Буровой раствор

 

БУРОВОЙ РАСТВОР на углеводородной основе, включаняций высокоокисленный битум, синтетические жирные карбоновые кислоты структурообразователь , утяжелитель и добавку, о т личающийся тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости при повышенных температурах, он в качестве добавки содержит полиорганоалкоксисиланы и силоксаны (ПОАСС) и гид14оксид натрия, а в качестве структурообразователя - глинопорошок при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Углеводородная основа 34,0-75,0 Высокоокисленный битум 10,0-17,0 Синтетические жирные 0,5-3,0 карбоновые кислоты 1,0-10,0 Глинопорошок 3,0-8,0 ПОАСС от количества sg глинопорошка (Л 0,1-0,2 Гидроксид натрия от количества ПОАСС Утяжелитель Остальное Од СО

С жю СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И, (51)4 С 09 К 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,5-3,0

1,0-10,0

3,0-8,0 от количества g глинопорошка

0,1-0,2 от количества С

ПОАСС

Ждроксид натрия

Остальное

Утяжелит ель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3819238/23-03 (22) 30.11.84 (46). 15.10.86. Бюл. Ф 38 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.В. Казьмин, Ю.Ф. Логинов и Н.Л. Радковец (53) 622.144.3(088.8) (56) Рязанов А.Я. Справочник по буровым растворам. M. Недра, 1979, с. 54-59.

Авторское свидетельство СССР

В 765335, кл. С 09 К 7/06, 1979. (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР на углеводородной основе, включающий высокоокисленный битум, синтетические жирные карбоновые кислоты, структурообразователь, утяжелитель и добавку, о т— личающийся тем, что, сцелью повышения агрегативной устойчивости при повышенных температурах, он в качестве добавки содержит полиорганоалкоксиснланы и силоксаны (ПОАСС) и гидфоксид натрия, а в качестве структурообразователя - глинопорошок при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Углеводородная основа 34,0-75,0

Высокоокисленный битум 10,0-17,0

Синтетические жирные карбоновые кислоты

Глинопорошок

ПОАСС

1263705

Полиорганоалкоксисиланы и силоксаны (ПОАСС) вводят в слабощелочной среде в количестве 3-8Х от количества

h глинопорошка. В щелочной среде происходит процесс гидролитической поликонденсации ПОАСС с образованием высокомолекулярных элементоорганических полимеров регулярного строения, которые являются гидрофобизаторами бентонитового глинопорошка.

Технология приготовления утяжеленного бурового раствора на углеводородной основе следующая.

В перемешивающий механизм наливают углеводородную дисперсионн ую среду, нагретую до 70-80 С, затем вводят высокоокисленный битум, синтетичес.кие жирные кислоты и гидроксид натрия с интервалом в 15 мин, затем одно временно вводят глинопорошок, полиорганоалкокси (пропокси) силаны-силоксаны и гидроксид натрия (0,001 от количества ПОЭСС) . Через 20 мин вводят утяжелитель до необходимой плотности. Приготовление раствора проводят в одну стадию, непрерывно, общее время приготовления 1 ч.

Физико-химические параметры буровых растворов приведены в таблице.

Пример 1. Раствор на углеводородной основе (РУО) приготовили в лабораторных условиях при следующем соотношении компонентов, вес.Х;, Дизельное топливо 52,85

Битум высокоокисленный 13

Синтетические жирные кислоты (СЖК) фракций

С вЂ” С 1,5

Гидроксид натрия 0,15

Глинопорошок бентонитовый

Гидрофобизатор — полиорганоэтоксисиланы-силоксаны (ПОЭСС) 5 от коли5,5 чества глинопорошка

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к промывочным жидкостям, применяемым при бурении нефтяных и газовых скважин.

Целв изобретения — повышение агрегативной устойчивости при повышенных температурах.

Гидроксид натрия

Утяжелитель — барит

0,1 от количества

ПОЭСС

2,0

0,2

В лабораторную мешалку фреэерноструйного типа заливают расчетное количество предварительно подогретого

0 до 70 С дизельного топлива и всыпают битум высокоокисленный. Время их совместного перемешивания 15 мин. Затем вводят необходимое количество синтетических жирных кислот фракции С б С и гидроксид натрия для омыления их.

После 10-минутного перемешивания смеси в мешалку совместно вводят бентонитовый глинопорошок, гидрофобиэатор

ПОЭСС, гидроксид натрия (для создания щелочкой среды в процессе гидролити— ческой поликонденсации ПОЭСС), затем через 15 мин в мешалку вводят утяжелитель — барит. Общее время приготовления РУО 60-70 мин.

Приготовленный раствор имеет следующие параметры: плотность 1, 19 г/см ; условная вязкость 138 с; статическое

I мг напряжение сдвига 168/315; фильтсм2 М3 . рация 0 стабильность

30 30 мин

0 г/см ; замер исходных параметров производят через 10 ч после приготовления раствора.

Приготовленный раствор подвергают термообработке в лабораторном автоклаве при 190"С и давлении 300 атм.

Время цикла термостатирования 2 ч, количество циклов термостатирования 3.

Параметры раствора после термообработки существенно не изменились по сравнению с исходными, раствор остался стабильным с нулевой фильтрацией.

Основным показателем количества

4$ раствора является значение стабильности после термообработки.

Пример 2. Утяжеленный буровой раствор на углеводородной основе, приготовленный в лабораторных условиях по описанной в примере 1 технологии, имеет следующий состав, вес.7:

Дизельное топливо 54,2

Битум высокоокисленный 13,6

Синтетические жирные кислоты фракции

c — c

Гидроксид натрия

1263705 глинопопорошка

0,1 от количества ПОЭСС

Гидроксид натрия

Варит

Глинопорошок бентонитовый 1,0

Гидрофобизатор ПОЭСС 3 от количества

Дизельное топливо 52

Битум высокоокисленньп» 10

Синтетические жирные кислоты Фракции ф— С„1,0

Гидроксид натрия 0,15

Глинопорошок бентонитовый 10,0

Гидрофобизатор ПОЭСС 8 от количества

-Приготовленный раствор имеет ,следуюпп»е параметры: плотность

1,20 г/см ; условная вязкость 46 с статическое напряжение сдвига

150/290, ; фильтрации 0,3 з 30 мин

Параметры раствора после термообработки на 170 С: условная вязкость

21 с;- статическое напряжение сдвига 20 мг »Ì3

45/70 — ; фильтрация 0,5 30 3 см™ 30 мин значение стабильности 0,02 г/см .

Таким образом, при наименьшей концентрации гидрофобизатора (ПОЗСС) — 25

- 3X — происходит неполная гидрофобизация глинопорошка, за счет чего снимается и термостабильность бурового раствора.

При концентрации ПОЭСС ниже 3X параметры утяжеленного бурового раствора на углеводородной основе становятся неудовлетворительными, струк-турно-механические показатели (услов35 ная вязкость, статическое напряжение сдвига) низки и раствор не выдерживает термообработкИ вьйпе 120-130 С, т,е. непригоден для бурения глубоких скважин с высокими пластовыми темпера 0 турами.

Пример, 3. Утяжеленный буровой раствор, приготовленный по той же технологии, что и в примере 1, имеет следующий состав, вес.7:

Глинопо рошка

Гидроксид натрия О, 1 от количества ПОЭСС

Ба рит 26,85

Параметры исходного раствора следующие: плотность 1,19 г/см ; условная вязкость 200 с; статическое нап- ряжение сдвига 305/650 мг фильтСМ2 рация 0 см /30 мин.

После термостатирования на !80 С раствор имеет следующие параметры: условная вязкость 123 с; статическое напряжение сдвига 132/262 см

S см2 У фильтрация 0 30 стабильность

30 мин

0 г/см .

При концентрации свьппе 8Х гидрофобизатора глинопорошок становится настолько органофильным, что структурно-механические показатели раствора становятся слишком высокими и остаются такими даже после термообработки; такой раствор трудно прокачиваем, т.е. не удовлетворяет по технологическим параметрам.

Свойства предлагаемого РУО сох" раняют высокую стабильность при многократных термических воздействиях (нагревании-охлаждении), что позволяет использовать этот раствор в условиях высоких пластовых температур при бурении глубоких скважин.

Раствор стабилен во времени, не требует дообработок в процессе бурения. 1263705

ФФФ

IO ф 3 444!

Ф ф Ф Й и! И мъ Й ct

3 3 8

О О О О О О О О О о о g g o о о

04 CO

М о о o o o.

40 ь

Ф о о ф

О О 0 О О

МЪ И ВЪ

* в о о о с о о о

И

О О О О

И а о о о о o o

И О МЪ О О И МЪ М Ъ И OI О D И

Ф Ф ° * « ° «в ° а ь ° а

О И 1Ч 1Ч ф 04 4- 04 ul м! 1Ч Cl 4Ч .ф М 4 4 4 Ъ ГЪ ul C«4 1Ч 4«4 мъ 0 л и и мъ

° ° ° а Ф Ф

4 Ъ О см 0 40 м еч 1Ч Я

ul О И И

Ф ьЪ 0 сО

С4

Ф мъ и о и\

Ф Ф ° ° °

МЪ 0 М 0

О И

40 М

О И И ФЪ

Ф Ф

Ч! ° ф ф

4Ч tu

ul мъ

Ф Ф

0 М

О И

М 40

41 О л Ol ul

М Ф !Ч 4Ф М

0 I4! Э t

CtI ul

° » °

t О

МЪ О 0

0 МЪ Ol

° т т4Ч

О О И И

«

О О О О О О О О О О О О О О 0 О О О

144 и \ а л

Р

Ф Ф

И И 0

0 М

О О

4 Ф

О л

4У ФЪ

О И

МЪ 40 м И

О О

Ф

М 40 ф М

О

В

Л 1Ч

СЧ МЪ л

° °

Л М

° ФЧ

D ul

° ° м и и ul

Ф Ф а

0 1Ч

4 Ъ 4Ъ М

О О МЪ

° а °

О 1Ч 444

М 4 Ъ

МЪ

Ф а

< М

МЪ И

С4 4Ч

И И в В

1Ч О

Н 41

И 4 4\

М и л О

* а

C4t

Ф О

* Ф ч! л

О И О

Ф а °

0 t«el

* °

О4 С44

О М

t 41

44 8

ЕЧ

0 О ф М л

4Ч М 4»

О CO

Ф ф

0 °

I0 4- ul

4Ъ М

Ф Ф

D О

О О

М t4

° Ф т

° ° Ф т Ф»

О м ъ и иС мъ и м 1 uC ul ul мъ ul 44ъ мъ мъ иъ и ul

I 1 1 1 I

1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 I 1 I I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 t 1 1

ul ul ul О О О О О

« « с а Ф

I 1 1 1 Ф Ф 4 t I t Л 4 (4 CV 4Ч М М CV 4Ч

О О мс л

4 ° М

О D а л л си 4 4

О О О ф Ф л

1ч м tu

О О ,с Ф

О О

О О О с

Ф И И

О О О И О

Ф Ф Ф

0 40 0 МЪ МЪ

О О ul МЪ

В Ф

l4t 0 М \ МЪ

И И О с Ф

О О О

Ф Ф

М МЪ ф

ФЪ И И О

° °

О О 4 Ъ

О а

41 1"Ъ

О МЪ О

4 Ъ 4 4 44

Vl ul ul МЪ О мъ О О

° ° Ф

4ФЪ 44 41

Ф МЪ И

Ф Ф

О О а Ф

CO Ф

О О

И О

О О О О

Ф Ф

Ф Ф О И

О О ь И О О О О

Ф Ф а с

° O4 1 4 1 Ъ 14\ 4Ч М МЪ мъ л иъ иъ

Ф Ф

4 м 4 Ъ Ф

О О

4Ч 44

М 4 Ъ

О О О в

О И О и л 40

О О 0

И И

О О

« а

О 04 мъ э

О О О

IO 4 Ъ 4 Ъ и И ul

О ul

Ф Ф

I4l 1Ч

МЪ И

О И мЪ

° Ф

И МЪ И мъ О 0

« Ф .Э и ВЪ

МЪ И И

И е л

40 04 0

4 4!

263705

3 3 В 2.3

g О я 3 ою 3 о юо ю е» ° . е» О с э ° Ф !ч о о

i Ф 1 о .о о о о о о

° e4

* е о о и

° ° о о о о o o

1 * о о о о е

В O

o o о о е о а ° е4 мъ о

° В

"Ь о м о о

an е и

В о o - о о о е î о

В 1 1

Ч(е м

o an

1 ° ! ч и о и е В

Ф Ф е4 е

В ° о о е о е е

О е

t4 о л

1 ° В

Ю Ф О о an

В В, л Ю и

В м е

1 В о е е

Ю е е

an (ч о м

В В В м сп 1 О м

3 3 Ф 3 м Ю л и ю

» е е

В В о о о е

В

О О О е

° е с4 В о е о

О о о

o o o

О ч!

Э 1 е м ь

an О.

1 ° ! е

М 41

t4 е е и и

В со! Ъ. о о

В м е

° е ес е е an

1 В б Ф C(a atl

° м е

В ч! м е е е Ф

В В 1 1 ь е и м о

° 1 е и ю е о

° ° е л е|

* л е о Ф

e4 an

Ф е м

Е ОО Ч(О

° ч м

t4 м О м

С4 ь м\ о л

° - м.а а е е е (Ч о ь ь ь л ю

В б В е Ф °

В

» е an е е е an !

Е Е t4 М Е Ю О М М Ю О

1 1 1 I 1 I 1 1 1 1 е °

° М 1 1 I 1 о о

I I . 1 1 л ч( е а Е ч(М е4

1 1 (1

1 1 1 1 о o o

Ю Ю Л и t4 М о о о о

В а В ! е е е и и и е4

О О

° а л ° м (ч е е о б ° 1 а л л и м м о ю

1 В 1

an e4 м и и о. о

° В аО цр ъе о о

° В

Ю 1Ф о о б б

1Ф vc о о

Е 1 ч(ч!

o o о р

° В е Ф

О О

1 °

Ф an е е е

° 1» е е

* е °

° » е е ! е р о е б

\Ч»»

В В

° ° °

o o в

° ° и о о

В ° м м

° \» е е ь о

В ° а е .е Ю Ь о о

В °

Ю Cl

О О

В В е ь

° °

Е Е О О О О Е

Ф o . а В б м м м сп и и

° n е е an an e о е

Е 1

С4 е е

O О О О О О

М О g g О 4((е е

В В м м е е м д м е е4 ч( е4 и

МЮМ с4 М М М м м c4 cn r е Ф л о

В а о ю е е е о

В

° » ° и и

О О

° 1

o. .(ч е е

° в о о е о

В В

° о о

В л и (е!

Ю м

D Ю

1 В

° t м е е

В В аСа е an

В 1

° » е

° ° е е

° е

° 4

В о

М \ е

an

* ч(м1 о е

an,4 ) an м!

В о о

Ф В м м о о б е

Ю е о

O Ф

an е ь

О и

° n м (ч м е

В

Ю о е

° ° ю е е4 е е б б е l0

» e4 и е е ю ю е» о о е е an е В е е! Ъ

» Ф е °

Ф °

1263705

О (О о л о о ф a/I о о о (О О (О

Ю ОО О О О О ф ф ф СО

Ю ао сч

Ь ю o o

С 4

Ю о о о ю ю о е

l О о

Ю ю о о о ю о ю о о о о о — о

Ю о о о о с

О Ю О О О О

o o o о о

О СО О

С 4 /4 M м(о сО (4

М! О О М! М(* ° Ф ф ф о т о а

СЧ С 4 M м(о

M С:1

С 4 о м(т

Се Сч

М! (/(О

Ф Ф о о о

Г(4"1 м(О С ю т о о мъ

Ф (О о о м(о о в A в

О м(CO O О О о о о

М(О О

Ю Ю

ao o м(о в Ф о сч а к3 " vî сч м(О и

О О м(СО /( (О

Г О ф ф . (О (1 ю ф м(ф сч о ф Г сч т .т

« \ о о

Ь О С О 1/\ о о о о о о

ln

Q О О О О О и Ю

4 Г \

Ю I/c

Ф о

Г \ М

Ф (О Ч;1

М! О (ф (о

Ф В

4О (Г! т с(м(о о

Ф I

М л О О

СЧ С \, (1

0 о в ст (Ч о о о л сч м( м О1 о о

/(м(!

М 4»

14 °

Ф (О

Ю

M о

f м(о

О Г с

СО О

О сч ф со и ю о

О О (4 о о сп еч

М 1/1 мв м(In ln In I/l м(ф м(м(м(«1

О! ! I !! I I !! I I ! 1! ! 1 ! I I I !! ! I !

1 1 Я о о о

В ° л Ф ф еч (ч сч о о

«О

С 4 (4 о о

°

1 ю о о

С- Г" Л

СЧ С 4 СЧ

»4 о м(о в Ф Ф о мт о о о Ю

М! С! О О о о

Ф Ф м(о

О .Ю сЧ (т(Ю Ъ М(О м(м(1п 1/Ъ О ф (Г(«1

° ° Ф в в в о м еч о о м(т м(Ф Г

М (4 ю м(o co

М ГЧ л .о

М! ф М1 О

В в м о о о со 0 о о ф

Ю Ю О в еч ю -т о ю «(ю л ((Г\ (Ч (4 т м м(м(л

О О (n О м((/(В Ф Ф Ф в (Ч O M - (Ч

«с а ф о о о о .т и о м /» (/(м(о о

Ф

О О мв .т

Я а

ao e о - Гч т In л (О

-т ф

C 4 ГЧ

О ч m ч сч «ч

c/

Я

О1 ln

В о сс о

В Ф

M /4 о

Ф л

С4 ф (о

cD м (о (/( е \

С 4 и

1О

Ю п

И о о

Ф ф о (/(CO

С4 о ю

О /4 и .т м(л

Ф о

Г/ С! (/(м(Ф ф л с4 с« о о (О О

Ю

О (1 м1 о с / о

М(1cl о о м ф (Ч.т

Ф

Ю м( о о

Ф мт

Г4

1/1

Г 1 о

Г (4

О (О

Ю (1

Ю (т(о

Ф ф (Ч м(Ю м(Ю (1 м(СЪ

Ю

CO ь ь

/ . О

43 с„r(X

3О

СЧ

Ю

СЧ

Ю

С3

CO ь ь!

I 46

fv ь Ю

Ю Ю мЪ

Ю мЪ

Ю мЪ ю ь

Ю Ю

1 х

1 03 о

X I Х

34 V

I I 0l

О 1 т

lO I X

36 I а! 03

f и

I 1

1 Х

1 7 ! 1

Ю

I I

1 х

1 1

I с6

C х

I0

63 и

63

Ф И

X х, в D

lC а мЪ CO

С 4 мЪ

D о

CO м Ъ

С 4 мЪ

Ь со

СЧ Ф

С 4

Ю О м \

l с/Ъ мЪ

О ь

О

О

l/3

С 4

СЧ

63 о

v

1 Л

f

ССОV

36 Х О

Х 03 Х И

О

С»! ь ! 43 Х, С-3

1 Ф. е о, х мЪ

Cl м Ъ

Ю Ю

Ю Ю ь оъ ь ь

Ch ь сл с Ъ

Cl

° /\ мЪ

СЪ мЪ ь

° О

Ъ

Т

СЧ мЪ

° Ъ

СЧ! х ! + I ! *

1 Ю

1 !

1 f. и

I с6 а о о

I x

С(и

1 34 (ха!

2 63 I 36 а СО! в

3 а о

I Х

I 03

I Х

I Х!

I с6

I f.

0l

0J l6

I0 с6 С

3C а х,.

О 63 Ь

l6 CI мЪ

О ь г» ь

СС ь в

С 3

CO

СЧ мЪ

M мЪ

Ю

СЧ м Ъ

Т с" Ъ ь

С 4 ь ь

С 4

Ю

1и о

x v д

I о мъ сч

1 I

v e

f и о Я

36 30 л о

36 6.

В 36

Ю мЪ

СЧ

Cl мЪ

С 4

D с

СЧ ь л

СЧ

Ю

Ф

С 4 ь

4/3

СЧ ь

О

СЧ

Cl

С 4! А

I с6 03

34 а I

ЛЮ 36

O.О О о о

Юасм ь

О ь

Ю

О ь

Ю Ю

ЧР .О

Ю ь мЪ с/Ъ а

l/3

/Ъ ь с/3!

I !

1

I !

I

1

1

I !

I

\ х

% ь

33 и в х

g o)

f. r x

ХО03

СО И Ц

Ю м

Ю

С Ъ

Ф с Ъ м 3

Ф мЪ

Ю с \ мЪ и !

И а

О3

I о с

О К О

Д 46 30

03 ХО

O 3х о v

С3 с ъ мЪ

Ф

С4 мЪ ь

С 3

° /Ъ

M

4/3 ь

С 4 мЪ мЪ сЧ мЪ

l/3

СЧ

lA мЪ

С 4

СО

3 с 4! (м

I lO

О>4 о

Й 1 Z о

1 а ц I 03

1 !» Ч

О 1 V о о !!

41 46

3 л а о.63 3v

I а, Ф

I 2 а

f»

I Е

1 !"=

1!

1

1

I I

1

4 ! ! !

I ° 4

I °

I 03 I

1 I

1 l6 I я о

I I33 и

1 с6

1 Р

1 63 I

1 46

v о

1 V

1 !

1

1 с3 ао f x

Е с6 Х а а 3/6 033О OV

- !у

1 Е 3. 1

l 2á3705

МЪ СО СЧ СО!

1

1

1 !

I

I !

I ! !

1 !

1 !

I

I ! !

1 !

1 !

I! . 46

03 О

I6 I" и а о

I O и

63 И

/0 И )) сч

3

-! й

36 IC и о о и

j g

Х 34 и о

30 L

О О

3 а о о

Х 36

a a о о

5 6

u u

u u

Я СХ

3Х 2