Буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель улучшение качества раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его смазочнык свойств и снижение т-ры замерзания. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотнснлении, нас.%: в качестве полтера - продукт взаимодействия полиметилакрилата с мояо- . этаноламином в водной 0,1-1,0; в качестве кремнийорганйческой ясидкрсти - 50%-ный раствор метилили этилсшшконата натрия в спирте 0,1- 0,3; вода - остальное. Раствор готовят путем растворения в воде необходимого кол-ва входящих в него компонентов. Данный раствор характеризуется высокой гл1в1оемкостью, смазочкыми свойствами. Раствор не требует дополнительной очистки и обра- , ботки, снижает опасность прихвата труб и инструмента, 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4084213/23-03 (22) 07 . 07. 86 (46) 30.12.88. Бюл. È 48 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.У.Шарипов, С.И.Долганская, В.С.Войтенко, Г.А.Толстиков, Г.В.Леплянин, Л.Ф.Антонова, Ю.Д.Логанов и А.И.Ивченко (53) 622.243. 144.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 1070296, кл. Е 21 В 21/08, 1982.

Растворы на полимерной основе для . бурения скважин.М.: ВНИИОЭНГ, 1986, с. 7. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цельулучшение качества раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его смазочных свойств и снижение т-ры замерзания.

Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.X: в качестве полимера - продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламнном в водной среде О, 1-1,0; в качестве кремнийорганической жидкости - 50X-ный раствор метил- или этилсиликоната натрия в спирте 0,10,3; вода - остальное. Раствор гото вят путем растворения в воде необходимого кол-ва входящих в него компонентов. Данный раствор характе- ф ризуется высокой гл1н(оемкостью, смазочными свойствами. Раствор не требует дополнительной очистки и обработки, снижает опасность прихвата труб и инструмента. 2 табл.

1447831

СН

СН вЂ” С !,!

С

О

CH

СН вЂ” С

С

ЖН

С

СН !

ОН

СН

CH2 — С

О

СН

1.С!

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам буровых растворов, используемых при проходке неустойчивых пород.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его смазочных свойств и снижение температуры замерзания.

В буровом растворе, содержащем полимер, кремнийорганическую жидкость - 507-ный раствор метил- или этилсиликоната натрия в спирте (ГКЖ-10 или ГКЖ-11) и воду, в качестве полимера используют продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в водной среде 2О при следующем соотношении компонентов, мас.Х: где а = 30-70, в = 20-60, c = 5 8

В табл. 1 приведены данные, иллюстрирующие влияние количественного содержания ингредиентов на технологические параметры буровых растворов.

В табл. 2 приведены технологические параметры буровых растворов, содержащих продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в различных условиях.

Буровые растворы готовят растворением в воде неоходимых количеств компонентов. Для оценки глиноемкости к ним добавляют 25-357 гидратированной бентонитовой глины и после тщательного перемешивания определяют условную и пластическую Вязкость, ди-55 намическое напряжение сдвига и температуру замерзания. Смазывающие свойства оценивают условно по углу

Продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в водной среде (Дэман) О, 1-1,0

50%-ный раствор метил- или зтилсиликоната натрия в спирте (ГКЖ-10 или

ГЮ& 11) 0,1-0,3

Вода Остальное

Дэман - 257.-ный водный концентрат представляет собой желтую вязкую жидкость с температурой начала кристаллизации — 50 С.

На основании спектральных и физико-химических данных установлена формула этого продукта;

Ф закручивания внутреннего цилиндра прибора ВСН-3 при 200 об/мин, чем больше угол закручивания, тем ниже смазывающие свойства, и наоборот, уменьшение угла закрычивания свидетельствует об улучшении смазывающих свойств.

Для оценки стабильности растворов и стабилизирующего действия кремнийорганической жидкости приготовленные растворы анализируют в течение 1 ч после приготовления и после выдержки при нормальных условиях в- течение 72 ч. При этом используют кремнийорганические жидкости марок

ГКЖ-10 и ГКЖ-11.:Полученные результаты от марки жидкости не зависели.

Пример 1. Для приготовления раствора с минимальным содержанием компонентов растворяют 1 r дэмана (4 r 251-ного водного концентратя !

3

14478 и 1 r ГКЖ- 10 в воде и при тщательном перемешивании объем раствора доводят до 1 л водой. Добавляют 25 . по массе глины, тщательно перемешивают, замеряют параметры: УВ/500 (условная

5 вязкость) 51 с, пластическая вязкость

12, динамическое напряжение сдвига с, 5, угол закручивания при

200 об/мин 14, температура замерза-. ния (т.зам.) -8 . Через 72 ч раствор сохраняет свои свойства, УВ = 50 с.

Параллельно готовится раствор, содержащий то же количество дэмана, но не содержащий ГКЖ-10. Он имеет следующие параметры: УВ = 52 с, 10, о = 6, угол закручивания

15, т.эам. -8 С. В отсутствие ГКЖ раствор через 72 ч загустевает, УВ/500 = 71 с.

Пример 2. Для приготовления раствора со средними концентрациями компонентов растворяют в воде 5 г дэмана (20 г 25Х-ного концентрата) и 3 г ГЮК-11 в воде и при тщательном 25 перемешивании объем раствора доводят водой до 1 л. Для оценки глиноемкости к нему прибавляют 35Х гидра" тированной глины. После тщательного перемешивания замеряют параметры 30 раствора: УВ/500 = 35 с, ф„, = 15, о = 5, угол закручивания 7, т.зам.

-9 С. Через 72 ч раствор сохраняет свойства, УВ/500 = 35 с.

Параллельно готовят раствор с тем же содержанием дэмана (0,5 или 5 г

35 иа 1 л раствора), но не содержащий кремнийорганической жидкости. При замере параметров в течение часа после приготовления он имеет параметры, 4 близкие к первоначальному раствору:

УВ/500 = 40 с, $ „„= 16в а = 7э угол закручивания 7, т. зам. -9 С. Но при выдержке в течение 72 ч этот раствор загустевает, его УВ/500 =

= 59 с.

31

4 раствор сохраняет свои свойства, УВ/500 = 30 с.

Параллельно готовят раствор с тем же содержанием дэмана, но не содержащий ГКЖ. При замере параметров в течение часа после приготовления он имеет параметры, близкие к первоначальному раствору: УВ = 32 с, 13, ., = 9, угол закручивания 6, т.зам. = -10 С. Через 72 ч раствор загустевает, его вязкость составляет

43 с.

Результаты лабораторных исследований буровых растворов приведены в табл. 1 и 2.

Буровые растворы согласно изобретению характеризуются высокой глиноемкостью, смазочными свойствами, они обладают низкой вязкостью при более высоком содержании глины, низкими значениями угла закручивания внутреннего цилиндра ВСН-3 при

200 об/мин и более низкими температурами замерзания. Все эти свойства начинают проявляться при содержании дэмана не ниже 0,1Х. При увеличении концентрации дзмана сверх 1Х улучшения свойств раствора практически не происходит. Содержания кремнийорганической жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11 в количестве О, 1 — О,ЗХ достаточно для стабилизации растворов.

Данный буровой раствор, обладая высокими смазочными и противорастепляющими свойствами, а также значительной глиноемкостью, очень технологичен и экономичен при использовании его в процессе бурения и неустойчивых пород, так как не требует дополнительной очистки и обработки, снижает опасность прихвата труб и инструмента.

Формула изобретения

Пример 3. Для приготовления раствора с максимальным содержанием компонентов растворяют в воде 10 r дэмана (40 г 25Х-ного концентрата), 50 и 3 г ГКЖ-10, при тщательном перемешивании объем раствора доводят водой до 1 л. Для оценки глиноемкости добавляют 35 . гидратированной глины, тщательно перемешивают и замеряют па55 раметры раствора: УВ/500 = 30 с,, = 14,, = 8, угол закручивания 6, т. эам. -10 С. Через 72 ч

Буровой раствор, включающий полимер, кремнийорганическую жидкость и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его смазочных свойств и снижения температуры замерзания, он в качестве полимера содержит продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в водной среде, а в качестве кремнийорганической жидкости—

50 -ный раствор метил- или этилсили-. г

1447831 амином и водной среде

50%-нь1й раствор метил- или

5 этилсиликоната натрия в спирте

Вода коната натрия в спирте при следующем соотношении ингредиентов, мас.%1

О, 1-1,0

0,1-0,3

Остальное

Таблица 1 мпе- Состонняе тура растеороа меернин, с

Не канает, еаанел.

0 Неоднород»

llHR Глина

О оседает е о

О,1

0 е

0.1

2 О,1

-8 . Однороднмй, не оседает

Осталеное

25 12

О,1

0,1.

51 12

-в

0.1 - О,1

З1 1З

3 6,5

1О

-9 То не

34. 1г

o,à

05

-в

0,1

3S

4 O,S н

40 16

7 7

0,S о,з

0.5

35 . 15

5 7

0,S

5 1,0 о,з

Ост алъное

Зг 1З

9 б

-1О Одяородямв, глина не оседает

1,0

3S

0,3

В 6

30 14

1,О

Ь

° !

1 6

5 5

-11 То не

35 1 27 15

0,4

Продукт вэаимодействия полиметилакрилата с моноэтанол35 1

25 1

25 12

25 1

66 7 в9 1з

65 14

ВЗ 16

52 10

Ь 26

10 зг

f 29

17 36

1447831

Таблица 2

Состав растворов

Количест"

Параметры растворов

ТемпеВода

УВэ С tð о

Дэман Флучан во добавленной ратура заглины, Х мерэания, С

35 16 5 7

0,3 Остальное 35

0 5

0,3

0 5

0,1

0,3

15

Ф

Флучан — продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в среде диметилформамида, Составитель Л.Бестужева

Техред Л. Олейник Корректор М. Васильева

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 6807/27 Тираж &46 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

0 5 0,$

1,0 0,1

Время замера параметров через, ч

183 40 120

200 36 123

252 28 162 гол акучи» ания ри

00 об.