Буровой раствор для бурения в поглощающих пластах

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин в поглощающих пластах. Цель - повышение стабильности фильтрационных и структурных свойств раствора при давлении до 19 МПа за счет применения в качестве облегчающей добавки продукта флотации золы-уноса. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: бентонит 4-6, продукт флотации золы-уноса 10-30, вода - остальное. Раствор готовят путем смешивания предварительно прогидратированного в течение 1 сут. бентонита с водой до получения однородной суспензии и последующего введения в суспензию продукта флотации золы-уноса и перемешивания. Раствор имеет плотность 860-960 кг/м<SP POS="POST">3</SP> и стабильные структурные и фильтрационные параметры, предупреждает осложнения, связанные с прихватом труб. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4383 761/31-03 (22) 23.02.88 (46) 23.12.90, Бюл. 9 47 (71) Ростовский государственный университет им. M.À.Cóñëîâà (72) Л.Я.Кизильштейн, И.М.Давыдов, А.Г.Перетятько, В.А.Евецкий, А.Н. Костышев, В. Г. Рылов и А.Л. Шпицглуэ (53) 622. 243. 144. 3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 956754, кл. Е 21 В 33/138, 1980.

Игнатьев Н.И, и др. Вспученный вермикулит — облегчающая добавка и наполнитель к глинистому раствору.

Газовая промышленность, 1975, Ф 7, с, 19-20.

Бабалян Т.П. и др. Работы БашНИПИнефть в области создания и применения облегченных буровых растворов, В сб ° : Дисперсные системы в бурении.

Киев, Наукова думка, 1977, с. 77. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ БУРЕНИЯ В

ПОГЛОЩАЮЩИХ ПЛАСТАХ

Изобретение относится к бурению скважин в нефтяной и газовой промыш-. ленности, а также геологоразведоч-! ной отрасли и предназначено для бурения в поглощающих пластах.

Цель изобретения — повышение стабильности фильтрационных и структурных свойств бурового раствора при давлении до 19 МПа.

Буровой раствор содержит бентонит, воду и в качестве облегчающей добавки — продукт флотации золы-уноса при следующем соотношении ингредиентов, мас,X:

ÄÄSUÄÄ 1615170 А 1

2 (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин в поглощающих пластах. Цель — повьппение стабильности фильтрационных и структурных свойств раствора при давлении до 19 МПа за счет применения в качестве облегчающей цобавки продукта флотации золы-уноса.

Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.Ж: бентонит 4-6, продукт флотации золыуноса 10-30, вода остальное. Раствор готовят путем смешивания предварительно прогидратированного в течение 1 сут бентонита с водой до получения однородной суспенэии и последующего введения в суспензию продукта флотации эолы-уноса и перемешивания. Раствор имеет плотность

860 †9 кг/м и стабильные структурные и фильтрационны. параметры, предупреждает осложнения,: связанные с прихватом труб. 1 табл.

Бентонит 4-6

Продукт флотации золы-уноса 10-30

Вода Остальное

Процукт флотации золы-уноса является неутилизируемым отходом производства ГРЭС. Он выцеляется при без— реагентной флотации золы-уноса, образованной в результате сжигания каменного угля с последующей сепарацией в воцной среде эолоотстойника.,Продукт флотации золы †уно является неслеживающимся порошком серого цвета, который прецставляет собой сфе3 !615170 Д рические образования с размерами 20

200 мкм, и имеет следующий состав,%:

8i0 53,8, А1 0 30, 6, Fe Og4, 2, Hg0 1,6, СаО 08, К О 62, Na О 1,1; fi0 0,9; прочие примеси. остальное.

Насыпная плотность 415 кг/м, Частицы продукта флотации представляют собой полые сферы со сред— ним циаметром около 100 мкм. Плотность частиц продукта флотации 400—

600 кг/м, а частиц золы-уноса 21002300 кг/м, Вследствие различий по плотности полые микросферы могут быть выцеле— ны из золы-уноса методом фпотации.

Содержание полых микросфер в золеуносе порядка 5-6 o6.%.

Сферические образования продукта флотации золы-уноса разрушаются при давлении 19 МПа, что подтверждается результатами экспериментальных ра бот, выполненных в консистометре

КЦ-3. Например, в 200 г воды вносят

50 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации. К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 500 r воды, перемешивают,цо получения однородной суспензии, а затем вносят 200 г продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин.!!олученный раствор имеет следующий состав, мас,%: бентонит 5, продукт флотации золы-уноса 20; вода .75.

Он обладает следующими параметрами: плотность 900 кг/м, условная вязкость 40 с, водоотдача 16 см, ста- 40 тическое напряжение сдвига через

1 и 10 мин соответственно 21 и

38 дПа, стабильность 20 кг/мз, рН 7,2..

Буровой раствор помещают в консистометр КЦ-3. После перемешивания в 45 консистометре при давлении 15 NIIa в течение 2 ч консистенция бурового раствора не изменяется. После перемешивания в консистометре в течение

2 ч при давлениях 16, 17, а также

18 МПа консистенция бурового раство- ра не изменяется, После перемешивания в консистометре в течение 6 мин при давлении 19 МПа консистенция бурового раствора повышается до

22 усл. ед., что сопровождается частичным разрушением сферических . образований продукта флотации золыуноса;

Известно также, что гидростатическая прочность сферических образований из продукта.флотации золы-уноса при 50%-ном уровне разрушения составляет около 25 МПа.

Для оценки технологических свойств бурового раствора измеряют характеристики с использованием общепринятых методик и приборов. Плотность (f) измеряют пикнометрическим методом, условную вязкость (УВ) — с помощью воронки ВБР-1, водоотдачу (В)с помощью прибора ВМ-6, статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин (СНС t!4o ) — на приборе ВСН-З,.рН на приборе рН-340, стабильность (PT) — в цилиндре ЦС-2.

Пример 1. В 200 г воды вносят 30 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают в покое н течение суток для гидратации.

К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 670 r воды, перемешивают в течение 15 мин до получения однородной суспензии, а затем вносят 100 г продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин. Полученный буровой раствор имеет состав,мас.%: бентонит 3, продукт флотации золыуноса .10; вода 87. Он обладает следующими свойствами: P = 950 кг/м, УВ = 25 с; В = 20 см, CHC f/1o — 18/16 дПа; ). = 80 кг/м, рН

7,1.

Пример 2. В 200 г воды вносят 40 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации.

К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 710 г воды, перемешивают в течение 15 мин до получения однородной суспензии, а затем вносят 50 r продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин, Полученный буровой раствор имеет состав,мас.%: бентонит 4; продукт флотации золыуноса 5, вода 91. Он облацает сле дующими свойствами: P =1010,кг/м,"

УВ = 25 с, В = 20 см, СНС yips

6/12 дПа, 3 = 40 кг/м-, рН=7,1.

Пример 3. В 200 r воды вносят 50 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации, К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 550 r воды, Формула изобретения

10 — 30

Остальное

13т! р" кг/мз

К, мм смз

СПС 11,о, дПа

У8, с

Состав раствор

Содеркание компонентов, мас. Х

pi кг/мз

J Бентонит Продукт флотадии! золы-уноса

1! 1

8/16 б! 12

18/36

24/44

21/38

25/46

47/75

54/78

950 25 20

1010 25 20

960 34 20

840 43 15

900 40 16

850 52 15

860 85 15

820 120 15

40 ! о

?О

7 1

7,1

7 1

7,1

7,2

7>2

7сг

7,2!

О

5 !

1,7

1050 25 20 5/12 !0

900 65 16 28/44 90

7 ° 2

7,2

5 Пламилон

2,5

Составитель Л, Бестужева

Ре ак едактор Н.Гунько Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 3961 Тираж 573 Подписное

ВНЫ1ПИ 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

5 16151 перемешивают в течение 15 мин до по- . лучения однородной суспензии, а затем вносят 20 г продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.X: бентонит 5, продукт флотации золы-уноса

20!, вода 75. Он обладает. следующими свойствами: P = 900 кг/м, УВ=40 с, 10

В = 16 см ; СНС1/10=21/38 дПа" Р

20 кг/м ; рН = 7,2, К = 1,7 мм.

В таб.тице приведены технологические параметры буровых растворов,содержащих различное количество облегчающей добавки — продукта флотации з олы- у нос а .

В отличие от бурового раствора, содержащего пламилон, предлагаемый 20 буровой раствор обладает высокой стабильностью, которая составляет (20 кг/мэ, и малой толщиной фильтрационной корки, которая составляет

1,7 мм. Это обеспечивает стабиль- 25

Предлагаемый

2

4

5 б

8 невестами

1О

70 6 ность технологических свойств бурового раствора и предупреждает ослож нения, связанные с прихватом бурильных труб, за с:ет уменьшения толщины фильтрационной корки при одновременном сохранении низкой плотности.

Буровой раствор для бурения в поглощающих пластах, включающий бентонит, воду и облегчающую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности фильтрационных и структурных свойств бурового раствора при давлении до

19 МПа, он в качестве облегчающей добавки содержит продукт флотации золы-унося при следующем соотношении ингредиентов, мас.Е:

Бентонит 4 — 6

Продукт флотации золы — уноса

Вода