Безглинистый буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частг нести к буровым растворам, применяемым для промывки скважин. .Цель изобретения - повышение стабильности бурового . раствора за счет увеличения его биостойкости при одновременном снижении токсичности. Безглинистый буровой раствор включает гидролизованный полиакрилонитрил, водорастворимую минеральную соль алюминия, лигносульфонат И воду при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: гидролизованный полиакрилонитрил 0,5-1,0; водорастворимая минеральная соль алюминия 0,6- 1,0) лигносульфонат 0,5-1,2; вода остальное . Приготовление раствора производится путем последовательного растворения в технической или в пластовой воде при 20-22 С гидролизованного полиакрилонитрила, лигносульфонатов и комплексообразующей соли. В качестве минеральной соли алюминия используются сульфат, нитрат или оксихлориды алюминия, алюмокалиевые квасцы или сульфат калия-алюминия. В качестве лигносульфонатов применяется конденсированная сульфитно-спиртовая барда, феррохромлигносульфонат или сульфитно-спиртовая барда. 2 табл. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 09 К 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4131164/23-03 (22) 05.09.86 (46) 30.10.88. Бюп. 0 40 (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьпппенности (72) Б.А.Андресон, И.В.Утяганов, P.Ê.ÐàõìàòóëëèH и 3.М.Шахмаев (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 834089 кл. С 09 К 7/02,1981.

Дедусенко Г.Я. и др. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы, М.: Недра, 1985, с. 96. (54) ВЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в част-. ности к буровым растворам, применяемым для промывки скважин..Цель изобретения — повышение стабильности бурового . раствора за счет увеличения его биостойкости при одновременном снижении

ÄÄSUÄÄ 1433962 А 1 токсичности. Безглинистый буровой раствор включает гидролизованный полиакрилонитрил, водорастворимую минеральную соль алюминия, лигносульфонат и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х: гидролизованный полиакрилонитрил 0,5-1,0; водорастворнмая минеральная соль алюминия 0,61,0 лигносульфонат 0,5-1,2; вода остальное. Приготовление раствора производится путем последовательного растворения в технической или в пласо товой воде при 20-22 С гидролизованного полиакрилонитрила, лигносульфонатов и комплексообразующей соли. В качестве минеральной соли алюминия используются сульфат, нитрат нли оксихлориды алюминия, алюмокалиевые квасцы нли сульфат калия-алюминия. В качестве лигносульфонатов применяется конденсированная сульфитно-спиртовая барда, феррохромпигносульфонат или сульфитно-спиртовая барда. 2 табл

1433962

55

Изобретение относится к бурению

«ефтяных и газовых скважин, в част«ости к буровым, растворам, применяемым для промывки скваж««нь в том числе

«1ри бурении разведочных скважин, «1скрь«тии продуктивных отложений.

Цель изобретения — повышение стабильности бурового раствора за счет

« овышения биостойкости при одновременном снижении его токсичности.

Буровой безглинистый раствор вклю-! ает гидролиэованный полиакрилонитрил, водорастворимую минеральную соль алюф 1

«!иния, лигносульфонат и воду при сле- !5 ующем соотношении ингредиентов,мас. 7

Гидролизованный полиакрилонитрил Оь5 1ьО

Водорастворимая минеральная соль О 6-1 0 ь ь алюминия

Лигносульфонаты

КССБ или ССБ, или

ФХЛС 0,5-1,2

Вода Остальное

Основой для приготовления «едагаемого раствора служит пресная техническая) или пластбвая (минера,физован««ая) .вода. В качестве стабилизатора применяется гидролизованный фолиакрилонитрил или продукт омыпе—

««ия нитронного волокна или его отходов раствором каустической соды, взяв тых в соотношении 1:0,7, известный как реагент НР.

В качестве водорастворимой минеральной соли алюминия используются: сульфат алюминия-Al z(SO ) y 18 Н О; нитрат алюминия-Al (N0 )> 9 Н«0, оксифториды алюминия-А1 (ОН) Cl, Al (OH) > Cl, ь

40 алюмокалиевые квасцы или сульфат калия-алюминия К Al(S0 ) . 12 Н О.

В качестве лигносульфонатов применяется конденсированная сульфитно—

Спиртовая барда (КССБ), феррохром,«1игносульфонат (ФХЛС) или сульфитно45 спиртовая барда (ССБ) .

Приготовление безглинистого буро8oro раствора осуществляется путем

Последовательного растворения в тех««ической или в пластовой воде в обыч- 50 о ных условиях (температура 20-22 С) гидролиэованного полиакрилонитрила, лигносульфонатов и комплексообразую— щей соли.

Наличие в системе полимерного раствора, содержащего соль алюминия, Л««гносульфонатов резко усиливает ком. плексообразование, приводящее к воз-, никновению поперечных связей между макромолекулами полимера, в свою очередь, обуславливающих повышение структурно-механических свойств и удельного электрического сопротивления. Причем. процесс взаимодействия гидролизованного полиакрилонитрила с лигносульфонатом в присутствии соли алюминия активно протекает при

20-22 С.

В табл. 1 приведены данные, иллюстрирующие влияние количественного соотношения ингредиентов на технологические параметры бурового раствора.

В табл. 2 приведены данные, иллюстрирующие стабильность технологических параметров бурового раствора во времени.

Пример 1. В 500 мл воды растворяют (в течение 30 мин) с помощью лабораторной мешалки 50 r товарного (17.-ного) гидролизованного полиакрилнитрила. Добавляют 5 г лигносульфоната и производят перемешивание в течение 30 мин. Добавляют 8 г соли алюминияь заливают воду до суммарного объема 1000 мп и производят перемешивание в течение 15 мин.

Пример 2. В 500 мл воды растворяют 75 г товарного гидролизованного полиакрилнитрила. Добавляют 9 г лигносульфоната и после его растворения вводят 9 г соли алюминия и заливают воду до суммарного объема

1000 мп. Смесь перемешивают в течение

15 мин.

Пример 3. В 500 мп воды растворяют 100 r товарного гидролиэованного полиакрилнитрила. Добавляют !2 г лигносульфоната и после его растворения вводят 9 r соли алюминия. 3a— ливают воду до суммарного объема

f000 мл и перемешивают смесь в течение !5 мин.

Как следует из анализа данных« приведенных в табл. 1 и 2, предлагаемые буровые растворы (растворы 1, 2, 3) обладают высокими значениями удельного электрического сопротивления, "мгновенной" фильтрации и структурно-механических свойств.

Раствор 4 (табл. 1), содержащий компоненты ниже указанных пределов, имеет неудовлетворительные технологические параметры: низкие величины структурно-механических свойств и удельного электрического сопротивле143396

Гидролиэованный полиакрилонитрил

Водорастворимая минеральная соль алюминия

Лигносульфонат

Вода

0,5-1,0

0,6-1,0

0,5-1,2

Остальное

Таблнпа

Показателя бурового раствора

Состав бурового раствора, мас.i рас вор!

1aF

Фильтра>вея, см> удельное рй электрическое сопротивление>

Ом м

Статическое капряаение сдвига ° дйа

Вода Вязкость с

Охси- Ф

ГЕЕАН тлорид

Bë хв>н ния

Фе 4

1 ее>н 10 инн!

2 0

0,82

7,8

0 ° 6 0,5 — 98,4

28

37 гз

8,5

Ь,Е

97,55 зео, s о,84

0,8 0,9

1,0 1,2

З7

Ь,O

96 ° 8

49 2В 46

22 10 16

0,87

6 ° 5

Ь,О

8,3. O,S О,4 - 98,7

12>5

17,0

0,75

7,7

39 64

8,5

1,1 1,3,96,5

4,О

7>5

0,87

0,6 О ° 5 — 9&,4

19

9,5

12,0

О,ЬО

8,!

i1,0 0>83

0,8 0,9 — 97>5

26 з!

З7

9,0

8 6

1,2 - 96 8 44 о,85

48 7,5

9,5

9,2 зз

0,6

0 ° 5 - 98,4 27

7,О

10,0

О,87

7,0

5,5

0>9 — 97,5

0,92

О,8

19

З4

9,0

6,9

1,О

96,8

1>2

39

Ь,О

5,О

0,95

7 ° 1 о,! !о

2,5 87,4

l4 ° 6

9 ° 4

1,5 о,гг

6,8

I>5 з

*$ испольэовали продукт оиыпения отходов нитрониого волокна раствором каустнческоее содм, вэятзсг ° соотноаеепа 1:0>7.

Использовали пластовув (иинералнзованная) воду плотностью 1>03 г/см> с облек.кесткостьв 890 мг-экв/л> отобранкув нз сквааинм Чекмагуз>ского нефтяного нестеровна\пел. ния (менее 0,8 Ом м). Кроме того, раствор обладает высоким показателем фильтрации (эа 30 мин) и вызывает снижение устойчивости горных пород °

Раствор 5, содержащий компоненты выше указанных пределов, имеет черезмерно высокие значения структурномеханических свойств, ухудшающие показатели бурения, а величины удель- 10 ного электрического сопротивления и показателя "мгновенной" фильтрации фактически одинаковые с раствором 4, имеющим меньший расход компонентов.

Показатель "мгновенной" фильтра- 15 ции определяли по методике ВНИИКРнефть, в частности по величине отрезка, отсекаемого на оси ординат прямолинейным участком кривой фильтрации, построенной в координатах Ф вЂ” е с, где t — время.

Удельное электрическое сопротивление определяли с помощью стандартного прибора — резистивиметра ПР-1.

l 0,5

2 0,75

3 1,0

4 0,4

1,1

6 0,5

7 O,75 е4 1,0

10 0,75

11" 1,0

Ег

Формула изобретения

Безглинистый буровой раствор, включающий полимер, лигносульфонат, водорастворимую соль поливалентного металла и воду, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения стабильности за счет повышения era биостойкости при одновременном снижении токсичности, он в качестве полимера содержит гидролизованный полиакрилонитрил, а в качестве водорастворимой соли поливалентного металла — водорастворимую минеральную соль алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

1433962 ьс >

ЬЬ и сЧ

l о

Ю о о о

° Ь °, О сЧ

° — сЧ м м м м

cd а о х

6 ф а

О

° Ь ! (-» сЧ л с"1 с 4 о и а о л о о о

О о о р

Ъ Х ! О О

\ \ х

1 И 1 сЧ I ц1O

Ю сО л м с1

Ь

ЬЬ

О 1

Ж 1

O 1 Х

1 g 1

1 !

) r3 ъО

CV сЧ

1 л

I Е»

Ь ) ° м м

I ьс! ф о

1

1

1 н в

О О= о х о

I сЧ 1

1 !

° Ь

° Ь о

l 1

М о и

Я\

° Ь о (\

Ю о (ь Ch

° Ь ° Ь о о о

CI3 й о

О

cd

1

I CQ л о

Р!

00 л о

Ьь Ь о к

Ь4

1 I 1! с»

Ь-»

Ш о м

1 л г л

ЬЬ ° Ь Ф

o o o л л о

Ю ф

0 о ф а о

СЬ о ф

Ф ф

О о и

1 ф I

I Д 1 о

I C о

o х сЧ 1 g 1

1 I . I

СО

I ° 1 1 I ь сО

1 ьь i о