Полимерный буровой раствор

 

Изобретение относитЬя к бурению ; скважин в геолого-разведочной отрасли и нефтяной пром-сти и предназначено для их про1№1Бки. Цель - улучшение технологических свойств раствора за счет снижения его вязкости при 45- 90 С. Раствор содержит следукяцие ингредиенты , мас.%: полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,5- 1,9 мас.% 0,14-0,20; бихромат щелочного металла 0,14-0,20; гипосульфит натрия О,11-0,15; оксалат аммония 0,001-0,010, вода остальное. Раствор готовят путем постепенного растворения в воде входящих в раствор ингредиентов . Использование раствора обеспечивает сокращение затрат времени и средств на борьбу с осложнениями, связанными с прихватами бурильной кос лонны или потерей буровым раствором технологических свойств. 1 табЛо (Л

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

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

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249530/23-03 (22), 25.05 .87 (46) 23.03.89. Бюл. И- 11 (71) Ростовский государственный университет им. М.А.Суслова (72) В.А.Евецкий, И.И.Давьдов, А.Н.Костышев и А.П.Фоменко (53) 622.243 .144.3(088.8) (56) Патент США 1(4040484, кл. 166-294, опублик. 1977.

Патент США У 4076628,кл.252-8.5.С опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1239140, кл. С 09 К 7/02, 1983. (54) ПОЛИИЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению сКВВКНН в геолого-разведочной отрасли и нефтяной пром-сти и преднаэначе-.

Изобретение относится к области бурения скважин в геолого-разведочной отрасли и нефтяной промышпенности и предназначено для их промывки.

Цель изобретения — улучшение технологических свойств полимерного бурового раствора за счет снижения его вязкости при 45-90 С.

Полимерный буровой раствор, вклю-. чающий полиакриламид с содержанием карбокснльных групп 0,5-1,9Х, бихромат щелочного металла, гипосульфит натрия и воду, дополнительно содержит оксалат аммония при следующих соотношениях ингредиентов, мас.Х:

Полиакриламид (ПАА) с содержанием карбоксильных групп

0,5-1,9 мас.X О, 14-0,20 но для их промывки, Цель — улучшение технологических свойств раствора эа счет снижения его вязкости при 4590 С. Раствор содержит следующие ингредиенты, мас.X: полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,51,9 мас.Ж О, 14-0,70. бихромат щелочного металла О, 14-0,20; гипосульфит натрия О, 11-0,15; оксалат аммония

0,001-0,010 вода остальное. Раствор готовят путем постепенного растворения в воде входящих в раствор ингредиентов. Использование раствора обеспечивает сокращение затрат времени и средств на борьбу с осложнениями, связанными с прихватами бурильной ко- C

Щ лонны или потерей буровым раствором . технологических свойств. 1 табл.

° °

Бихромат щелочного металла 0 14-О,2О

Гипосульфит нат- ф рия р

Оксалат аммония 0,001-0, 010

Вода Остальное

В таблице приведены данные, иллюстрирующие зависимость вязкости буровых растворов от количественного С5 соотношения его ингредиентов и температуры.

Пример 1. В 900 г воды последовательно растворяют 1,4 г ПАА с молекулярной массой 3 ° 10 и содержанием карбоксильных групп 0,57., 1,4 г бихромата калия, 1, 1 г гипосульфита натрия, 0,01 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой ра1467076

° 4. створ имеет состав, мас.%: ПАА 0,14;, бихромат калия 0,14; гипосульфит натрия 0,11; оксалат аммония 0,001, вода остальное ° Он имеет плотность

1010 кг/м, вязкость 19 с, водоотдачу 9 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отстой 10. После о прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 1 ч

19 через 2 ч 19; через 4 ч 27, через 8 ч 60; при 70 С,с,через 1 ч 19 через 2 ч 20, через 4 ч 35; через

6 ч 60, при 90 С,с: через 1 ч 19, через 2 ч 25, через, 4 ч 35, через

6 ч 60.

Пример 2. В 900 r воды по-", следовательно, растворяют 1,7 г ПАА с молекулярной массои 6 10 и содер.г 5, жанием карбоксильных групп 1,2Х

1,7 г бихромата натрия 1,3 г гипосульфита натрия, 0,05 г оксалата ам, мония, а затем доливают воду до массы 1000 r Полученный буровой раствор имеет состав, мас.Х: IIAA О, 17 бихромат натрия,0,17; гипосульфит натрия О, 13; оксалат аммония 0 005 вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 21.-с, водоотдачу 8 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отстой О. После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 1 ч

21, через 2 ч 22, через,4 ч 32, через 8 ч 95 при 70 С, с: через 1 ч

21, через 2 ч 2?; через 4 ч 35, через 6 ч 90, при 90 С, с: через 1 ч

21, через 2 ч 27, через 4 ч 3?, через 6 ч 98.

Пример 3. В 900 г воды последовательно растворяют 2 r ПАА с

6 молекулярной массой 6 10 и содержанием карбоксильных групп 1,9Х, 2 г бихромата калия 1,5 r гипосульфита

I натрия; О, 1 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г.

Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,2; бихромат калия 0,2, гипосульфит натрия 0,15,". оксалат аммония 0,01; вода остальное.

Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 23 с, водоотдачу 8 см, статическое напряжение сдвига О, суточный

О 1 отстой О. После прогрева при 45 С вяз кость бурового раствора составляет, с: через 1 ч 23, через 2 ч 23, через

4 ч 33, через 8 ч 120 при 70 С, с: через 1 ч 23 с; через 2 ч ?8; через

4 ч 40 с, через 6 ч 125; при 90 С, с: через 1 ч 23; через 2 ч 30; через

4 ч 45; через 6 ч 130.

Пример 4. В 900 г воды последовательно растворяют 2 r ПАА с моле-

6 кулярной массой 6 10 и содержанием карбокснльных групп 1,9X., 2 r бихромата натрия, 1,5 r гипосульфита натрия, 0,01 r оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г.

Полученный буровой раствор имеет состав мас.X: ПАА 0,2; бихромат натрия

0,2, гипосульфит натрия 0,15; окса- лат аммония 0,001 вода .остальное.

Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 23 с, водоотдачу 8 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отстой 0. После прогрева при 45 С е вязкость бурового раствора составляет, с: через 1 ч 23; через 2 ч 38; через 4 ч 45; через 8 ч 130; при

70 С, с: через 1 ч ?3; через 2 ч 45; через 4 ч 60; через 6 ч 135; при 90 С с: через 1 ч 23 через 2 ч 45; че рез 4 ч 138.

Пример 5. В900г водыпо" следовательно растворяют ?. г ПАА с молекулярной массой 6 10 и содержанием карбоксильных групп 1,9%, 2 r бихромата калия, 1,5 r гипосульфита натрия, 0,12 r оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г.

Полученный буровой раствор имеет состав, мас.Х: ПАА 0,2; бихромат калия

0,2 гипосульфит натрия 0 15 оксалат аммония 0,012; вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость

23 с, водоотдачу 8 см, статическое напряЖение сдвига О, суточный отстой

О. После прогрева при 45, 70 и 90 С в течение 8 ч вязкость бурового раствора не изменяется и составляет 23 с.

П р и м а р 6.. В 900 r воды последовательно растворяют 1,4 r ПАА с молекулярной массой 6 ° 10 и содержа6 нием карбоксильных групп 1,9Х 1,4 г бихромата калия, 1,1 г гипосульфита натрия, 0,005 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г.

Полученный буровой раствор имеет сос5Î тав, мас.%: ПАА 0,14, бихромат калия О, 14, гипосульфит натрия О, 11 оксалат аммония 0 0005 вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 20 с, водоотдачу 9 см, статическое напряжение сдвига О, су1 точный отстой О. После прогрева при о

45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 30 мкн 28; через

1467076 е кость составляет 23-45 с. Это свидетельствует о том, что благодаря введению в буровой раствор оксалата аммония вязкость его снижается.

Увеличение содержания в буровом растворе оксалата аммония относительно 0,01 нецелесообразно, поскольку приводит к резкому снижению вязкости, которая не изменяется в течение 8 ч прогрева, в связи с чем он теряет закупоривающие свойства.

Уменьшение содержания оксалата аммония относительно 0,001Х не при15 водит к необходимому снижению вязкости.

При использовании предлагаемого полимерного бурового раствора обеспечивается сокращение затрат времени

20 и, средств на борьбу с осложнениями, связанными с прихватами бурильной колонны или потерей буровым раствором своих технологических свойств, вызванных высокой его вязкостью при

25 45-90 С.

0,14-0,20

1 ч 65; при 70 С, с: через 30 мин

150; через 1 ч не течет (образуется пространственно сшитый гель) при

90 С, с: через 30 мин 275 через

1 ч не течет (образуется пространст" венно сшитый гель) .

Пример 7. В 900 r воды последовательно растворяют 1,4 ПАА с молекулярной массой 6 10 и содержанием карбоксильных групп 1,9Х, 1,4 r бихромата калия, 1,1 г гипосульфита натрия, а затем доливают воду до мас сы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.Х: ПАА О, 14; бихромат калия 0,14; гипосульфит натрия О, 11 вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость

20 с, водоотдачу 9 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отстой о

О. После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 30 мин 30; через 1 ч 70; при

70 С, с: через 30 мин 165, через

1 ч не течет (образуется пространственно сшитый гель), при 9Р С, с: через 30 мин 290 через 1 ч не течет (образуется пространственно сшитый гель) .

Из анализа экспериментальных данных следует, что при содержании, мас.Х; ПАА О, 14-0,20, бихромат натрия или калия О, 14-0,20, гипосульфит натрия 0,11-0,15 и оксалат аммония

0,001-0,01 вязкость бурового раствора составляет 19-45 с через 1-4 ч при 45-90 С, что удовлетворяет условиям хорошей промывки ствола скважины,. а при этих же температурах через

6-8.ч прогрева — 60-130 с, что удовлетворяет условиям закупоривания поглощающих каналов. При увеличении содержания оксалата аммония в пределах 0,001-0,01 интенсифицируется снижение вязкости. Если, согласно примеру 4, вязкость составляет 2345, с после прогрева в течение 1-2 ч при 45-90 С, через 4 ч 45-138 с, то по примеру 3 в течение 1-4 ч вязформула изобретения

Полимерный буровои раствор, вклю30 чающий полиакрипамид с содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9 мас.Х, бихромат щелочного металла, гипосульфит натрия и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств за счет о снижения его вязкости при 45-90 С, он дополнительно содержит оксалат аммония при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

40 Полиакриламид с содержанием карбоксильных групп

0 5-1,9 мас. О, 14-0, 20 -

Бихромат щелочноф5 Го металла

Гипосульфит натрия 0,11-0,15, Оксалат аммония 0,001-0,010

Вбд,й Ос тальное

1467076

I 1 1

1 I I 1 I

I I 1

I l I I 1

I 1 1

1 1 I 1 1

0

Э Э !

О н Ф I

4 1 э о

ЖЕ 1

1 но оеа м "сч н

44

Э Э м нМ

I ч0

0«

О М4 ф М 44

1 сч е-сч

I cd

Э

9!И

ЛОО ф с- О

Ф н

О о

lC о сч

М1

О

О о

A о

М1 ь «

D О л л о о о

О л о

Ю

О о г-с —,— 4

1,, ccI

4, U Ж

1 о

1 4 Н ! Лев

М1 л

М 1 л о

Ь4

1

1 о

I О х н

1 444 Й

О сч л л о о. л

Э

g ж

Э

Ж

Э

Ц

1 О о сЧ л о

О сЧ л

О л

A ь л о о сч

Я ь

« сч л л

О О о сч л о л о л

1

Э

444 »

6) Я

1 ж

С4

О о э й

Ф р

Э 1

1 Р

Э I р 1 о сЦ 1

Н I ,Г 14

cd 1 Р

444 I .: 1 — — сЧ. о

D D

Ю Мi СЧ М М tvl tel

iо 1 I Ch I 1 1 I 1 I сЧсЧсЧ 1 I I ео

ОО Оао

I о О 1 Ch O I - «- 1 - 1 1

Л М4 М4 СЧ Л С С О а О С1 счммммммтм о

О D Ю СЧ СЧ С» М CÎ О СО МЪ М 4

«- СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ Сч М М с4 1

Е М М С4 С4 М С4

«- сч сч сч сч с»4 сч сч сч сч I

1 I 1 1 I I I I 1 1 1 I I аDОаООМ ООМ4ООЕС ОООО

«ф С«<Р 4 » (:Ь «ф 4 «С4\ С» С4 С«4Ь «ф 4 » 0П