Буровой раствор

 

Изобретение относится к области . бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - улучшение качества раствора за счет повьшения вязкости и флокирзпощих свойств. Раствор содержит следующее соотношение компонентов , мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,8; в качестве добавки - полиакриламид или полиэтиленоксид, или модифицированный моноэтаноламин, сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты 0,1-0,5, вода остальное. Концентрации карбоксиметилцеллюлозы и добавки в буровом растворе подбирают так, чтобы вязкость раствора укладывалась в пределы , обусловленные требованием необходимости достижения хорошей выносящей способности раствора при минимальном расходе компонентов и сохранения подвижности раствора при больших напряжениях сдвига. Для ускорения приготовления раствора целесообразно ввести кальцинированную соду до рН 8-9. Раствор готовят путем тщательного перемепшвания компонентов. 3 табл. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 С 09 К 7/02

ЗСЕО) %?! И Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3990841/23-03 (22) 10.11.85 (46) 07.08.87. Бюл. ¹ 29 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.У.Шарипов, С.И.долганская, О.А.Земцова, В.M.Серебренников, Г.В.Леплянин и Л.Ф.Антонова ,(53) 622.243.415.144.3(088.8)

-(56) Авторское свидетельство СССР № 1155608, кл. С 09 К 7/02, 1983.

Патент CIIIA ¹ 4459214, кл. 252-8.5 опублик. 1984, :(54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения — улучшение качества раствора за счет повышения вязкости и флокирующих свойств. Раствор содержит следующее соотношение компонентов, мас.7.: карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,8; в качестве добавки— полиакриламид или полиэтиленоксид, или модифицированный моноэтаноламин, сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты 0,1-0,5, вода остальное ° Концентрации карбоксиметилцеллюлозы и добавки в буровом растворе подбирают так, чтобы вязкость раствора укладывалась в пределы, обусловленные требованием необходимости достижения хорошей выносящей способности раствора при минимальном расходе компонентов и сохранения подвижности раствора при больших напряжениях сдвига. Для ускорения приготовления раствора целесообразно ввести кальцинированную соду до рН 8-9.

Раствор готовят путем тщательного перемешивания компонентов. 3 табл.

1 132836

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам растворов, применяемых при бурении.

Цель изобретения — улучшение качества бурового раствора за счет повышения его вязкости и флокулирующих свойств.

Буровой раствор содержит карбоксиметилцеллюлозу, воду и добавку.

В качестве добавки используют или полиакриламид (ПАА), или полиэтиленоксид (ПЭО), иди модифицированный моноэтаноламином сополимер бутилакрилата, акрилонитрила и метакриловой кислоты (МС).

В табл. 1-3 приведены составы буровых растворов и их физико-химические свойства.

Концентрации КМЦ и добавки в буровом растворе подбирают так, чтобы вязкость раствора укладывалась в пределы

20-100 мПа. с, обусловленные требованием необходимости достиженКя хо- 25 рюшей выносящей способности раствора при минимальном расходе компонентов (нижний предел) и сохранения подвижности раствора при больших напряжениях сдвига (верхний предел вязкости).

Для ускорения приготовления буро-. вого раствора совместно с ПЭО целесообразно ввести кальцинированную соду до рН 8-9.

Пример 1. Для приготовления

100 мл раствора, обладающего вязкостью 83,67 мПа с, растворяют 0,8 r

КМЦ-1200 (марки "Тилоза") и 0,3 r синтезированного сополимера бутилакрилата, акрилонитрила и метакрило- 4О вой кислоты, модифицированного моно,этаноламином в воде, после растворения объем раствора доводят до 100 мл и тщательно перемешивают, определяют вязкость. Она равна 83,67 мПа с.

Затем добавляют 5 r глинопорошка, перемешивают 30 мин и отстаивают в течение 1 ч, имитируя цикл циркуляции бурового раствора, его обогащения глинистой породой и отстоя при бурении. Затем для осветленной части оп50 ределяют вязкость, она равна

73,15 мПа с. Осветленную часть отде- ляют от глины, измеряют объем, добавляют 10 глины, перемешивают 30 мин, отстаивают 1 ч, замеряют вязкость, 55 она равна 36,02 мПа. с. Затем операции отделения осветленной части, замера ее объема, добавления глины, 3

2 перемешивания, отстоя и замера вязкости повторяют для случаев добавления 15-и 207. глинопорошка. При этом вязкость устанавливается на уровне

36-42,28 мПа с.

Пример 2. Для приготовления

100 мл раствора, обладающего вязкостью 100 мПа с, растворяют 0,5 г ПАА и 0,1 r КМЦ в небольшом количестве воды, доводят общий объем до 100 мл и тщательно перемешивают. После этого замеряют вязкость. Для проверки флокулирующих свойств к полученному раствору добавляют 5 r глинопорошка, перемешивают в течение 30 мин .и отстаивают в течение 1 ч, имитируя. цикл циркуляции бурового раствора, его обогащения глинистой породой и отстоя. Затем замеряют вязкость осветленной части. После разделения осветленной части и глины к ней вновь прибавляют 10, 15 и 207. глинопорошка, каждый раз повторяя операции перемешивания в течение 30 мин и отстоя 1 ч.

При контакте ПАА с глинистой породой происходит образование глобул, что приводит к увеличению вязкости, которая затем устанавливается на одном определенном уровне.

Пример 3. Для приготовления

100 мл раствора, обладающего вязкостью 77,37 мПа ° с, растворяют 0,8 г

KNIJ-1200 ("Тилоза") и 0,2 r полиэтиленоксида в небольшом количестве воды, доводят объем до 100 мл и тщательно перемешивают, замеряют вязкость. Для проверки флокулирующих свойств к полученному раствору добавляют 5 r глинопорошка, перемешивают

30 мин и подвергают отстою в течение 1 ч. Замеряют вязкость осветленной части раствора. Она равна

67,00 мПа-"-. Затем к осветленной части прибавляют 10,15 и 20Х глины, каждый раз повторяя операции перемешивания 30 мин и отстоя в течение

1 ч, имитируя цикл циркуляции бурового раствора, его обогащения глинистой породой и отстоя. После многократного контакта этого раствора с глиной вязкость его устанавливается на уровне 32-33 мПа ° с и дальше не падает, раствор и далее пригоден для употребления °

Буровой раствор имеет следующие преимущества, обладает повьппенной выносящей способностью по отношению к

0,1-0,5

Остальное

Таблица 1

КоличеПлотВязкость, мха, с ность, г/см ство добавленной глины,7.

МС Вода

Осталь-—

37,00

1,00

1,0 ное до

100

1,00 23,00

0,8

0,6

20,10

1,00

7,34

1,00

0,4

3,77

1,00

0,2

1,47

1,00

0 5

1,28

0,4

1,00

1,00

0,3

0,2 Осталь-— ное до

0,1 100

1,07

1,00

1,00

1,03

1,02 83,67

1 02 73,15

0,3

0,8

0,3

0,8

1,02 36,02

0,3

0,8

0,8

0,3

42,28

1,02

0,8

0,3

l 02 40 25

1 02 77,37

1,02 67,00

l 02 33,05

0,2

0,8

0,8

0,2

0,8

0,2

10 з 132 выбуренной породе, препятствует диспергации глин, обладает повышенными крепящими свойствами, позволяет увеличить механическую скорость бурения и проходку на долото, с успехом может быть использован при бурении интервала неустойчивых глинистых отложений, Формула изобретения

Буровой раствор, включающий карбоксиметилцеллюлозу, воду и добавку, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения его качества за счет повышения вязкости и флокулируСодержание в растворе, мас.Х

8363 ющих свойств, он в качестве добавки содержит полиакриламид, или полиэтиленоксид, или модифицированный моноэтаноламинон сополимер бутилакрила5 та, акрилонитрила и метакриловой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,8

Полиакриламид или полиэтиленоксид, или модифицированный моноэтаноламином сополимер бутилакрилата акрилонитрила и метакриловой кислоты

Вода

1328364

Продолжение табл.1

ВЯ9ХОСТЬ1 мПа с

С Вода

1,02 33,12

1,03 33,50

1,02 66,99

0,2

0,8

0,2

0,8

0i 1

0,8

1,02 36,06

0,1

0,8

1,02 20,80

1,02 24,77

1,02 21,61

10. Oil

0,8

0,1

0,8

0,1

0,8

1,02

58,45

0,3.

0,6

1,02 32,40

0,3

0,6

30, 41

1,01

0,3

0,6

2,83

1,03

0,3

0,6

1,02 24,70

О 3

0,6

46,88

1,01

0,2

0,6

28,44

1,01

0,2

0,6.

1,02 24,00

1,02 21,79

0,3

0,6

0,3

0,6

1,01

0,3

0,6

1,01

0,1

0,6

0,6.1, 01

0,1

1,02, 22,37

0,1

0,6

1,02

0,1

0,6

1,01

0,1

0,6

Содериаиие з-растворе, маг Л личе- ПлотВО КОСТЬЮ бав г/см еииой лины,l

22,00

33,48

24,56

21,00

19,89

1328363

КоличеВяэкость, l мПа с

Епл ство добавленной глины,7.

0,5

0 69,30

0 64,00

0 . 23,80

0 16 80

О 5,80

11,6

8,2

Остальное до

100

0,4

l l i2

7,7

0,3.

7,8

6,0

0,2

6,7

5 0

0,1

3,3

2,5

0,4

2,7

0,3

О 5,60

3,6

2,5

0,2

1,8

2,77

1,5

Oil

О 1,20

0 5

O,l

26,0

0,5

0,1

0,5

0,1

0 5

0,1

0i1

0,5

0 5

0,2

0,2

0,3

0,2

0,3

0,3

0,2

0,2

0,3

0,3

0,2

OtI.0,2

6,5 5,0

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,2

0,1

0,2

0,3

0,3

Содержание в растворе, мас.Х

Таблица 2

О 7,34 4,1

О 100,04 50 0

5 143,97

10- 218,73

15 202,82

20 136,57

О 150,08

0 96,42 48,00 25,00

5 146,22

10 149,20

15 122,77

20 137,63

О 23,77

5 24,64

10 44,46

15 50 12

20 47,32

О 120,87

1 328363 !

Продолжение табл.2

Количе ство добавленной глины

Вязкость, 1 мПа с

Вода

О 24,98 6,4 5 0

5 57,24

10 75.,18

15 90,69

20 63,10

0 4,59

О 98 76 52 6 25 8

0,3

0 1

О,1

0,3

0;3

0,1

0,3

0,1

0,3

0,1

0,1

0,1

0,3

0,1

0,3

0,1

0i3

0,3

0,1

0,3

0,1

Количество добавленной глины, У.

37,00

23,00

1,00

1,0

Остальное до

100

1,00

0,8

0,6

20,00

1,00

7,34

1,00

0,4

2,77

1,00

0,2

8,82

1,00

0,8

1,00

0,5

5,3О

3,76

1,00

0,4

2,88

1,00

0,3

1,10

1,00

0i2

1,02

1,00

0,1

Содержание в растворе, мас Л

Содержание в растворе, мас.Х

Тилоза Полиэти- . Вода леноксид

5 105,67

10 117,52

15 100,89

20 96,75

Таблица 3 отностъ,Вязкость, г/см мПа; с

12! 328363 тность

/см оличест о добав енной лины, Х яэхость мПа, с

Г f

Вода

1,00

0,1

1,0

1,01

0,8

0,1

0,1

0,8

1,01

0,8

0,1

1,01

0 8

0,1

1,01

0,8

0,1

1,01

0,2

1,01

0,8

0,6

0,1

1,01

0,6

0,1

1,0!

0,6

0,1

1,01

0.,6

0,1

1,01

0,6

0,1

1,01

0,6

0,2

1,01

0,6

0,2

1,01

0,6

0,2

1,01

0,2

0,6

1,0!

0,6

0,2

1,01

0,6

0,3

1i01

0,6

0,3

1,01

0,3

0,6

1,01

0,6

0,3

1,01

0,6

0,3

1,01

0,6

0,4

1,01

0,4

0,2

1,00

0,4

0,3

1,00

О, 4

0,3

1,00

Содержание в растворе, мас.Х илоза Полиэтиленоксид

Продолжение табл.3,115,07

90, 87

87,20

83 60

S0 14

75,87 !

09,35

39,15

37,88

37,00

35,97

35 35

67,22

65,86

65,14

63,87

62,00

91,87

90,03

88,15

86,64

86,00

123,15

18,34

25,08

24,00

13

1328363

Продолжение табл.3

Содержание в растворе, мас.

° ВФЭ

Плотность| г/см

Количество добавленной глины, Х язкостьр .мПа; с

Тилоза Полиэти- Вода леноксид

0,4

0,3

1,01

22,48

22,03

20,96

36,77

33,48

33,00

32,98

30,67

139,77

0,4

0,3

1,01

1,01

0,4

0,3

1,00

0,4

0 5

0,4

0,5

1,00

0,5

0,4

1,01

0,5

0,4

1,01

1,03

0 5

0,4

0,4

0,8

1,02

7,50

1,00 о,г

0,3

Составитель Л.Бестужева

Редактор В.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 3452/28

Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4