Буровой раствор

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - снижение отрицательного влияния на окружающую среду за счет повышения степени ния нефти при одновременном гн. коими коррозионной активности и сохранении технологических свойств. Для этого буроеой раствор (БР) содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%: кремнегель 10-25. нитрилотриметилфосфоновая кислота или грунт-преобразователь ржаочины, или отмывочкый раствор 2-5, силикат натрия 5-20, вода остальное. Приготавливают БР путем смешения ингредиентов в следующем порядке: вода, кремнегель, нитрилотриметилфосфоновая кислота или грунт-преобразователь ржавчины, или отмывочный раствор. 2 табл.

ОЮЗ СОР,Г.КИ.:. г эц114листи,еских

РЕСПУЕЛИК 707ОО 1 A.1 пЪ „Э:, ()i)

) (ss>s С 0 .) К 7/02

ГОСУД4РОГВЕННь И КОМИ ГЕ1

ПО ИЗОБРЕГЕНИЯЬ; И ОТКРЬ,тиял1

ПРИ ГКН,...СР

ОП ИСАН И Е И ЗОБРЕ ГЕНИЯ

1. АВТОРСТВО!4У СВИДЕ i ÅËÜÑTÂÓ (21) 1726204/03

P2) 02,08,% (46) 23.С,,92. Бюл. М 3 (75) И.З Ахметшина, Г. .". С,крябин и В,П.

Аберкан (53) 622.243(988. 8) (56) Авторское свидетельство СС СР

М 1364627, кл. С 09 К 7/02, 1985.

Городнов В.Д. и др. Получение полил ерных буровых рас1воров, а основав л;1Ц.Нефтя -ое хозяйство, 198,5, Ы 1, с. 25 — 2&, (54) БУРОВО Й РАСТВОР (57) Изобретени-; относится к нефтедобывающей псомышленности. Цель — снижение отрицательного влияния на окружающую

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и в частнос и к буровым растворам, Известны эмульсионно-малосиликатные растворы следующсго состава, мас.,ь:

Глинопорошок 26

Силикат натрия 8

КМ Ц-600 2

Нефть или дизельное топливо 7-12

Неионогенное ПАВ (змульгатор) 0,1

Полиэтиленовая крошка в дизельном топливе(пеногаситель) По мере необходимости

Вода Остальное

Данный раствор содержит большое количество глины, что значительно снижает эффективность бурения, ухудшает коллекторские свойства пластов, Для поддержания параметров раствора в заданных пределах необходима постоянная добавка среду за счет повышения степен.i сьязычания нефти при одновременном гн, :кc i .ии коррозионной активности и сохранении те»нологических свойств. Для этого бурось; раствор (БР) содержит ингредиенты прн следующем их соотношении, мас.,(,: кремнегель 10 — 25. нитрилотриметилфосфонова ; кислота или грунт-преобразователь ржавчины, или отмывочный раствор 2-5, силикат натрия 5 — 20, вода остальное, Приготавлиьаот БР путем смешения ингредиентов в следующем порядке: вода, кремнегель, нитрилотриметилфосфоновая кислота или грунт-преобразователь ржавчины, или о;мывочный pBGTsDo, 2 табл, исходных компонентов и пеногасителч, т ;к как указанный раствор трудно очищать от шлама. Вреден для окружающей срсры.

Также известен буровой раствор вкл .., чаюший компоненты в следующем сз,.-:I.шении, мас.$:

Полиакриламид 0,005--0„-.0

Силикат натрия 0,007-0.10

Глина 5,000 t 5,0

Вода Остальное

Недостатком этого раствора является также большое содержание глины, что приводит к снижению эффективности бурен-.s и ) худшению коллекторских свойств пластов. Раствор трудно подвергается очищению от шлама и нефти, вреден дл.-окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является состав, который включает компоненты в следующих соотношениях, мас. (,:

1 ъ (» ю !

, гр

)

I ь

1707051

25

КМЦ 1.7-2,1

Сернокислый алюминий 0,7-1,8

Жидкое стекло 3-6

Хлористый натрий 20-25

Вода Остальное

Недостатком известного раствора является отсутствие свойств связывания нефти, которая, попадая в буровой раствор в процессе бурения скважин, отрицательно влияет на окружающую среду, а содержание минеральных солей нарушает технологичность бурового раствора, вызывает коррозию оборудования и образование кристаллических отложений в призабойной зоне пласта. Кроме того, сернокислый алюминий является дефицитным продуктом, используемым в бытовой и промышленной сфере для очистки воды, Цель изобретения — снижение отрицательного влияния на окружающую среду эа счет повышения связывания нефти при одновременном снижении коррозионной активности и сохранении технологических свойств бурового раствора, Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий силикат натрия, дополнительно содержит кремнегель, нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) или грунт-преобразователь ржавчины(ГПР), или отмывочный раствор(АДС) при следующем соотношении компонентов, мас.,ь:

Кремнегель 10-25

НТФ или ГПР или АДС 2-5

Силикат натрия 5-20

Вода Остальное

Сопоставительный анализ с известным позволяет сделать вывод. что предлагаемый раствор отличается от известного введением новых компонентов, а именно кремнегеля, НТФ, ГПР. АДС.

Анализ известных буровых растворов. используемых при бурении скважин, показал, что введение в раствор некоторых компонентов известно, например НТФ. Однако их применение в этих растворах в сочетании с другими компонентами не придает буровым растворам такие свойства, как снижение корроэионной активности, уменьшение воздействия раствора на окружающую среду за счет повышения связывания нефти.

Пример. При приготовлении составов соблюдается следующая последовательность введения компонентов: берут 5 мас. силиката натрия (со средним значением силикатного модуля), добавляют 83 мас. (, воды и 10 мас.)I кремнегеля. В полученную мессу добавляют 2 мас.g НТФ (или ГПР, или АДС). После тщательного перемешивания раствор готов к применению, Аналогично готовятся остальные составы, приведенные в табл. 1.

Компоненты. применяемые для приготовления предлагаемого бурового раствора, имеют промышленное производство.

Исследование бурового раствора производят следующим образом.

Коррозию оборудования исследуют по

ГОСТУ 9, согласно которому металлические пластинки иэ Ст, 3 весом 14,733; 14,699:

15,009; 14,976 и 15,010 г опускают в раствор. приготовленный по рецептуре состава 2, По истечении 1 ч определяют потерю веса пластин путем взвешивания до и после испытаний по формуле:

m ) — гпту

v.— - —, где V» — скорость коррозии:

mi. m2 — масса пластинки до и после испытания, r;

$ — поверхность образца. м; т - время, ч.

После выдерживания в растворе вес испытываемых пластин остается без изменений. Исходя иэ результатов испытаний установлено, что предлагаемый раствор не вызывает коррозию оборудования.

Связывание нефти исследуют следующим образом.

В мерный цилиндр отбирают 100 см бурового раствора, добавляют 25 мл нефти (среднее количество нефти, содержащейся в отработанном буровом растворе) и тщательно перемешиваются. Смесь выдерживают 7 сут на структурирование, по истечении которых сверху раствора наливают воду. Пленки нефти на поверхности воды не наблюдается, что свидетельствует о связывании нефти до 95-100 . Результаты испытаний растворов приведены в табл. 2.

Содержание НТФ (или ГПР, или АДС) в буровом растворе в пределах ."-5 мас.g в составах 1-3 обеспечивает структурообразование раствора, При содержании менее 2 мас,ф, структурообраэование отсутствует. т,е. этот предел является нижним пределом, а менее 2 мас.$ (состав 4) является минимально запреДельным, а более 5 мас,g не имеет существенного влияноя на качество раствора, т,е. увеличение до 6 мас. ((состав

5) является максимально запредельным.

Введение кремнегеЛя (составы 1-3) в раствор в пределах 10-25 мас.ф обеспечивает гелеобразное состояние раствора, предотвращает фильтрацию в поры пласта, при уменьшении кремнегеля ниже 1О мас, ф, (состав 4) раствор получается нестабильный, а увеличение количества кремнегеля

1707051

26

55 выше 25 мас. д (состав 5) не отражается на качественных показателях раствора.

Содержание силиката натрия в растворе в количестве 5-20 мас, (, (составы 1 — 3) обеспечивает консистентность и однородность среды, причем при уменьшении содержания его менее 5 мас., (состав 4) раствор расслаивается, следовательно 5 мас. P является оптимально нижним пределом ингредиента, а менее 3 мас.ф, минимально запредельным, увеличение количества силиката натрия вь ше 20 мас. Q экономически нецелесообразно. так как основные показатели раствора остаются беэ изменений и сос;ав 5 относится к максимально запредельному значению.

Предлагаемый раствор не ухудшает коллекторские свойства пласта. что позволяет за короткий срок освоить скважину после бурения; срок освоения по предлагаемому раствору в несколько раэ меньше, чем при бурении с известным раствором, так как предлагаемый раствор не имеет твердой фазы, не содержит минерал ьные соли, не забивает поры пласта. Следовательно исключается накопление твердых частиц в предлагаемом буровом растворе, измельчение шлама происходит при циркуляции. эа счет чего повышаются показатели работы долот. Кроме этого, предлагаемый состав выполняет смазывающие функции, что предотвращает прихваты бурильных и обсадных колонн из-за отсутствия фильтрационной корки.

Предлагаемый раствор является высокоэкологичным: полностью связывает нефть, не расслаивается и не смешивается с водой, происходит самоотверждение отработанного раствора.

Применение известного раствора не защищает окружающую среду от вредных примесей отработанного бурового раствора, так как в процессе бурения буровой раствор обогащается не только шламом, но и нефтью. При бурении с применением известного раствора связывание нефти, попадающей в буровой раствор, отсутствует, в шламовых амбарах происходит полное расслоение отработанного бурового раствора на следующие слои: нижний слой — шламовый; средний слой — глинистый; верхний слой — нефтяной.

При этом абсолютно отсутствует отвер- ждение отработанного бурового раствора в шламовом амбаре; во время паводков амбары наполняются водой, происходит смешение отходов с груНтовыми и паводковыми

Формула изобретения буровой раствор, включающий силикат натрия и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения отрицательного влияния на окружающую среду за счет повышения степени связывания нефти при одновременном снижении корроэионной активности и сохранении технологических свойств бурового раствора, он дополнительно содержит кремнегель и нитрометилфосфоновую кислоту и/или грунт-преобразователь ржавчины при следующем соотношении компонентов, мас,g:

Кремнегель 10-25

Нитрометилфосфоновая кислота и/или грунтпреобраэователь ржавчины

Силикат натрия

8ода

- 2-5

5-20

Остальное водами, чго приводит к растаиванию и выходу из амбаров нефти, т.е. верхнего, а также глинистого слоев. которые попадаюг в водоемы, реки, озера, пагубно влияют на флору и фауну, загрязняют окружающую среду.

Краткая характеристика компонентов бурового раствора.

Нефелиновый кремнегель представляет собой рыхлую агрегированную массу белого цвега с желтоватым оттенком. Массовая доля влаги достигает 70 . Применяется в целлюлозно-бумажной промышленности и при производстве цеолитов.

Нитрилотриметилфосфоновая кислота представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворяющийся в воде. Применяется как ингибитор в нефтедобывающей промышленности.

Композиция ГПР представляет собой однородную жидкость желтовато-коричневого или зеленоватого цвета, хорошо смешивающуюся с водой, ацетоном, кислотами.

Относительная плотность композиции ГПР должна быть не менее 1,45 г/см . Применяется в качестве добавки к грунт-преобразователю ржавчины для металлических поверхностей.

Композиция АДС состоит из комплексообразующих соединений. Представляет собой легко подвижную однородную жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета с относительной плотностью не менее 1 г/см . Композиция АДС применяется как отмывочный раствор от карбонатных солеотложений в нефтедобывающей промышленности.

1707051

Таблица1

Таблмцаг

Р, г /сит

Coc- lIoHnoHoHTII твв

Соде риа мне

КОФФО HOHTOO иас. г

СНС,*„ д11а рн

Ve г1иач

Сне ф сит

1О,О г,о

5 ° О

83,о

17,5

3,5.

12 5

66,5

25,0

5,0 го,о

5о,о

7.0

1,0

3.0

89,0

3о,о

6,о

25,0 .39,о

1О,О

2,0

5,0

83,о

l7,5

3,5

12 5

66,5

25,0

5,0

20,0

50,0

17,5

3,5

12,5

66,5

Креинегель

НТФ

Силмкат натрмл

Вода

1,07 ° 5

31 3,5/17,7 9,0 0,087 90

Кремнегаль

НТФ

Силнкат натрмл

Вада

Креннегель

НТФ

Смлнкат матрмл

Вода

Краннегель

НТФ

Смлнкат натрии

Вода г

Креинегаль НТФ

Сиганет натрии

Вода

1,15

32 5,. /213 85 0081 95

l,24

34 6,0/26,6 7,5 0,080 100

1,63 8

30 гэо/7 5 9,4 0.098 25

I 30

34 6, 1/26,8 7,3 о,a8o 100

6 Креинегель пн

Силмквт натрии

Вода

7 Креинегель

AlP

Силмкат натрмл

Воде

31 3,3/17,2 9, г о,о 75 92

1,18

32 5,5122,2 8,0 6,071 97

Креимегель

ГОР

Смлнкат нвтрмл

Вода

1,25

30 5,8/27,0 8,1 0,670 IOO Креинегель

АДС

Смлнкат натрии

Вода

Нввестмид

1>17

30 5,3/22,7 7,5 0,085 98

1, I9

7/29

7е9 Ое191

P- отюснтельнал ллотность1 Ф Фильтрацнл1 го - услоенал влакость; СНСг/,а- статическое напраэенне сдвига ва 1 и 10 ими; V„скорость корровни1 СН - сэлвмванме меФтн

Крииечание

Составитель Г.Степанова

Техред М.Моргентвл Корректор O.ципле

Редактор Н.Яцола

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

Заказ 240 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5