (Северный Казахстан) 20,0 (30,0) Относительно устойчивые, слабопроницаемые (глины) О, 1

38-40

15

Слабоустойчивые слабопроницаемые (суглинки) 0,4

20-22 гружают гидратированную глину и заливают товарный, т.е. 6-8% (по весу) водный раствор, полиакриламида с молекулярной массой менее 1000.000 у.е. и степенью гидролиза 3-10%.. Данный полиакриламид выпускается Калушским химико-металлургическим комбинатом.

Он имеет молекулярную массу 200-

5.00 тыс. у..е.

Ведение глины и полиакриламида в разбавленный водный раствор силиката натрия осуществляют иэ расчета; кг/м г, Глина Б- XÝÎ; полиакриламид 0,10,9 (чистого вещества) или 1,4-13,0 (товарного раствора).

При введении глины и полиакриламида осуществляют перемешивание компонентов .в течение 5-10 мин.

Для приготовления состава можно использовать любую глину, в том числе местную.

В табл. 1 отражено минимально необходимое содержанке силиката натрия, обеспечивающее хорошую совместимость некоторых глин с полиакриламндом.

В табл. 2 отражено изменение содержания полиакриламида и глины в эаСухановская (Дальний Восток) Таврическая (Дальний Восток) Содержание силиката натрия, s „г/мз

1035050

Продолжение табл. 2

0,5 цаемые (супеси) 70

15-17

Неустойчивые, высокопроницаемые (пески) 0,7 100

11-1 3

Крайне неустойчивые, высокопроницаемые (песчановалунно-гравийные отложения) 0,9

100

8-10

Заказ 5755/22 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Провктная, 4

Составитель Г.Сапронова

Редактор Л.Авраменко Техред A. ÁàáèíåÈ Корректор О.Билак