Способ приготовления бурового раствора

 

Изобретение относится к нефтя-v ной и газовой промышленности и предназначено для буровых растворов, применяемых для промывки бурящихся скважин . Цель изобретения - повышение качества раствора за счет улучшения его термоустойчивости при полиминеральной агрессии. Способ включает диспергирование глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюлозы , минеральной соли щелочного металла и пслидиметилдиаллиламмонийхлорид при следующем их соотношении мас.%: глина 2,0-3,0; карбоксиметилцеллюлоза 1,5-2,0$ минеральная сол ь щелочного металла 2,0-27,0; полидиметилдиаллиламмоннйхлорид 0,6-1,5; вода остальное. Раствор сохраняет низкое менее 20 см3/30 мин значение водоотдачи при температурном воздействии до 1200С в условиях полиминеральной агрессии. 1 табл. § (Л

@92 (И2

А1! р)) С 09 K 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО

РАСТВОРА (57) Изобретение относится к нефтя- ной и газовой промышленности и пред2,0"27,0

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 449 7639/03 (22) 24 . 10.88 (46) 07.04.91. Бюл. В 13 (71) Московский институт нефти

; и газа им. И.М. Губкина (72) С.П. Валуева, В.Д. Городнов, С.А. Низова, В.А. Кабанов, А.Б. Зеэин, Ж.Г. Гуляева и Е.Е. Рахманкина (53) 622. 243. 144.3 (088.8) (56) Авторское свилетельство СССР

Ф 1252329, кл. С 09 К 7/02, 1984.

Технология проводки скважин в солевых отложениях. Сер.бурение. М.:

ВНИИОЭНГ, 1974, с. 26-34.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяе-. мым для промывки бурящихся скважин.

Целью изобретения является повыше- ние качества раствора эа счет улучшения его термоустойчивости при полими™. неральной агрессии.

Способ включает диспергирование: глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюпозы и минеральной соли щелочного металла и папидиметил диаллипаммонийхлорида. При этом компоненты используют в следующем коли" чественном соотношении:

Глина 2, 0-3,0

2 йазначено для буровых растворов, применяемых для промывки бурящихся скважин. Цель изобретения — повышение качества раствора за счет улучшения его термоустойчивости при полиминеральной агрессии. Способ включает диспергирование глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюлозы, минеральной соли щелочного металла и полидиметилдиаллиламмонийхлорид при следующем их соотношении, мас.Ж: глина 2,0-3,0; карбоксиметилцеллюлоза 1,5-2,0; минеральная соль щелочного металла 2,0-27,0; полидиметилдиаллиламмонийхл орид О, 6-1, 5; вода остальное. Раствор сохраняет низкое менее 20 см /30 мин значение водоотдачи при температурном воздейст° p вии до 120 С в условиях полиминеральной агрессии. 1 табл.

Карбоксиметилцеллюл оза 1 ° 5-2,.0

Минеральные соли щелочного металла .Полидиметилдиаллиламмонийхл орид 0,6-1,5

Вода Остальное таблице приведены свойства бур .вых Растворов при различных сод ях компонентов и способе введения, °

Пол оложительный эффект, критерием ко-, торого служит сохранение значения водоотдачи бурового раствора менее

2 0 см /30 мин после термообработки

1640139

3 в условиях полиминеральной агрессии, обеспечивается реакцией поликатиона— полидиметилдиаллиламмонийхл орида (ВПК-402) с палианионом — КМЦ при данных концентрациях реагентов и образо5 ванием в растворе полиэлектролитного комплекса (ПЭК), состав которого, определяемый как отношение карбоксиль-, ных и аммонийных групп реагирующих (КМЦ1ОС Н вЂ” м/л полимеров, Ц = "— — — — — —-(ВПК (ОСН вЂ” м/л лежит в интервале 0,5 — 1, то есть комплекс содержит либо эквимольное соотношение полимеров (g= 1) либо избыток поликатиона (ВПК) по отношению к попианиону (КМЦ) Ц) = 0,5. Устойчивость ПЭК указанного состава к

: действию полиминеральных солей связана с отсутствием в комплексе свободных карбоксильных групп.

Буровой раствор не обладает коррозионным действием, так как компоненты, его составляющие (КМЦ, ВПК-402), не являются, согласно данным ТУ, кор- 25 рози онно-активными.

Нижний предел концентрации ВПК-402 (0,67) в указанных пределах концентрации КМЦ обеспечивает образование полиэлектролитного комплекса ВПК-КМЦ эквимольного состава, в котором все карбоксильные группы полианиона (КМЦ) связаны солевыми связями с ам- монийными групппами поликатиона (ВПК402) . При меньшем содержании поликатиона (ВПК-402) в комплексе имеется избыток нескомпенсированного отрицатеньного заряда за счет свободных карбоксильных групп, присутствие которых и определяет неустойчивость в

40 солях двухвалентных металлов.

Предел термоустойчивости бурового раствора в условиях жесткой полиминерализации зависит от степени полимери-. зации КМЦ, используемой в композиции с ВПК-402. Для KMIJ,-500 в заявленном интервале концентраций этот предел составляет 120 С для КМЦ-600 при тех же концентрациях компонентов

180 С.

Нижний предел по концентрации ми-. неральной соли в буровом растворе определяется минимальным количеством сопи, необходимой для растворения

ПЭК ИЩ-ВПК, так как комплекс не растворяется в воде в нейтральной и щелочных средах, но переходит в растворимое состояние при определенной:критической ионной силе раствора, как это следует из исследования фазо- вых переходов ПЭК B водно-солевых срер„ах. .1

Верхний предел концентрации минеральной соли определяется предельной растворимостью соответствующей соли в воде и одновременно сохранением растворимости ПЭК. Для различных солей этот предел различен. Выбран верхний предел по наиболее растворимым и доступным солям ИаС1 (277), КС1 (267), KBr (407). Указанный верхний предел одновременной растворимости ПЭК и соли правомерен по отношению к одновалентным минеральным со. — . лям.

Для исследования термо- и солеус,тойчивости бурового раствора использовалась общепринятая методика.

В исследуемый буровой раствор вносили в сухом виде соли NaC1 и

СаС1 при перемешивании и до полного растворения, так что суммарная концентрация по NaC1 составляла 277, по

СаС1 77., измеряли параметры бурового раствора. Через 1-3 сут загружали в герметичные "бомбы" из нержавеющей стали, помещали в сушильный шкаф нагревали до заданной температуры (скорость нагрева 7 град/мин), выдерживали при этой температуре 3 ч, за-. тем оставляли на сутки охлаждаться до комнатной температуры и исследова1 ли снова показатели бурового раствора.

Рациональная .технология приготовления бурового раствора состоит в сл ед ующем: навеску глинопорошка перемешивают в воде до образования однородной суспензии, вносят навеску сухой КМЦ или ее раствор в воде и перемешивают до полного растворения полимера, добавляют в сухом виде навеску минеральной соли и продолжают перемешивание до полного ее растворения, затем вносят ВПК в виде концентрированного раствора и продолжают перемешивание еще 30-60 мин.

Пример 1. 30 r бентонита (ТУ

39-043-74) перемешивают в 890 r воды в течение 3-4 ч, вносят 20 r су .. хой КМЦ-500 (ОСТ 6-05-386-80) и продолжают перемешивание до полного растворения полимера (3-4 ч), добавляют 20 г сухого хлористого натрия и перемешивают до его полного раство1640139 6 лиминеральной агрессии и температуры. (до 1 ООС).

0,6-1,5

Остальное

5 рения (30 мин), вносят постепенн

40 мп 257.-ного раствора ВПК-402 (ТУ 6-05-2009-86) при непрерывном перемешивании, которое продолжают еще 30-60 мин, В результате получают буровой раствор следующего соста= ва, мас.Х: бент.анит 3,0; КМЦ 2,0;

NaC1 2,0; ВПК 1,0; вода остальное.

Пример 2 ° 30 г бентонита (ТУ 39-043-74) перемешивают в 470 r воды в течение 3-4 ч и к полученному раствору при перемешивании добав-. ляют 500 r раствора полимерного реагента. Полимерный реагент готовят следующим образом. 20 r сухой КМЦ-500 (ОСТ 6-05-386-80) растворяют при перемешивании в 420 r воды, добавляют 20 r NaC1 и продолжают перемешивание еще 30 мин, затем приливают

40 мл 257-ного раствора ВПК-402 (ТУ 6-05-2009-86) и продолжают перемешивание еще 30-60 мин. При такой последовательности приготовления бурового раствора значение водоотдачи после термообработки в условиях полиминеральной агрессии составляет

50 смз/-30 мин.

Данньй буровой раствор стабилен к действию полиминеральной агрессии и температуры, так как имеет удовлет. ворительный показатель водоотдачи в условиях одновременного действия по5

Формула из обретения

Способ приготовления бурового раствора, включающий диспергирование глины в воде с последующим растворе10 нием карбоксиметилцеллюлозы и минеральной соли щелочного металла, о т- ли чающийся тем, что, с целью повышения качества раствора за счет улучшения era термоустойчивос и при палиминеральной агрессии, дополнительно после растворения минеральной соли щелочного металла вводят в раствор полидиметилдиаллиламмонийхпорид, при этом карбоксиметилцеллю20 лозуу. Глинур минеральную соль щелочного металла, полидиметилдиаллиламмонийхлорид используют при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж:

Глина 2 0 3 0

25 Карбоксиметилцеллюл оза 1,5-2 ° 0

Минеральная соль щелочного металла 2, 0-27, 0

30 Полидиметилдиаллиламмонийхлорид

Вода

1640139

»

1 1 ld

Э РО

1i K

I Э 30 Э

1 3-» C3 1, О О

Ф СЧ

С3

СЧ а 1»

30 ОО

О 30 О о !

О О

О О

О

СЪ асЪ а

О ° В а

3»

О О Ж

cd 1 а

ССЪ О а Ъ

СО Ф

СЧ а

33Ъ с 4 л а I а

0 I

1 аа а X

Э I С»" С3

1 3» 1

1 ссъ ul

С 4 N

I Э

1 а

О О

СЧ СЧ

Э

С 4

О

",Г

О О

О О

33Ъ

CG 00

О й3 I

1 о о

1 Е»

3a3: Е

1 СО 03

О и

I0 в g!

О О л

СЧ СЧ

Ch Оъ

D л

О а30

03

3» О

I I ф О к

Cd

О

1 30 A о саЪ ао ССЪ

ОСЧЮ» СЗЮ

yOCI03

О 038

О Р О

D саЪ

О

С3 Ф

О

О

ССЪ

О !!

1 Э 1

1 1-1 О

333 ф

03 Са й5„:

Ц 3

1"

1 ICs э!

1 .аъэ э О

I

333

1 о

1 IC

1Л

Э

331

О

13 I

1 I 1 l I

1 1 1 I 1

1 м а ! а э

1 М 3

СЧ

В а»

) а.— о

C. I М

1 31 Rl

l О Ф 1 э 1 о э1й -) а

Э 1 Э С»!

1

I.—

ОООООООО с 4 СЧ N N N С 3 С 4 СЧ

ОООООООО

ОООООООО

«С3 С»Ъ N» СЧ С»Ъ С»Ъ

° В а л В ° В °

Ф CO CO СО Ф CO CO Ф

an W an an an aG an ul

NNN СЧ СЧ NNN

° а ° ° «л * ° а

О ОЪ С»Ъ ССЪ ССЪ Л Yl 33Ъ аа\ 34 С 3 «а» ССЪ 0

ОООО О О О О ал В

ОООООООО саЪ л

° О ° аССЪ О »G ССЪ Ф 33Ъ 33Ъ ul л л л а л л л л

Ф CO CO CO CO CO CO.OO

ССЪ Ф ааЪ саЪ ааЪ ЧЪ ааЪ ССЪ

N N N С 4 С 4 С 4 N СЧ л» В а В а

\ °

Ф «aO

3 СЧ СЧ СЧ СЧ а СЧ N N а ° С»3 3 Са

СЧNCO CO а — °

an

ВЪ О сл3 00 О 0Ъ»с О

° а л а л а л

СЧ С»Ъ СЧ СЧ С Ъ 03

ОЪ Ch ОЪ Ch ОЪ О\ О\ О\

СЧСЧСЧNNС»ЪСЧСЧ СЧ СЧ

I аО

3 а!С

СЧ ССЪ .Э an ао Са Ф Ch

О Б

1 6

1 kt

О, 4

aO! t

1 о

Ф1

5

1

Са

9<

° ВС0 Э

ДОР

Э Э Э

3» О 3!

Э

Э Э ар

66й

33 а

О

° аа

О 30

Р о

О л Р о м

О 34

03 30

О cd 5.В

Х 0 4 з

Я Ф

334 3ч О Ф Ф