Буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяемым при бурении в осложненных условиях. Цель улучшение качества раствора за счет повышения ингибирования аргиллитов при одновременном сохранении низких структурно-механических показателей при температурном воздействии до 150°С Буровой раствор содержит глину, хлорид калия, КССБ, КМЦ, жидкое стекло, этилсиликонат натрия (ГКЖ-10) и воду при следующем соотношении мае %: глина 5-15; хлорид калия 1-6; КМЦ 0,2-1,0, жидкое стекло 1-5; этилсиликонат натрия 0,5-5,0, вода остальное. Раствор готовят путем смешивания в течение 2 ч глины (бентонита) с водой и последующе го поочередного ввода каждого остального компонента в суспензию и перемешивания в течение 1 ч на высскооборотной мешалке. Применение раствора обеспечивает высокую устойчивость аргиллитов, слагающих стенки скважины, и уменьшение осложнений за счет низких структурно-механических свойств. 3 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710050/03 (22) 26.06.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) А, Г. Розенгафт, И, Ю. Харив, 3, Ю.

Гинковская, Л. Н. Смирнова, П. М, Лазня и

M. Я, Червиц (53) 622.244,44(088,8) (56) Булатов А, И, и др, Справочник по промывке скважин. — M.: Недра, 1984, с. 53-55.

Калиевые растворы для бурения в неустойчивых глинах. Проспект "Волгоград

НИПИнефть" Волгоград, 1976. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяемым при бурении в осложненных условиях. Цель—

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяемым при бурении в осложненных условиях.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет повышения ингибирования аргиллитов и ри одновременном сохранении низких структурно-механических показателей при температурном воздействии до 150 С.

Буровой раствор содержит глину, хлорид калия, КССБ, КМЦ, жидкое стекло, этилсиликонат натрия (ГКЖ-10) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 5-15

Хлорид калия 1--6

„„SU„„1696451 Al улучшение качества раствора за счет повышения ингибирования аргиллитов при одновременном сохранении низких структурно-механических показателей при температурном воздействии до 150 С. Буровой раствор содержит глину, хлорид калия, КССБ, КМЦ, жидкое стекло, этилсиликонат натрия, (ГКЖ-10) и воду при следующем соотноше нии мас.%: глина 5 — 15; хлорид калия 1 — 6;

КМЦ 0,2 — 1,0; жидкое стекло 1-5; этилсиликонат натрия 0,5-5,0; вода остальное. Раствор готовят путем смешивания в течение 2 ч глины (бентонита) с водой и последующего поочередного ввода каждого остального .компонента в суспензию и перемешивания в течение 1 ч на высокооборотной мешалке.

Применение раствора обеспечивает высокую устойчивость аргиллитов, слагающих стенки скважины, и уменьшение осложнений за счет низких структурно-механических свойств, 3 табл.

КССБ 1 — 6

KMU 0,2-1,0

Жидкое стекло 1-5

Этилсиликонат натрия (ГКЖ-10) 0,5-5,0

Вода Остальное

Этилсиликонат натрия (ГКЖ-10) — гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость, имеющая плотность 1,17 — 1,20 г/см, содержание сухого вещества 30%, рН 13—

14.

Использование этилсиликоната. натрия в сочетании с жидким стеклом и другими компонентами в указанных количествах обеспечивает значительное повышение коэффициента устойчивости (до 93%) и ри одновременном снижении структурно-ме1696451 ханических свойств, а именно вязкости до

26 с, СНС до 24/38 дПа, Технология приготовления бурового раствора в лабораторных условиях заклгочается в поочередном введении компонен тов в водную фазу с последующим перемешиванием в течение 60 мин на высокооборотной мешалке (3000 об/мин).

Замеры коэффициента устойчивости полученного раствора проводят согласно известной методике. В осно.ве методикл определения коэффициента устойчивости аргиллитов лежит изменение массы аргиллита при длительном контакте C: фильтром бурового раствора, Исследования проводят следующим образом.

Образец аргиллита разливают и просеивают его через два сита с диаметром ячеек

2 и 5 мм, Вводят 24 г аргиллита с размерами частиц от 2 до 5 мм в герметично закрывающуюся бомбу объемом 180 см из инертного материала, Затем в бомбу 150 см вводят фильтрат исследуемого раствора и обкатывают (вращение содержимого гермети но закрытой бомбы в специальном вращающем устройстве в течение 16 ч, скоро:ть вращения 60 об/мин) содержимое в два приема по 8 ч с перерывом между приемами, Содержимое бомбы извлекают через сито с диаметром отверстий 0,5 мм (объем промывочной воды 700 см ), Затем сушат оставшийся на сите промытый аргиллит при . 100 — 105 С до постоянной массы, Взвешивают высушенный остаток аргиллита и определяют показатель устойчивости аргиллита, как процентное содержание высушенного остатка по отношению к начальной массе образца, Таким образом оцени.вают физико-химическое воздействие фильтрата буровато раствора на аргиллиты, слагающие стенки скважины, Это воздействие проявляется в резупрочнении аргиллитов вследствие их увлажнения, возникновения расклинивающего давления и в последующем диспергировании.

Пробу бурового раствора помещают также в толстостенную герметично за кры вающуюся стальную бомбу, Последнюю устанавливают в термостате, обеспечивающем поддержание температуры на заданном уровне с точностью = 10 С.

Термостатирование продолжают 4-5 ч, затем пробу раствора охлаждают вместе с бомбой, извлекают из нее и после перемешивания в течение 0,5 — 1,0 ч, определяют параметры раствора, В табл, 1 приведень. составы в предла5 гаемых, оптимальных и запредельных количествах ингредиентов и соответствующие показатели свойств раствора.

В табл. 2 показана эффективность бурового раствора по сравнению с известным.

10 В табл, 3 приведены примеры синергетического эффекта от одновременного ввода в раствор ГКЖ и жидкого стекла.

Ввод в известный раствор этилсиликоната натрия совместно с другими компонен15 тами резко увеличивает коэффициент устойчивости, -Пример, Для приготовления 1000 г бурового раствора смешивают 727 г воды и

100 r оентонита, смесь перемешивают в те"0 чение 2 ч. Затем в смесь вводят 40 г хлорида калия, 35 r КССБ, 3 r КЧЦ, 30 г жидкого стекла и 30; этилсиликоната натрия (ГКЖ10).

Е соответствии с приведенным приме25 ром готовят различные варианты раствора, отличающиеся количественным содержанием ингредиентов.

Использование предлагаемого бурового раствора обеспечивает увеличение коэ30 ффициента устойчивости аргиллита, слагающих стенки скважины, и снижение структурно-механических свойств раствора, что позволяет снизить тяжесть осложнений в процессе бурения нефтяных и газовых сква35 жин npN одновременном снижении стоимости химобработки.

Формула изобретения

Буровой раствор, включающий глину, хлорид калия, КССБ, КМЦ, жидкое стекло и

40 воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения его качества за счет повышения ингибирования аргиллитов при одновременном сохранении низких структурномеханических показателей при температур45 ном воздействии до 150 С, раствор дополнительно содержит этилсиликонат натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас. Q:

Глина 5 — 15;

50 Хлорид калия 1 — 6

КССБ 1 — 6

КМЦ 0,2-1,0

Жидкое стекло 1-5

Этилсиликонат натрия 0,5-5,0

55 8 ода Остальное.

I5 I

I

К 1

Сб

1 бо 1

Ф I

3- 1

1

I

I

I

1

1

I

1

1

1

1

l

1 ! б

1 !

I !

1

I

I

1

1

1

1

1

1

1

I

I о а а м 0 с0 N сз Оз e lo

О ъ -т т -т л

Со(ЧСОЛ ОСОЛ 040 ллмNNN спо«е (Ao ИИО О Оаа

-т -т м m ъ m м m m оа а о

С4 С °

m c» —— а Оъ м а Оз

Оз«з mëm а

3 3 сч а сп

"0

СЧ О

4» (4 (O(nN 0 гъ аа л ч л (0 0 СО (ЧCOMМ

СЧСО О а м-т лл 0 (0 -т

MN С 4 аа сп

0 0(и аоа

И Ю аоо о

mм м м м м сч сч м м г"ъ

1 Ю

1 1 бс

I 1

1 э о о с

1 5 Ф

1 Д б1

1

I !

I

I

1 1

1 1

l 1 1

Б !

1

I I

Mmгъмm

О ОООО

I5 а о

С3

C3 O

I» C;

С3

З

I- u

X О

Ф

Ф о ct с о

Ф о— х

3 1

t I

I l0 1 и 1 и 1

I 1 ааа

М (Ъ М

:4 ъ а мгъ

I ! Й а и о с с е х х

1 IC

z

I 1 с ооооооооо

МИОЗ

1

I

1 !

43

fC

3v о ! 1

I l l и 1

Ф о 1

1 X Ф 1 т z

z т !

Ю(К4С 1

3 о

Сб 1. 1

Ovx

Ы Л

I 1

1 1 I

1 1 I

1 1 I

lC 1

Х 1 ИФ

z c=

Е 1(»(XI ба% 1

1 X 1 б1 Ф 1 X I

1-И 1 ol

С30 М! о о

XInI В а- х

1 CI I Q 1! 1 1

V 1 V о

1 С: 1 I- 1

3 — — 4

I I

z 1

1 I

0. 1 I о I

Ф I 1

3- 1 И Ф

O I »=D

1 И Ct 1

1 !

I- I 1

V 3 X I

z 1

О I 1

Ф 1 С» 1

О 1 г Ъ 1 е . 1

I \ 1

I X I о 1

I 1

I 1

Сб !

1 1

1 1

1 1

I I

О О сч (ч (ч сч со .т О M M сч M м N с 4 со О м (ч сч г4 N с4 -т О M м ми О» о гз гб г(м о сч (!

m cn Оъ (n Оъ л л (О m m Оъ со со О ъ m m ч» Оъ сп О ъ (n m Оъ 40 со со Оъ cn mco co m m m Оъ (0 со Оъ Оъ

-т

СО

0 л O (ч N N со о (ч C4 O 0 со î CV 0» о 0 N 0 СО CO 0 -т С4 40 ОЪ 0— сч г4 ма(аллeч»(0 0са л 0 От 4» иааи т аmмтззсО

--. -. N" N Л .."- N Л N W "- W N N N N Л N N N X ". (Ч О

N м(0 (0 О 0 со О аъ0 ъо.т (ч (0 -т 0 со сч (0 О (ч О гч О ño сч D -т О О

Ма ттO MN N(nlnMMNMMN MMMMN NOO N ао о а (Л Иб ииООО(лаа (Л л -т л л л -т o o м o o cn л - т o M О ъ o M M M м м M M M o -т а.т о и а а с0 со о о л ъо со о со м-o e ã сч -т -т- сч сз сч о сч e4 со о со а л и ° со — т сч т -т (0 .0 л е4 сб N-т (0 (4 сч (ч MмЪГъ 0 (nгъмMMмсът-т-т-т N Mсч т-т m x мммm IAИ

ch а а о о о о о о о г. гч о о а о о о о о о о а ъо (ч (n co N

0» со (О cn m m m Оъ m О ъ со О ъ m О ъ Оъ m (Fl О ъ О"ъ m О ъ m m О ъ (o (0 Оъ Оъ О 3с0 о

Ю

-тч»ОСО(чмсоо-то-т 0-т 0 0 0-тN(ч 000»00 0 т (0 мт I 0 л(0 14\ 0 0 (0 0,а.т IA -т -т --т -т о -т сч (4 с 1

СЧ Г4 ЛЛ

N, CO(0 N CO O CO O,„,,O„„O,0

О Оъ .т-т-» мм(ч N-т-т MN CV Г4СЧ С3 N СЧ СЧ N MO О \ (0 ассоли аоаа и аа Иа(ГЪ(ЛЪГ\О О О (ЛИОИ

-(ч о

3 ъ м м м-т сп м M м г« -т сч сч с 3 (ч (ч м м M м м -т M о ао С4 о N а 0 м сч а оз м (ч сз -т оз сз Оъ ю оъ 0 со 0 0 0 c4 o и о м — о 0 D co 0 о о м (ч (ч

N (4 (ч M III N (ч N N M т-т о (4 сч e4 M сч м MM M с \ сч (4 сч -т со r4 сч N tn M o -т маа м

M M M M M M ГСЪ M M M MM M M M M M M M M M M M M M M М M М O O — т Ce! % m O И,0 (Г\ а м м M м м м M м M m MM M м M м м м м м м м м D (ч -т ъг\ 0 м м м M M г ъ M О Lh \О ммmмммmmммм — счи Оcoo(nmммммmмммммmmг мm о î o o î оо о о а о о о о о о — о о î î о îî o o D о О о а о о иааиаааа а а а а а а а а а а и и аи а а а и а а а а а

M M г Ъ M M MO -т ЪО CO M M M M M M M M m M M M MM M M М M M M M M м (,Г\

-т о -т -т .т o — сч м о со-т -т т -т .т -т -т -т т o o -т -т -т -т -т -т -т т .т о -т т -т -т зг -т т а со о о о о о о о о а о о о а о î о а о D D о о а о о гч M-т а 0 г со Оъ о — сч M а. а 0 г Оз Оъ а — сч м-т а,а лсо Оъо — сч (ъ.т и 0 г со Оъ гч e4 N с4 NNN сч NNMMMMMM(ъmmm

I

«4 ! (1

1

1

I

1

1

I

I !

I

1 !

I

1

1

1 !

1 ! !

1

1

1

I

1

I

I

I

1

I

I

1

I

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1696451

1 !

1 Z

1 Ф

1 X

1 X!

L> о

Ф

Y

«Х дг о

Iи х

1 О

4- 1 (1

1 I

I 1

1 1

1 « !

I СЛ Ф 3

1 <О Г.: 1

1.> (Z1

It I

1 у 1

1 1

<о 1

1 ° Г «1

1 & 1

1 < «1

1 а>

1 — 1

I 1 и

1 1

I ° 1

«О а л сч

<ч м

««

СО

ОЪ аа

aO lA CO о

0> сч

Ф

3IФ Ф х т

<3>

1Ф «31

o= з. (Ч

ОЪ о

ОЪ

СО

««

1 л

-0.

<Ч л ъО

LA

« ъО

lA л сч <т)

an м

СО

I

1

1 !

I

1

1

«Х

2i т

1И an

Ф

m с:) г> о

lA

« иЪ

1 !

I

I — Ъ

< «Ъ 1

1 и\ 1

« о

1!

1! 1

I (1

1

1 1 м о иъ иъ а иъ

«««« ьооь

«Я о

1

I

I

М <"\ Г Ъ

« ьоо

ГГ\ М М ооо

< «м с> о

1 t 1 1 ааа

« гъ<ъ м и а ааа м ГГЪ г Ъ

««"«м

1 1 t 1

1

1

1

1 ь

1

I ! !

1 иъ 1

I I t 1

<о о ооо ооо л!

1

< !

«

«

« х, 1 а»

1 1

1 1

1 1 СС

1 1 X

1 1 т

1 1 Ф

<ч (а!

i 1R т

1 I1 e С.>

X 4 t 0

L> O

1«1 I О иъ

<о ! а

Ф 1 1 I- K

1 1

Ф

I 1 К

1 1 а>

1 1 Я о I

1 Ф 1

1 1" 1

1 И 1 х

1 1

I <0 I

I Ф 1

1 1- 1

<> I u П> ! «Х

Оiue

1 Ш 1

I О 1

I 1

1 у

I (1 I О

1 f М

9 л г<

1 1 !

1 1

1 и

1 1

1 1 I1 1

4» à ——

1 1

1 1

I 1 С>

1 1

1 I 1 ф

I З.l

1 z 1

I m I с

8 ЙФ

1 I X I" (01-Е И

1 $1

I m l 1 ! ! к

1 1 x x «т с а

1 дФ 1 Д

1 1 % <(3

7.

I 3 Ó

1 1- 1

И Lo

1 Щ 1 О а< с>

I 1 М

1 2 I

1 1 1 т ct т

1 IU I <С о! ос х

С<Да

1 О11 <

I 1 1

I ! и

« D !

1 И о

1 <>

<Ч Г Ъ Г <Ч М N (Ч

«>O«О ОЪ Х) О\О\ ОЪОЪ

-З О

«Х) (У> .0. N - г! <о Лсо

М М «««« -М -- "О «О . Л (Ч «О . Л, О СО О - u 0O 0O

<< « -<чсчw& иъа ао о аа

« ««« г ъ м иъ-> cn г ъ с ъ с с) со с «иъ0 > .« .О Г

<Ч МОЪ Г«<МLAlA о а

lA0o асс о

«(ч сч

ОЪСО. ОЪСС> ОЪ ОЪ â€”и\

C:«

СОСО <ЧОСО сч О

<ч сч сч - =Г м а а

" «Nи>

«О «О <- (Ч - > «О CO — — O) — N сЧ сп М о ос аааоо

° « ° «««

М М - CA СЧ СЧ М ГГЪ иъ

«х<чc a coîñ÷ñ÷ м<ч<чсо -мъ

Ф

<с< с

LC< а съ сп съ <0«О м иъ «О иъ о ч> гъ м м а ч>

I i 1 1 1 1

1

N «О «О W и Ъ ллc лл

1!

1

1

-3иЪ 1

«а а ° I

ОЪ 1

1

1 О I

О Л МСЧ

I ОЪОО «- ъО I

\О N и\ 1 а -л

"оо

ОЪ СО 1

0О 1

00 (A N <ГЪ м е» «» N

Л«О I!

СЧ М 0Э

ОЪÎO «О -0 1

I

4! и \ о 1 о 4

-ь гъ

ОЪ«» Г«1

1

N Г Ъ 1

ОЪ -0 о 1 ч> ао -0 а

- м м

«ЛОЪ

l«o ««««c ««

CO «Х) ОЪ N CO

ОЪ 00 «О а ъо л а мъО

1696451

1 1

iz I ом 1

< 1 о 1

1 >

z I

eI-v

ez O

1 c

Ozz

ы I

I

I

1

1

1 (I (1

I 1

I D <я 1

I Э Ct 1 ! 1

I I

1 ф

1 Z

I Д

Я

z 1

1 с

Ф . I

1 1

I» 1 1

1 1

I I

I I

l g I

1 O I

1 Ф I! l I

V I

1 g I

I <- 1 и

1 О

1 In 1

1 Э 1

1 I

1 I

1 1

1 1

1 1

1 I

1 1

1 I

I 1

1 1

l 1

1 1

1 !

1 1

I 1

1 1

I 1

1 Ф

1 III

1 Iи о о

1

1

1 — сч ме т

z! !" !

1 CC <.1 I I

I o I o ио «м! оа! вл!

1 Ф ах! б

1- О I I

«Г — -

3 1 И й" I « I

I I» 1

1

D

С: I и I

X 1

z 1

z 1

1 о 1 в < I л 1

Ф I

z и 1

v 1

I- 1

Ф 1 1 о I.z 1

Jl 1 с 1

cII I I! 1 !

V I Ы !

О<и I

В- 1

Ф 1 1

\ о!

» 1

I 1

CC 1 1 о

Ф 1 1

1» 1 I

u l g

Й! Й

I I

З 1 I — — !

CI I I

Z I 1

О 1

С <0 1

1 О 1 о o I

Y I Y 1

I 1

1И о с 1

I Y

i (Cg

I 1

1 I 1

1 Z 1 е

1 сч с4 mммсч mмmmмсч сч m ъо 30<.Ю Х)<<0 ЛЛЛЛЛСГ<010\01

-иСЧ о ло л -СС ЧР "0 <Ч

О CV О О О Л СЧ 01 Л Ч .< Л Л Л 4

О С«О О О N NN N u) Ч;! 00 ««

СЧ СЧСЧ<ЧаМас СЧ

«о сча

З. ллллммммм

<- о <- <° m ° ° ° соллc а ил о х- х т дммммсчмаам м с0 о

СЧ 00 СЧЧ0 О лл м а Lc<. оîîîîoo — оол ЛЛ

Л O О О О N Л N N N ъо СО С«

<ч сч сч О О О О О <ч м m сч !

<л л

LA аааО О а о м

-0 СО ---;Г-т- -З- <Ч сЧ ММСЧ

<ча 1- I- !"

СЭ Л ° ° СЭ а 0< ЗЪСЭ Î <Ч СЧ О

z z z — — — — м-з -и м м- а .0 м м ао-з ммс. ач:! I I 1 I маа м а а м м м м м м а м м м м

« ь о о о о о о о о о о о о о а ааааааа аааа

m a m м м m м с < м а m m м m о м 4 - -3 . - -Ф -Ф и -- с 3 о о о о о о о о а î î о о о а .0 л со а o — сч м -

l

I

1

1

I

I

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

I

I

1 !

I !

1

1

1

I

I

1

1

1

1

I

1

1

1

I !

1

1

1

I

1

1

I

1

I !

I

1

1

I

1

1 !

1

I

I

I

1

1

1

I

I

1

I

I

1