Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов

 

БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРНТР1Я ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий естественный органический сапропель. гидроксчд натрия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества раствора за счет повьшения его структурно-механических свойств и степени разрутааемости фильтрационной корки раствора после обработки продуктивных пластов соляной кислотой,в раствор дополнительно вводят водный насьвценный раствор хлорида натрия и горючие сланцы при следующем соотношении компонетов, мас.%: Естественный органический сапропель .3-6 Гидроксид натрия 2-5 Горючие сланцы10-30 Водный насыщенный раствор, хлорида натрия Остальное (П

СОКИ СОВЕТСКИХ

ИЦ

РЕСПУБЛИК

0Ю (0) 1282 А дд) С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф е

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3617502/23-03 (22) 27.05.83 (46) 30.10.84. Бюл. t 40 (72) В.И.Локеницына, А.А.Гонцов, В.М.Подгорнов и Э.С.Сенкевич (71) Гомельское отделение Белорусского научно-исследовательского геологоразведочного института (53) 622.243.144 .3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 933695, кл. С 09 К 7/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 935522, кл. С 09 К 7/02, 1980 (IIDOTOTHII), (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий естественный органический сапропель, гидроксид натрия и воду, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества раствора sa счет повышения его структурно-механических свойств и степени разрушаемости фильтрационной корки раствора после обработки продуктивных пластов соляной кислотой,в раствор дополнительно вводят водный насыщенный раствор хлорида натрия и горючие сланцы при следующем соотношении компонетов, мас.й:

Естественный органический сапропель 3-6

Гидро ксид натрия 2-5

Горючие сланцы 10-30

Водный насыщенный раствор. хлорида натрия

1 1121

Изобретение отнбсится к бурению скважин, в частности к буровым растsopaM, предназначенным для вскрытия продуктивных пластов с сохранением их проницаемости. 5

Известно применение для вскрытия. продуктивных пластов с нормаЛьным и аномально высОким пластовым давлением бурового раствора, содержащего

Ф глинопорошок, полимерный реагент, 10

ПАВ, бурый уголь, смесь нафтената алюминия с нефтью, барит и воду 1 j.

Недостатком этого раствора является то, что он приводит к значительному снижению естественной проницаемости продуктивных пластов, особенно в условиях трещинных коллекторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является буровой раствор 21 содержащий, мас.Ж:

Сапропель 4-6

Гидроксид натрия 3-5

ПАВ 0,5-1,5

Вода Остальное 25

Недостатком известного раствора является то, что он имеет низкую плотность, не превышающую 1,03 г/см, в результате чего без дополнительной обработки не может быть использован

30 для вскрытия продуктивных пластов даже с нормальными пластовыми давле= ниями. Образуемая. этим раствором фильтрационная корка трудно разрушается при солянокислотных обработках продуктивных пластов, что снижает их проницаемость.

Кроме того, при концентрации сапропеля в этом растворе меньше 6Ж резко ухудшаются структурно-механические и фильтрационные характеристики системы. При 4Е-ной концентрации сапропеля увеличивается фильтрация и проницаемость корки, а СНС снижается до нуля.

Цель изобретения — повышение ка45 чества раствора за счет повышения его структурно-механических свойств и степени разрушаемости фильтрационной корки раствора после обработки продуктивных пластов соляной кислотой.

Поставленная цель достигается тем, что в буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, содержащий естественный органический сопропель, гидроксид натрия и воду, дополнительно вводят водный насыщенный раствор хлорида натрия и горючие сланцы при

282 1 следующем соотношении компонентов, мас.Ж: .Естественный органический сапропель 3-6

Гидроксид натрия 2-5

Горючие сланцы 30-10

Водный насыщенный раст-, вор хлорипа натрия Остальное

Предлагаемый буровой раствор содержи горючие сланцы удельного веса 1,7 г/см Кашпирского месторождения, которые вследствие своей низкой калорийности (меньше 1500 ккал/кг) являются отходом энерго-технологического производства и складируются в терриконах.

Ниже приведена характеристика горючих сланцев Кашпирского месторождения:

ОВ 29,3

С орг. 21,7 общ. 5,1

Выход гуминовых кислот на ОВ, Х

Элементный

1,62 соатав гуминовых кислот, Ж

С 69,35

Н 6,86

S 11,23

N + О Остальное до 100

Выход битумоида наОВ, 1,38

Как видно из приведенных данных, на долю органического вещества (ОВ), которое является основным структурообразующим фактором дисперсных систем, в Кишпирских сланцах приходится около 307. Наличие в сланцах органического вещества, в том числе гуминовых соединений, являющихся эффективными стабилизаторами дисперсных систем, способствует улучшению структурно"механических и фильтрационных свойств сапропелевых буровых растворов. В состав битумной части сланцев, входят кислоты с большим молекулярным весом (С H Яг; С Н О„; С Н о г г яви" гвзг2 и др.) ..При омылении гидроксидом натрия кислоты переходят в продукты замещения водорода их функциональных групп натрием. Получаемые мыла обладают свойствами поверхностно-активных веществ и способствуют равномерному распределению всех компонентов бурового раствора, улучшая его структуру.

В результате этого, по сравнению с прототипом отпадает необходимость

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Е,.в составе

2 3 4 5

Компоненты

L 1

Органический сапропель

Гидроксид натрия

3 4

20 15

5 5

10 5

30

Горючие сланцы

Насыщенный раствор NaC1

76 79 83

65

73

Э 11212 в дополнительном введении в буровой раствор ОП-10 в качестве ПАВ.

Химический состав золы сланца следующий: S0y 13,2 Si0> 13,4;.

А1 О 4,0; Ре Оз 4,6, СаО 50,9;

Ng0 1,8; Na О 0,6; К О 0,6", остальное до 100.

Наличие в составе сланца тонкодисперсных частей карбонатов и алюминатов также способствует образованию устойчивьм коллоидно-дисперсных структур и обеспечивает хорошие коркообразующие свойства.

Таким образом, в силу своего химического строения горючие сланцы, вве- 1 денные в сапропелевый буровой раствор, не являются инертным наполнителем, а непосредственно участвуют в образовании пространственных коллоидно-дисперсных структур, что указывает на их явное преимущество перед другими видами утяжелителей.

Основная часть минеральной составляющей сланца приходится на долю карбонатов, способных полностью раство" ряться в соляной кислоте. В результате чего малопроницаемая фильтрационИсследование технологических свойств буровых растворов проводят на стандартных приборах по общепринятым методикам. Коркообразуюшие и фильтрационные свойства изучают вакуумным способом. При этом измеряют толщину сформировавшейся корки и ее фильтрационные. свойства до и после воздействия 12Х-ной соляной кислотой.M

Технология приготовления бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов заключается в следующем.

82 4 ная корка, образованная на стенках скважины, может быть разрушена при солянокислотной обработке. Увеличение проницаемости корки происходит также и за счет разрушения органической составляющей как сланца, так и сапропеля под воздействием гипергенных процессов °

Наличие соленых пластовых вод, а также пропластков соли, зачастую встречаемых при вскрытии продуктивной толщи, предъявляет осббые требования к буровым растворам. В таких . условиях вскрытие продуктивных пластов ведут на минерализованных буровых растворах. Исходя из этого для приготовления сапропелевых суспензий используют насыщенный по МаС1 минерализованный раствор. Для выявления оптимального соотношения компонентов данного раствора исследованы его технологические, коркоббразующие и фильтрационные свойства при различном соотношении компонентов.

Составы испытываемьм растворов приведены в табл. 1.

В насыщенный по МаС1 минерализованный водный раствор плотностью

1,2 г/см вводят расчетное количество гидрокснда натрия. При перемешивании добавляют органический сапропель.

Для диспергирования частиц сапропеля суспензия перемешивается в течение 1,5-2 ч на диспергаторе типа "Воронеж". Не прекращая перемешивания, в раствор вводят горючие сланцы и доводят плотность раствора до заданной величины. Диспергирование частиц

112!282 вводят 180 r (307) сланца. Диспергирование частиц сланца в растворе проводят в течение 30 мин. Остальные составы, приведенные в табл. 1, готоS вят аналогичным образом.

Технологические, коркообразующие и фильтрационные свойства исследованных буровых растворов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Состав буровых растворов для вскрытия

Фильтрация в нормальных условиях, Ф CM3/

/30 мин

Толщина корки, L, мм

Статическое напряжение сдвига

СНС 1/10, Па отость астора, $,г/с

8,0

1,7

060

10,0 б,д

)60

1,8

5,5

5,0

)60

6,0

1,0

5,0

4,0

4,5

1,0

0,8

3 5

4,0

3,0

0,6

4,0

4,0

Как видно из приведенных данных, все исследованные растворы имеют низкую фильтрацию и образуют тонкую малопроницаемую корку, которая при воздействии соляной кислоты разрушается.

НаиЛучшими структурными и вязкостt ными характеристиками обладают раст-

) I воры 3, 4 и 5 . Увеличение содержания

45 в исследуемом растворе горючих сланцев до 40Х (состав 1) приводит к. значительному снижению подвижности раствора (УВ = 100 с; СНС.

8,3/14, 1 Па). Увеличенйе содержания сапропеля более 67. (состав 7) 0 при небольшом содержании .сланцев (5X) также приводит к снижению подсланца в растворе ведут в течение

30 мин.

Пример. В 390 мл насыщенного водного раствора NaC1 плотностью

1,2 г/см (65X) вводят 12 r (27) гид-! роксида натрия, При перемешивании добавляют" 18 г (ЗЖ) органического canponens. Суспензню диспергируют, в течение 2 ч. Далее при перемешивании

1,35 100 8,3/14,1

1,33 65 5,1/9,2

1,31 45 3,5/7,2

1,30 40 2,7/5,7

1,30 40 2,0/3,5

1,29 55 3,3/5,1

1,28 85 6,0/9,5

Объем профильтрованной через кбрку воды при

P = 1 кг/см за 30 мин, Д смз до воздейст- после воздейвия кислоты ствия кислоты

1 вижности раствора, а плотность его при этом меньше, 1,3 г/см (УВ = 85 с СНС1/10 = 6,0/9.5 Па).

Для получения сапропелевых буровых растворов плотностью меньше

1,28 r/см (см. табл. 2) следует снижать степень минерализации водной фазы, при этом структурно-механические и фильтрационные свойства регулируются соответствующей добавкой горючих сланцев.

Технологические и фильтрационные параметры предлагаемого бурового раствора сравнивают с аналогичными параметрами известных растворов (табл. 3).

1121282

Таблица 3

Состав раствора, мас.7

Объем профильтрованной через корку воды при

P = 1 кг/см за 30 мин

Ч., см

Буровой раствор для вскрытия

Плотность раст вора, Я в г/см

Услов ная

Вяз

KOCTb

УВ|оо

Статичес кое напряжение сдвига, СНС1/i„„

Па о воздей- после ствия кис- воздействия кисло лоты ты

Прото- г Органический . тип сапропель 5

Гидрокснд натрия 4

ПАВ 1

Вода остальное

1,03 27 0,5/0,8 5,0

1,0 5,5

1 3 40 2 7/5 7 5 0 1 0 4 0

lg

По сравнению с прототипом предлагаемый раствор обладает более высоким значением плотности и более прочной структурой. Кроме того, фильтрационная корка, образуемая этим .раствором, легко разрушается после обработки соляной кислотой, что особенно важно при вскрытии продуктивных пластов.

Экономический эффект от использо- вания бурового раствора определеяется за счет сокращения времени освоения скважины, повышения эффективности кислотной обработки, увеличения

Составитель В.Ягодин

ТехредЛ.Коцюбняк Корректор Г.Огар

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 7887/18 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Предлагае- Органический сапропель 4

Гидроксид натрия 3

Горючие сланцы 20

Насыщенный раствор

NaCl остальное

Т

Фильтра. Толция в щина

I нормаль корки ных ус- L, мм ловиях

Фi см3

30 мин производительности скважины, сокращения расхода ПАВ, утяжелителей и химреагентов для приготовления н обработки раствора.

Предлагаемый раствор может быть использован при бурении нефтяных и газовых скважин и вскрытии продуктивных пластов со сложным трещино-ка-.— верно-поровым строением фильтрационных каналов, т.е. пластов, подвергающихся сильной кольматации буровыми растворами.