Буровой раствор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«м св ду4 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

О,!-0,6

Остальное (21) 3697589/23-03 (22) 06.02.84 (46) 30.03.88..Бюп, Н- 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам . (72) А.И.Булатов, Л.П.Вахрушев, С.А.Гарьян, Б .Ф.Кгоренко, П.В,Каси" рум, В.М.Лимановский, М.В.Рудомино, В.И,Рябченко, Э.В,Серебренникова, и В,М,Шенбергер (53) 622. 242. 144 . {088,8) (56) .Авторское свидетельство СССР

1 325444, кл. С 09 К 7/02, 1972 °

Авторское свидетельство СССР

У 924079, кл. С 09 К 7/02, 1982. (54) (57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, воду, понизнтель водоотдачи и фосфоновый комплексон, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения структурно-механических и фильтрационных показателей бурового раствора в условиях полнминеральной аг" рессии, он дополнительно содержит органосиликонат щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Глина 4-25

Понизитель водоотдачи 0 01-0,50

Фосфоновый комплексон 0,01-0,03

Органосиликонат щелочного металла

Вода

1384595

45

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам для промывки скважин, 5

Известен буровой раствор, содержащий глину, воду, понизитель водоотдачи, кремнийорганическую добавку, в качестве которой применяют мононатриевую соль этил- и метилсилантриола. 10

Недостатком этого раствора являет" ся низкая солестойкость и потеря работоспособности при одновременном присутствии водорастворимых.солей щелочных и щелочноэемельных металлов, 15

Известен также буровой раствор, содержащий глину, воду, понизитель воДоотдачи и фосфоновый комплексон, в качестве которого испольузют нит-! рилотриметиленфосфоновую кислоту 20 (НТФ).или 1-оксиэтилиденфосфоновую кислоту (ОЭДФ).

Основным недостатком его является ухудшение структурно-механических и фильтрационных показателей под воздействием полиминеральной солевой агрессии, Цель изобретения — улучшение струк. турко-механических и фильтрационных показателей бурового раствора в yc" "З0 ловиях полиминеральной агрессии, Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий жину, воду, понизитель водоотдачи и фосфоновый комплексон, дополнитель- 35 ио содержит органосиликонат щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 4-25

Ионизитель водоотдачи 0,01-0,50

Фосфоновый комплек сон 0,01-0,03

Органосиликонат щелочного металла 0,1-0,6

Вода Остальное

В качестве понизителя водоотдачи в растворе используют ККЦ или акриловые полимеры.

Известно использование органосиликонатов натрия в. глинистых буровых растворах s качестве стабилизатора в условиях высоких температур и ингибитора неустойчивых глинистых пород, Однако при добавке хлоридов натрия, кальция или магния при концентрации хлоридов кальция более 12% и хлоридов натрия более 5-10% буровой раствор теряет свою работоспособность в результате высаливания кремнийорганического реагента.

Известно, что фосфоновые комплексоны высоко эффективны в качестве регуляторов структурно-механических свойств лишь в пресных глинистых растворах. Обработанные ими буровые растворы в усповиях полиминеральной агрессии ухудшают свои структурномеханические и фильтрационные показатели, Предлагаемый буровой раствор позволяет устранить указанные недостатки известных технических решений и может быть использован при массовом бурении нефтяных и газовых скважин, в том числе, при раэбуривании легкодиспергируемых глинистых отложений, солевых пропластков или при поступлении пластовых вод, содержащих одновременно соли щелочных и щелочноземельных металлов. Это преимущество обусловлено одновременным присутствием в составе предлагаемого бурового раствора фосфорорганического и кремнийорганического компонентов, способных к активному физико-химичес-. кому взаимодействию с катионными центрами глинистых частиц и катионами Na+, Са+, Mg+, присутствующими в растворе. Образование устой- . чивого глинополимерного комплекса с одновременным участием НТФ (или

ОЭДФ) и органосиликоната обуславливает солестойкость и способствует стабилизации структурно-механических и фильтрационных свойств бурового раствора.

В качестве фосфонового комплексона используют нитрилотриметиленфосфоновую кислоту, товарный продукт НТФ, оксиэтилидендифосфоновую кислоту

ОЭДФ, В качестве органосиликонатов щелочных металлов используют соединения общей формулы товарные продукты петросил-1, петросил-2М, петросил-2.

Дпя приготовленная бурового раствора можно использовать любые глиноматериалы, например бентопорошки, комовые глины, глину, нарабатываемую

2384595

Параметры бурового раствора после прогрева

Состав раствора,Z

Органосилнконат иелочного металла

СНС,/„, Ila В, с

Т, с

91,67 8

12,4/I8,7 21,6

5(невестиый) 63

0,03 НТФ

0,З Кии

4,7/11,8

4,В/ »,0

4,1/9,9

7 ° 4

95 ° 57

0,03 НТФ О,.l Печросил-2 37

О,З 10III

74,38 25

91,07 8

74 «44 25

0,0I lIAA 0,01 НТФ 0,6 Пе:росил-1 42

6,2

0>5 10M

0,03 ОЭЛФ 0,4 Петросил-2Н 37

0,01 НТФ 0,05 Петроснл-2 67

5,6

16,5/Неэамернмо

18 ° 8

О, 5 1 ЧП

90,87 8

91 ° 10 S

0,03 НТФ 0,8 Петроснл-1

0,005 НТФ 0,6 Петросил-1 77

6,4

О,З ЮШ

0,3 VIII

8,6

14,7/Неэамернмо при бурении скважины, в количестве

4-25 мас,X в зависимости от требуе. мых технологических параметров бурового раствора.

Пример 1. Иэ 93,27 r (93,27X) воды и 6 г (6X) бентопорошка (в рас.чете на сухой продукт) при перемешивании в течение 1 ч готовят 6%-ную глинистую суспензию. Добавляют 0,3 r

К1% (0,3%), перемешивают 30 мин. Затем вводят 0,03 г (0,03%) НТФ и

0,4 г (О ° 4X) петросил-2 и перемешивают 1 ч.

Технологические параметры раство- 15 ров (условиая вязкость — Т, с; ста.тическое напряжение сдвига - СНС, Па, водоотдача — В, см за 30 мин) з измеряют на стандартных приборах по известным методикам: Т 32 с; СНС 20

2 ° 3/4,1 Па; В .3,5 см

П р.и м е р 2, Буровой раствор состава,Х: вода 74,09, глина иэ. глинистого шлама 25; КМЦ 0,5, НТФ

0,01, петросил-2М 0,4, приготовленный 25 по методике примера 1, прогревают в автоклаве в течение 8 ч при 120 С.

Заыеряют параметры: Т 35 с; СНС

2,8/5,0 Па; В -4,9 см

Пример 3. В буровой раствор, Зр приготовленный по методике примера 1, вводят порциями при перемешивании в течение 1 ч 12 г хлорида натрия и 3 г хлорида кальция. Выдерживают в течение 24 ч, перемешивают и замеряют параметры: Т 35 с; СНС 4,7/6,0 Па;

В 6,5 см .

Пример 4. Буровой раствор, приготовленный по примеру 3, подвергают термообработке при 80 С в тече- 40

Глина Пониэн- Фосфонотель во- вый компдоотдачи лексон ние 8 ч. Замеряют параметры: Т 42 с;

СНС 6,2/9,7 Па; В 7,2 см !

Для выявления оптимального соотношения компонентов и преимуществ по сравнению с известным буровым раствором приготовлены: буровой раствор по примеру 5 и образцы буровых растворов — примеры 6-14 по методике примера 1.

В таблице приведены сравнительные данные для указанных буровых растворов, содержащих 12Х Na01 и 3% СаС1е после термообработки при 120 С в течение 8 ч;

Как видно, буровой раствор предлагаемого состава (примеры 3, 4 и

6 — 8) имеет лучшие структурно-механические и фильтрационные показатели по сравнению с известным (пример 5) в условиях полиминеральной агрессии.

Содержание в растворе фосфоновых комплексонов менее 0,01Х или органосиликонатов менее 0,2Х не дают эффекта в улучшении технологических параметров (примеры 9 и 11), а содержание фосфоновых комплексонов более

0,03% и органосиликонатов более 0,6% является нецелесообразным, так как нет заметного улучшения технологических параметров (примеры 10 и 12), Примерами 13 и 14 показано, что раздельное использование фосфоновых комплексонов и органосиликонатов ще- лочных металлов в концентрации до

0;7Х эффекта не дает. Таким образом улучшаются структурно-механические и фильтрационные показатели бурового раствора в условиях полиминеральной агр ессии.

1384595

Продолжение таблицы

Состав раствора,2

Прим рм

weэн ФосФомо Орrasaсмлико

° лъ во- вэв1 коми- мат аелочмого отдачи лексон мекалла.

b, а ТЭтнна

5,7

13 91,0 8

0 ° 3 87Щ 0 ° 7 НТФ

l7,6

28,3

Составитель А,Симецкая едак ор М.Недолуженко Техред А.Кравчук Корректор В,сутяга

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1381/19

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул .Проектная,4

74,25 25 0,3 KHQ 0,05 НТФ 0,4 Петросмл-2 . 36

14 74 ° 29 25 0,01 17ла - 0,7 Нетросмл-t &1 рахетрм бурового раствора иосле ирогрева с Снс,,е, Па

4,0)8,7

13,9/27,6

Неэамерммо