Буровой раствор

 

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержа Щ1Й глину, карбоксиметилцелпюлоза со степенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения 80-90 и воду, отличающийся тем, что, с целью упрощения качества раствора путем повьпаения его стабилизирукгщих свойств в условиях температур до , он содержит карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимериза ции 801-1013 и степенью замещения 80-90 с содержанием гель-фракции 5,5-10% при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Глина3-8 Карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения 80-90 с содержанием гёль-т ракции 5,5-10% 0,5-2,0 ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHlll

РЕСПУБЛИК

А и9) S > n»

3(58 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; : /

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪ( (2!) 3580559/23-03 (22) 26.04.83 (46) 30 ° 12.84. Бюл.Ф 48 (72) В.Д.Городнов, В.И.Иссерлис, М.В.Прокофьева и В.А.Петренко (7!) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина . . (53) 622.243. 144.3(088.8) (56) 1. Городков В.Д. и др. Химические реагенты и термосолеустойчивые буровые растворы. Ташкент, ФАИ,1977, с.40.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 607838, кл. С 09 K 7/02, 1978.

3. Тимохин И.М. и др. Свойствапрепаратов клея с высокой степенью полимеризации. -Изв. вузов, сер.

"Нефть и газ", 1980, У 12, с.20-24 (прототип). (54) {57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 801-10!3 и степенью замещения 80-90 и воду, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения качества раствора путем повышения его стабилизирующих свойств в условиях температур до 190 С, он содержит карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения

80-90 с содержанием гель-фракции

5,5-10Х при следующем соотношении ингредиентов, мас. Х:

Глина 3-8

Карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения

80-90 с содержанием гель-фракции 5 5-10Х 0 5-2,0

Вода Остапьное

1131893

Изобретение относится к составам буровых растворов (минерализованных и неминерализованных), содержащих в качестве реагента — понизителя водоотдачи †натриевую соль карбоксиметилцеллюлоэы.

Известны буровые растворы, содержащие карбоксиметилцеллюлозу со степенью замещения 80-90 и со степенью полимеризации около 500 (КМЦ-500) и около 600 (КМЦ-600) )I) .

Недостатком таких буровых растворов является относительно низкая термоустойчивость (140-160 С) при высоком содержании в буровом раст- . воре хларида натрия.

Известен буровой раствор, содер" жащий глину, реагент — понизитель . водоотдачи — карбоксиметилцеллюло20 зу со степенью замещения 80-85, сте" пенью полимеризации 650-800 и содержанием гель-фракции до 57. (КИЦ-700) и воду (2) .

Недостатком известного бурового раствора является TQ> что он применим только до температуры 180 С, кроме того термоустойчивость его, понижается с повышением в буровом растворе концентрации водораствори30 мых солей кальция и магния.

Известен также. буровой раствор, содержащий глину, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) со степенью <полимеризации (СП) 801-1013 и степенью замещения (СЗ) 80-90 и воду (3).

Однако термостойкость укаэанного раствора не превышает 180 С, о даже при такой температуре резко ухудшаются структурно-механические свойства бурового раствора.

Цель изобретения — улучшение качества раствора путем повышения его стабилизирующих свойств в условиях температур до 190 С. о

Поставленная цель достигается тем,-что буровой раствор, содержащий глину, карбоксиметилцеллюлозу со сте" пенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения 80-90 и воду, содержит .карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимеризации 801-1013 и степенью замещения 80-90 с содержанием гель-фракции 5,5-107. при следующем соотношении .ингредиентов,мас.7:.

Глина 3-8 55

Карбоксиметилцеллюлоза со степенью полимеризации 80110!3 и степенью. замещения 80-90 с содержанием гельфракции 5,5-107 (ГНПП-9) 0,5-2,0

Вода Остальное

Преимуществом малоглинистого бурового раствора является то что при о

Э

190-С он имеет более низкую водоотдачу и более высокие структурномеханические свойства по сравнению с известными при значительно меньшем содержании твердой фазы, что обусловливает повышение механической скорости бурения и проходки на долото °

Проведенные исследования показывают, что при одной и той же степени полимериэации карбоксиметилцеллюлоза может иметь различное содержание гелеобраэной фракции в зависимости от условия ее получения, а содержание гелеобраэной фракции значительно влияет на свойства буро" вого раствора.

В табл.1 приведены данные, свидетельствующие о влиянии КМЦ с различным содержанием гелеобразной фракции на свойства бурового раствора, содержащего 267 хлорида натрия.

Буровой раствор готовят следующим образом, Расчетное количество бентонита суспендируют в слабощелочном водном растворе (рН 9,0-11,0) и тщательно перемешивают в глиномешалке. Затем в полученную суспензию добавляют расчетное количество ГНПП-9 и тщательно перемешивают, после чего раствор готов для использования. При необходимости раствор может быть утяжелен до заданной плотности или заеолен до требуемой минерализации по известным способам, Пример 1. 20 г бентонита суспендируют в 500 мп водного раствора едкого натра (рН 9,,9) и перемешивают в течение 1 ч, затем в полученную суспензию добавляют 4 r 1ИПП-9 (СП 928; С3 83,4, a=52,8%, содержание гель-фракции 5, 87) и перемешивают в течение 1 ч, Полученный буровой раствор характеризуется показателями до термостатирования: В =1 см, 3

Т(др =8 6 с, СНС11ю =12/21 мгс/см, )=I,03 г/см, рН 9,8, после термостатирования при 190 С в течение

Т а блица держае геле разной акции, СП

О/3

1О/13

7 5

4.,7

° 908

2,4

6 5

8/!5

12/19

2,4

5,8

928

12/!8

22/33

6,8

896

1,8

1,6

8,4

12/20

25/40

8,0

90 1

12/23

28/42

9,5

l0tO

l 8

901

906

7/14

19/26

16,5

2,0

10,9

3 11318

3 ч: В „=4,5 см Т,оо «7» l с, СНС) ю

=6/9 мгс/см2, / =1,03 г/см и рН 8,6.

Пример 2. 22 r бентонита суспендируют в 500 мл водного раствора едкого натра (рН- 10,6) и перемешивают в течение 1 ч, затем в полученную суспензию добавляют 10 г

ГИПП-9 (CII 928, С3 83,4; а 52,8Х, содержание гель-фракции 5,8Х), перемешивают в течение 1 ч. Получен- 10 ный раствор характеризуется показа3. телями до термостатирования:В =1,2 см, т, =12,4 с, СНС (, =14/22 мгс/см ;

g =1,13 г/см, рН 10,5 ; после термостатяровання при 190 С в течение f5

3 ч: В1О=4,0 см, Ч.;<оо =9,9 с, СНС ц,0 =9/14 мгс/см, =1,13 г/см и рН 8,6.

В табл.2 приведены результаты обработки малоглинистых буровых раст-20 воров, содержащих 26Х. хлоьида натрия, препаратами ГИПП-9 в количестве

l,8X, в табл.3 — то же, содержащих

28Х хлорида натрия и 0,5Х хлорида кальция, препаратами ГИПП-9 в коли-. 25 честве 2,0%.

93 4

В табл.4 представлены результаты обработки малоглинистого бурового раствора, содержащего 26Х хлорида натрия, КИЦ с СП 928(СЗ 83,4 и содержанием гель-фракции 5,8Х (ГНПП-9) .

Приведенные в табл.2 и 3 данные показывают, что как в присутствии хлорида натрия вплоть до насыщения, так и в присутствии того же количества хлорида натрия и 0,5Х хлорнда кальция буровой раствор предлагаемого состава (1-4; 7-9 ) обладает более низкой водоотдачей и более высокими структурно-механическими свойствами по сравнению с известными растворами (5, 6), стабилизированными препаратами КИЦ с содержанием гель-фракции менее 5,5Х и более

10Х после термостатирования при 190 С.

К преимуществам бурового раствора можно отнести также более высокую термостойкость и низкое содержание твердой фазы, что обусловливает повышение механической скорости бурения и проходки на долото.

1131893

О М О «Ъ Оъ — — O а л Ф л л л л а

СО CO СО СО Л ф ф ф CO

0О О м

Ch сГъ О О с«Ъ ОЪ Ф

° ° ° сч л ф сч

Ф O Оъ О «С M O сч л а л л Ol л л

СО ОЪ СО ОО О 0О ЧО OО с«Ъ О О О Ф О о Ъ О а л л ° l Ф

О О СО Ь СЧ О Л Л ОЪ

Ф о e o — cn o л л л л л л л о — — о сч сч О

- сЪ . .

Ф сО «О сч сч

СО Î CO О - О Ъ л л л л л л

М с Ъ СЧ Ф сЧ М

О 0О ССЪ ОЪ О СЪ СЪ О а а л Ф а л л сч сч сч м съ сч сч сч

0О CO < O Л вЂ” сЪ O а л л O

Е Î 0О О О ССЪ е О Ю со î е о о с сч а л Ф л Ф л Ф л

«Ч с«Ъ

1/Ъ 0Ъ ССЪ СГ\ tA иЪ ССЪ Л и 1

ОЪ О О О а л а Ф Ф л с ъ с"ъ б л 1Г с ъ

CO ф CO СО CO 00 о о о л Ol л

Л О О

ОЭ CO OO !

СО О с"Ъ О О М М .сч а î — cn о о

ОЪ 0О ОЪ О В СО CO CO O

ОЪ м сч сч сч

ОЪ Oi сч сч

1131893

М О СЧ М ° СЧ Ф С Ъ

° Ь а ° Ь а а а ° Ь л

СО ф ф CO Ф С0 Ф ф

CO м .ьО СЧ С Ъ C) О ф О ОЪ МЪ В О

° Ь ° I ° Ь а а ° Ь ° Ь » л ф СО С0 ф Ф 00 CO ь0 Ф

О иЪ О О

° Ь л » °

О Cn л

О О

Ю\ а ф Г ф

Ch О1 ОЪ л а л

ΠΠ— О ь а

О л

C) л

СЧ М б м

Ь )

СЧ СЧ а Со

СЧ Ю 0 » Ь

СЧ ОЪ СЧ О М

С Ъ -ь СьЪ СЧ

Ф СЧ СЧ ™- C) С Ъ М О

a л а л а а ° Ь л л б 1 НЪ ьО Ф О ОЪ СЧ

\ » ° ° Л» а О Ф

° Ь О л

CV М lh CV сСЪ М М lh О л л ° Ь а ° Ь

СЧ С4 СЧ С Ъ СЧ ф Ф О Л» МЪ О . ССЪ

° Ь а o ° Ь л а а а ° ьСЪ Ф Ф О О Ф. Ю О Ф

00 О Ф О О М СЧ а а ° ь а ° Ь ° Ь а л л

СЧ СЧ сСЪ СЧ С Ъ Ф

ЬСЪ ЬСЪ Ф Ф Ф Ю ССЪ Ф Ю

4 0 О О Ф О О О а а ° Ь л а ° Ь е

М с Ъ 1 C 4h С сО 10

CO Ф Ф Ф CO Ф 00 CO СО

СО ьО М ьО ьО С»Ъ . СаЪ

СЧ ОЪ О ™ Ф О "О сь Ф 01 О Ф ф Ф со О

СЧ М Ф МЪ ЬО Л CO ОЪ

О

СЧ СЧ

С Ъ СЧ

С Ъ

СЧ М

Я ) °

ЬГЪ

° Ь

О ь а ь 6

В О сЧ

СЧ СЧ

СЧ

) l 3 1 893

10 л ь л

О1 å л л

C) ь л

СО

О Ф

1 о м о

О О в Фь л ° ь Ю л ф 00 ОО С0 00 00

СЧ

С4 <Ч

 — М О Ch

М Оо О <Ч О

Ю О

О М О О

A л Ф л Ю л о оо в а м о

О О И и

° \ Ю л л

О1 И О Ш О

Т М л

О В О сЧ О О о 00 О

М М М а «О О сО

О О Î Е а

Ю Ф л л A

М -Ф 1О СО О

Л а О cV О а а л ° л

М сЧ N О сЧ

О О О О О О

Ю Ю Ю Ю е оо сч сп со

3Г\ и сЧ О О л Ю л A л л

Π— cV O CV

3 х

Я

А

1»

Гч

Е

k( о