Полимерный малоглинистый буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель - повышение способности раствора к самоочищению за счет повышения его флокулирующих свойств. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: глинопорошок 1 - 2

гидролизованный полиакрилонитрил 12,5 - 16,7

сульфат меди (II) 0,8 - 1,2

вода остальное. Для регулирования плотности и фильтрации раствор содержит хлорид натрия или сильвинит в количестве от 2 до 25% от массы бурового раствора. При приготовлении раствора последовательно растворяют расчетное количество гидролизованного полиакрилонитрила и сульфат меди. В полученный раствор вводят глинопорошок и при необходимости хлорид натрия или сильвинит. Данный раствор не загустевает при введении глины и обладает значительной солестойкостью. Характер изменения свойств растворов при термообработке различен в зависимости от способа приготовления. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (11) (51}5 С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Гидролизованный полиакрилонитрил (сухое вещество)

Сульфат меди

Глинопорошок

Вода

1„25-1„67

0,8-1,2

1-2

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4376393/ 23-03 (22) 30 ° 12.87 (46) 23.07.90. Бюл. № - 27 (71) Гомельский отдел Белорусского научно-исследовательского геологоразведочного института и Московский институт нефти и газа им. И.M .Ãóáкина (72) И.В.111аламов, Л.К.Мухин, Г.С.Евтушенко, И.Н.Полосина, Т.Л,Денисова, И.Н.Гурова, В,В.Карпук, Г.Н,1Чепелькевич и Н.Н.Ефимов (53) 622.243.744 ° 3(088.8) (56) Дедусенко Г.Я. и др. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. — М.: Недра, 1985, с. 115-116.

Авторское свидетельство СССР

¹ 861 388, кл. С 09 К 7/02, 1979, (54) ПОЛИМЕРНЫЙ МАЛОГЛИНИСТЬЙ БУРОВОЙ

РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель повышение способности раствора к саИзобретение отпосится к бурению нефтяных и газовых скважин, а имен— но к буровым растворам, применяемым при промывке скважин.

Цель изобретения — повышение его способности к самоочищению эа счет повышения его флокулирующих свойств.

Полимерный малоглинистый буровой раствор (ПМГБР) включает гидролизованный полиакрилонитрил, глинопорошок, сульфат меди и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

2 моочищению за счет повышения его флокулирующих свойств. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.Е: глинопорошок

1-2; гидролизованный полиакрилонитрил 12,5-16,7; сульфат меди (II)

0,8-1,2; вода остальное. Для регулирования плотности и фильтрации раствор содержит хлорид натрия или сильвинит в количестве от 2 до 257 от массы бурового раствора. При приготовлении раствора последовательно растворяют расчетное количество гид- ролизованного полиакрилонитрила и сульфат меди. В полученный раствор вводят глинопорошок и при необходимости хлорид натрия или сильвинит.

Данный раствор не загустевает при введении глины и обладает значительной солестойкостью. Характер изменения свойств растворов при термообработке различен в зависимости от способа приготовления. I з,п, ф-лы, 6 табл.

Для регулирования плотности и филь трации буровой раств ор дополнительно содержит хлорид натрия или сильвинит в количестве 2 — 25X от массы Gypoaoro раствора, 1579924

Таблица) Образец

Состав раствора, мес,2

Плотность, г/см э

Фильтрации, Пронолисм мость ()мм

У)) аа> с

1,05

1,15

9,9

0,93

8 9

1 2

104

1,16

1 >052 . 26

9>5

) 5,38

9,0

1,15

10

l,05

),28

10,0

40!

>)6

9,0

l 2

1,67

1,03

10,0

Образец 7 + 15 бентонит

Образец 7 + 1 СаС1g

Образец 7 + 2 сильвинит

1,54

9,4

2,5

1,08

2,17

4,44

9,8

1,05

6 5

Образец 7 4 25 сильвинит

1,18

23,25

8>О

1, 087 26

1,092 20

11,76 9,1

11>8 8,3

3,5

Образец 12 + 2 СаС1

Буровой раствор готовят следующим образом.

В воде последовательно растворяют расчетные количества гидролизованного полиакрилонитрила и сульфат меди. В полученный раствор вводят глинопорошок и, при необходимости, хлорид натрия или сильвинит.

В табл. 1 приведены технологические параметры ПМГБР; в табл ° 2данные, иллюстрирующие влияние природы соли поливалентного металла на диспергирующие свойства ПМГБР; в табл. 3 - зависимость технологических параметров ПМГБР от термообработки и способа приготовления; в табл. 4 - удаление глинистой фазы из растворов различного состава; в табл. 5 и б — влияние способа приготовления на способность раствора к. отделению твердой фазы при отстое.

Анализ данных, приведенных в табл. 1. — б, показывает, что предлагаемые растворы не загустевают при введении глины и обладают значительной солестойкостью, а растворы, отличающиеся количественным содержани" ем ингредиентов, этими свойствами не обладают. Характер изменения свойств растворов при термообрйботке различен в зависимости от способа приго! 0,2 Си$0т 5 Нзо + 1,67 гипан +

+ 4 каолйн> вода остальное

2 Образец 2 + 25 каолин

3 Образец 2 +, 1 CaCl <

4 Образец 2 + 15 )!аС1

5 0,8 Си$0,)> 5 H O + ),67 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

6 Образец 5 + 25 каолин

7 0,8 CuSOg 5 H O + 1,67 гинеи +

+ 1 бентонит, вода остальное

0,8 Сц$0а 5 Нэо + 1,67 гнпан +

+ 2 бентонит + 10 сильвинит, вода остальное товления: при вводе гидратированной глины фильтрация после термообработки увеличивается, а при вводе сухой

5 глины — уменьшается. Способом приготовления определяется также и солестойкость.

Формула изобретения

1. Полимерный малоглинистый буровой раствор, включающий гидролиэованный полиакрилонитрил, соль поли-валеитного металла, глинопорошок

15 и, воду„отличающийся тем, что, с целью повышения его способности к самоочищению эа счет повышения его флокулирующих свойств, он в качестве соли поливалентного металла содержит сульфат меди (II) при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Глинопорошок 1-2

Гидролизованный

25 полиакрилонитрил 12,5-16,7

Сульфат меди (II) 0,8-1,2

В ода Ос таль ное

2. Растворпо п, 1, о тлич а ю шийся тем, что он дополнительно содержит хлорид натрия или сильвинит в количестве 2 — 25% о массы бурового раствора.

1579924

Продолжение табл.!

Проводимость>

Фильтрация > см

Образец

Состав раствора, мас.Х рН

""Я0>> ° с

Плотность, г/см

1,2 CuSOi" 5 НтО + 1,67 гипан +

+ 2 бентонит, вода остальное

28

1,05

1,2

9,9

Образец 14 + 25 бентонит

Образец 14 + 25 сильвинит

1,2

8,8

1,2

21, 19

7,9

0>8 CuSO< 5 Н О + 1,25 гипаи +

+ 2 бентонит, вода остальное

9,8

1,018

1, I62

12,5

6,24

1,05

18

Образец !7 + 25 сильвииит

7,8

l, 2 CuS0< 5 HI 0 + 1,25 гипан +

+ 2 бентонит, вода остальное

1,026

l>162

19,5

10,92

6,24

I,25

9,7

Образец 19 + 25 сильвинит

24,39

7,8

2 А1 з($0 ) z 8 Н10 + 1 гипан +

+ 0,75 ИатСОз + 5 глииосмесь, вода остальное

1,С4

I,16

7,0

Образец 21 + 15 глиносмесь

Образец 21 + 20 глиносмесь

Образец 2! + 25 сильвинит

Образец, 2! + I СаС1>

4,5

1,34

6,3

23 н/т

1,16

2,5

l 14

6,1

l6

1,13

25

6,1

1,054

2,38

6,9

5 гилан + 3 бентонит, вода остальное

1,012

0,45

9,5

1,065 25

Образец 26 + 15 глнносмесь

0,3

7,4

Образец 26 + 20 сильвииит

1,13

21>7

8,0

3 гипан + 10 бентонит, вода остальное

19

1 05

0,26

9,7

Образец 29 + 25 сильвинит

I,!9

2I,74

П р и м е ч а н и е. Показатель СНС /„ лля всех растворов имеет значение О/О Ла

Таблица 2

Состав раствора, мас.7

Фзо ° смз

5>Нура> с

Образе!! > г/см3

1,0 РеС1ъ 6 НзО + 1, 25 гипаи +

+ 2 каолин, вода остальное

1,04

6,5

136

1,14

Образец 1 + 10 каолин

1,0 FeSO< . 7 НзО + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

5,5

1,04

Образец 3 + 10 каолин

1,14

1,0 СгС15 + 6 Н.20 + 1, 25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

1,04

Образец 5 + 10 каолин

1,13

1,0 ZnS04 Н О + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

43!,04

Образец 7 + 10 каолин

Образец 7 + 25 сильвинит

l,l4

9,5

1,18

1,0 А12(8<4) . 18 Н20 + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

1,04

1579924

Продолжение табл.2

Образе

Состав раствора, мас, 7

Фэ>> > сМ3

УНТ > с > г/см

Образец О .+ 10 каолин

),13

4,5

1,0 А1013 б Н.20 + 1,25 гипан +

+ 2 каолин,. вода остальное

6,5

1,04

l.Ý

Образец !3 + 10 каолин

1,)3

87.1,0 Al(NOg)g 9 Н.>0 + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

1,04

Образец 14 + 10 каолин

1 14

16

1,0 CuSO 5 Н О + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

1>04

17

Образец 16 + 10 каолин

1,13

4,5

1,0 CuSO< (безводный) + 1,25 гипан + 2 каолин, вода остальное

1,045

П р и м е ч а н и е. Показатель СНС,/>< для всех растворов имеет значение О/О Па; в образцах 1-17 введен каолин, в менъней степени подвергаемый пептизацни в водных растворах, чем бентонитовая глина. таблица 3

Обре- Состав раствора, мас.X эец

Параметры раствора при вводе твердой фазы в сухом виде в виде глинистого раствора

Э > Э УНзаа> У УВ „, Фзд, г/см с см >. г/см и 3

24 5

2»

24

4

1 0,4 CuSO< 5 Н О + 1,67 гипаи +

+ l каолин, вода остальное! 02

««2.

1,0!

26

1 03

1,02

2 0,5 CuSO 5 Н О + 1,67 гипан +

+ i каолин, вода остальное

1 02

«2»

l,0!

16

21

2 ! 03

1,03

39 !

2I

21

3 0,6 САМБО 5 Нто + 1,67 гипан +

+ 1 каолин, вода остальное.29!

8! 02

«2»» !,02

I 03

-2»i>03

21 5

220

8 !

0,7 Си804 5 Н O + 1,67 гипан +

+ 1 каолин, вода остальное 29

ll 5

l 03

«2»»

1,03

24

20! 03

l,03

2!

20>8

24

5 0,8 CuSO 5 Н !О + 1,67 гипан +

+ 1 каолии, вода остальное!

6 !

I 03

1,03! 03

l,03

-2l,2

22

20 5

20

6 0,8 CuSO@ 5 .Н 3 + 1,67 гипан +

+ l каолин> вода остальное! 03 г

l,03

l2 !!

I .03

I,ОЭ

7 1,0. CuSO 5 Нто + !,67 гипан +

+ l каолин, вода остальное

1l

l 02

1,03

1 03

-2

1,03

44

32 5

8 1,2 CuSO i 5 Н О + 1,67 гипан +

+ каолин, вода остальное!

О 3

2 I, 03

1 03

1,03

9

44

9

1 03

1,03

1 04

i,03

3 9

2»

7,5

42

64

2 4

«2»

23

1 03

«2

l,02

l 02 24

1,02 23

12 Образец !! + 20 сильвинит (NaC1 + KC1) 10

9 0,5 CuSO>I > 5 Н О + 1,67 гинаи +

+ бент. махарадз °, вода остальное!

О 0,8 CuSO< 5 Нао + 1,67 типаи +

+ 1 бент. с метасом, вода ос тальное

11 1,2 CuSO< 5 НтО + 1,67 гипан +

+ 2 бент. с метасом, вода остальное

1 04 36

1,!7 28

1 579924!

1родолжение табл.3

Образец

Состав раствора, мас,X

Параметры раствора при вводе твердой фазы в виде глинистого раствора в сухом виде

Б0> У УВ уа > 3>» г/см

3 с см г/см с см

l3 1,2 CuSO< 5 Нзо + 1>67 гипан +

+ 2 бент. с метасом, вода остельное

l,06 34 8

1,2 26 S

14 Образец 13 + 20 сильвинит

П р и м е ч а н и е. В числителе - значение параметров до термообработки, в знаменателе - после термообработки при Т 120 С, t = .3 ч . о

Та блица 4

Состав раствора, мас.Х

Время, мин

Перемешивание

Осаждение

50 100

0,1 1,44 1,65

10

3,3 4,1 9,9

30

0,3 гипан + 3 бентонит

30

2 6А12(ЯО+) 3 18 НtО + 0,75 N8,2C03+ !!

+ 10 гипан + 2 бентонит вода осЭ тальное

30

0,2 CuSO 5 Н20 + 1,67 гипан +

+ 2 бентонит, вода остальное

0,8 CuSO< 5 Н20 + 1,67 гипан +

+ 2 бентонит + 10 сильвинит, вода остальное

Количество добавленной глины, мас.Ж

Образуется гелеобразная масса, осадка нет

С т уд енис та я г елеобразная масса, осадка нет

1579924!

1

i х

1 о а о

Ц

Ц

И

Я

Ы о

t( с6

v о о

° л

К

1 х

tf о х х (v X о

6 р,а о

Ф

Х о

v о х о х

И

Ф

d) Ю

CV х о ф

1 Р

Ф х

E" о о х

А

Ц

cd о

Е(о

j о х

Е х х х л Д

Х <О

О Р

Н о о о о х х

3

k ! Ю

Я ! х

Ф

Ц и о

° l

1 М

1 е х

1 ! !

I !

1 ! !

I

i

1 ! !

Ю

С 1

Ю

С» ) х

cd !» о са !

=; м о

Е о х

1: а

В4

1

I .1

Ю

СЧ о

И о !

М х о

F о » х (»

Г-»

:»

:т

Ф

cd

Р

10 о

»»l о

Ж

Ф

Ц

cd х

cd х х

Р 3 х о !

" х о х о х о

Н о а о д о !

С4

+ о х

Ф Х

И х л с5

v о а о

Р i о

Щ С4

v х

О»

+ М \

М о +

П о о

Р, ч. ох

И о л х

1„ х -+ !

» О са

СЧ

Ю

Ю

° »

Ц о

Ф1 +

К о

I»

v о х!

5 о ( о о

И

ЯО

cd

Е

Я

П

Р, о

Р\

Щ а

I

Ю

+ !

1 Х

I kd

1 ! л

1 о

И1 е. х о о

M Н

„-! о о а

Ю Д я о

- х х

Ц СМ о

Р +

О о

Ф»

Х О1

С 4 л

+ ы

o o

M Н

„"! о ю а о

Ю И о х х»

+ !"„

k» х

tf CV о

kkCj +

kd о о х х

Х х и х х ь !

» х л д

- iq о r.

Я л P

Я»»» о. 1» о х х о

1 и

jkk V х >х х о

5

Ф Х ах.

Р Ф х

v Я

52 !

,о

C) о» к о х ) Х.

Ф Ф а х е х Ф

Ф. Х !

» Ц уело

Ц х

oÕ Ф

V. !» cd 5 ° tf

dj kO х о ах !

»! Ф

ccj jj» Ф

Р

lQ Я о,д а о

Е» » Й о аа с5

Р V V л !Р О

Я Ц» !

Г>

C)

Я

Ц о

-»Ф !

v о и о х о

Ф

Ц

С» о о

Ш о х

Ф !

»

cd

Р.

И х о а о х

Е» о ф а х

Б х о х

Ф х х

И х х

C)

С4 х х

Ф

Ф

d1

Я

Р» о

Р

lkj х о х ( о

В

Ш

Ы о

Н о а о !

» о

14

1579924

Та блица 6

Состав раствора, мас.Х

Отстой через сутки глины мас.Х

l,0 FeC1 . 6 Н 0 + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

Образуется гелеобраз ная студенистая масса, осадка нет

1,0 FeSO 7 Н 0 + 1,25 гипан +

+ 2 каолйн, вода остальное

То же

l,0 CrC1>- 6 Н О + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

l,0 ZnSO< Н О + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

Расслоение на две.фракции, 60Х рыхлая творожистая масса, содержащая глину

Расслоение на две фракции, SOX рыхлая творожистая масса, содержащая глину

1,0 А1С1 6 Н О + 1,25 гипан +

+ 2 каолин, вода остальное

Расслоение на две фракции, 60Z рыхлая творожистая масса, содержащая глину

Составитель Л. Бестужева

Техред Л.Олийнык Корректор О. Ципле

Редактор Н. Яцола

Подписное

Тираж 577

Заказ 1991

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Колич ес тво добавленной

1,0 А1 (БО ) 18 Н О + 1,25 гипан + 10

+ 2 каолин, вода остальное

l,0 Al(NO ) . 9 Нф + 1,25 гипан + 10

+ 2 каолин, вода остальное

Расслоение раствора на две фракции:

1,-я — 0,23Х дисперсионная среда, 2-я — 99,7Х устойчивая глиносодержащая структура без осадка

Происходит расслоение раствора на три фракции, нижняя фракция, составляющая

60Х -от общего объема, представляет собой устойчивую дисперсную систему