Известковый буровой раствор

 

Сущность изобретения: известковый буровой раствор содержит, мас.%: водорастворимый акриловый полимер 0, феррохромлигносульфонат, известь или цемент 0,02-,0; вода остальное . Характеристики раствора: обладает низкой водоотдачей в интервале температур 120-1бО°С в условиях кальциевой агрессии. 2 ил., 2 табл.

д дЦ °:, „" м 1

„Я0„„1738819

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) С 09 К 7/02

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Изобретение относится к бурению скважин йреимущественно на нефть и газ. . Известен буровой раствор, содержащий глину, феррохромлигносульфонат (ФХЛС), водную вытяжку цемента и водуНедостатком раствора являются высокие значения стандартного показателя водоотдачи по ВМ-6 (до 40 см ), а

Э также высокий показатель водоотдачи при повышенных температурах и перепадах давления (выше,120 С и 1,5 ИПа).

Известен также известковый буровой раствор, который содержит концентрат сульфитдрожжевой бражки или сульфитспиртовую барду, алюминат натрия или кальцинированную соду, гидроокись кальция и воду.

Недостатком известного бурового раствора является высокая водоотдача при повышенных температурах (выше

120 C) и перепадах давления (выше

1 5 ИПа).

Цель изобретения - уменьшение водоотдачи раствора при температурах от

120 до 160 С в условиях кальциевой агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий лигносульфонатнь и реагент, минеральную добавку, включающую окись (гидроокись) кальция и воду в качестве лигносульфо-, . натного реагента, содержит ФХЛС и до- ф полнительно водорастворимый полимер (;ф акрилового ряда при следующем соотно- QQ шении компонентов,,мас.4: Оа б

Акриловыи полимер 0,3-1,5 (;© феррохромлигно" сульфонат 0,6-4,5 минеральный компонент, содержащий окись или гидроокись кальция 0,02-4,0 3»

Вода Остальное . Комбинация реагентов ФХЛС - акриловый полимер — известь (цемент) в буровом растворе образует систему с поперечными связями (сшитый полимер) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР. (21) 4734617/03 (22) 21.06.89 (46) 07.06.92. Бюл. 21 (71) Украинский .научно-исследовательский институт природных газов .(72) В.С. Котельников, С.Н, Демочко, В. Г. Филь и И.И. Рыбчич (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NÃ 1182060, кл. С 09 К 7/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР 1211274, кл. С 09 К 7/02, 1983 °

2 (54) ИЗВЕСТКОВЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Сущность изобретения: известковый буровой раствор содержит, мас.3: водорастворимый акриловый полимер

0,3-1,5; феррохромлигносульфонат, известь или цемент 0,02-4,0; вода остальное. Характеристики раствора: обладает низкой водоотдачей в интервале температур 120-160 С в условиях кальциевой агрессии. 2 ил., 2 табл.

17388 обладающую значительно большей термостойкостью в кальциевой среде. Кроме того, система сшитого полимера с поперечными связями обладает свойством уп5 .ротнения под действием перепада давления и в результате проницаемость фильтрационной корки уменьшается.

При перепадах давления выше 1,5 Nfla уплотнение Фильтрационной корки приводит к уменьшению показателя водоотдачи с ростом перепада давления.

Предлагаемый буровой раствор обладает также следующими преимуществами по сравнению с известным раствором: меньший показатель водоотдачи при температурах до 120 С и перепадах давления до 1,5 ИПа, большая устойчивость к кальциевой агрессии, более высокий показатель стабильности. 20

При концентрациях акрилового полимера менее 0,33 и ФХЛС менее 0,6 резко возрастает водоотдача раствора, а при содержании акрилового полимера более 1,5б и ФХЛС более " .53 проис- 25 ходит снижение структурно-механических .свойств раствора и увеличение водоотдачи.

При содержании цемента менее 0,024 и извести менее 0,24 эти реагенты не оказывают влияния на показатели раствора, а при содержании цемента более

1,53 и извести более 4,03 происходят деструкционные процессы,. сопровождаемые ростом водоотдачи раствора ° 35

Компонентный состав известного и предлагаемого растворов и их стандартные показатели при нормальйых условиях приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты лабораторных исследо- ® ваний по влиянию температуры и пере" пара давления на водоотдачу известного и предлагаемого растворов.

Водоотдача известного раствора

45 увеличивается экспоненциально с ростом температуры:(начиная со 120 С),в то время как для предлагаемого раствора в интервале температур 120-160 С зависимость водоотдачи от температуры линейная и ее величина кратно меньше, чем для известного раствора. При перепадах давления выше 1,5 ИПа водоотдача нового раствора уменьшается с рос0

5 том перепада, -в то время как для известного раствора показатель водоотдачи с увеличением перепада давления

/ увеличивается (табл. 2).

19

На фиг. 1 и 2 приведены графики зависимости водоотдачи раствора от пе" репада температуры и ;давления соответственно.

П р и и е р 1. В емкость электромешалки наливают 990,8 г воды и добавляют 3 r полиакриламида (ПАА) и 6 r .ФХЛС. Раствор перемешивают в течение

30 мин до полного растворения реагентов. Затем добавляют 0,2 r цемента и перемешивают в течение 15-20 мин. Замеряют показатели раствора.

Пример 2. В емкость электромешалки наливают 765 г воды и при перемешивании добавляют 15 г гидролизованного ПАА. Затем перемешивают в течение 15-20 мин до полного растворения реагента, после чего i перемешивая, обавляют 40 г извести и опять перемешивают в течение 8-10 мин до получения однородной системы. После этого ри перемешивании добавляют 180 г водного раствора ФХЛС 256-ной концентрации и перемешивают в течение 1520 мин до получения однородной систе" мы. Затем замеряют показатели бурового раствора.

Пример 3, В емкость электромешалки наливают 935,5 r воды и при перемешивании добавляют 12,5 г водного раствора реагента И-14 83-ной концент" рации и перемешивают в течение 5-8 мин до полного растворения реагента. После этого, перемешивая, добавляют 2 г извести и перемешивают в течение 8

10 мин до получения однородной систе мы. Затем при перемешивании добавляют

50 г водного раствора ФХЛС 403-ной концентрации и перемешивают в течение

20-22 мин до получения однородной системы. Замеряют показатели раствора.

Пример 4. В емкость электромешалки наливают 790 r воды, при перемешивании добавляют 15 г гидролизованного ПАА и мешают в течение 10-15 мин до полного растворения реагента. После этого, перемешивая, добавляют 15 г цемента и перемешивают 5-8 мин до получения однородной системы. Затем добавляют 180 г водного раствора ФХЛС

254-ной концентрации и перемешивают в течение 10-15 мин до получения однородной системы. После этого добавляют

60 г хлористого кальция и перемешивают в течение 10-15 мин до полного растворения реагентов. Замеряют пока" затели раствора.

Пример 5. B емкость электро" мешалки наливают 861,3 г воды, при

0,02-4,0

Остальное

30 i

Таблица 1

Компонентный состав растворов, мас.2 1вода-остальное) Параметры растворов

Раст° ор .

Лириловый полимер

Т; с

Пигносульаонатный реагент

СПС аа

1/10 ннн, Па

8 ° см

35 мин

Пелоиный реагент

Стабнльность

Pг/см

Повесть

Цемент

СБ (ИвЕСОВ IIaAIOa

С КССБ ФХЛС

НаииЕи ванне

Невестный

2.

4

Прад1лага емый

6.

8

10

3

0,7

1,01 24

1,06 32

1,02 22

1,07,27

10.

0/0 7.5 .09/1,5 4.5

О/О 6

0.5/0.9 4,5

0,01

0,02

0,01

0,02

)2

0,6

3.5

2,5

4,5

1,5

2,5

0,02» 1,00 18

1 ° 05 28

0,02* 1„01 22

1,03 20

1,01 22

1,5 1,02 23

ПАА

О/О 9

О/О 1,5

0 ° 6/1,3 5

0/0 г

О/О 4.5.

О/О . 2

0,3 .1,5

2,5

0,6

1,3

0,00

0,00

0,00

0 ° 00

0,00

0,00 н

4,5

Гипви

Иетас

173

83еремешива ни и добавляют 53, 7 r гипа на

18,6ф. концентрации и .перемешивают

5-6 мин до полного растворения реагента, После этого добавляют 5 r цер1ента и перемешивают до получения однород" ной системы в течение 5-10 мин. Затем

: добавляют 80 r водного раствора ФХЛС

253-ной концентрации и перемешивают в течение 10-15 мин до получения одно» родной системы. После этого при перемешивании добавляют 200 r хлористого натрия и мешают 10-15 мин до полного растворения реагента . Замеряют показатели раствора.

Пример 6. В емкость электромешалки заливают 860 г воды, при перемешивании добавляют 10 г ПАА и мешают

15-20 мин до полного растворения реагента. Затем при перемешивании добав ляют 10 г цемента и мешают 5-10 мин до получения однородной системы. Добавляют 120 r водного раствора ФХЛС

253«ной концентрации и мешают 1015 мин. После этого добавляют при перемешивании 2000 г барита и мешают

10-15 мин до получения однородной смеси. Замеряют показатели раствора.

Использование предлагаемого буро: вого раствора позволит повысить каПортландцеиеит рзл гориных скввиин.

** Строительный иенвит.

*вв Гипсоглиновемистый цеиени.

8819 чество вскрытия продуктивных пластов, устойчивость стенок скважины, увеличить показатели бурения скважины.

Формула изобретения

Известковый: буровой раствор, содержащий лигносульфонатный реагент, мине10 ральный компонент, содержащий окись или гидроокись кальция, и воду, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения водоотдачи раст вора в интервале температур 120-160вC в условиях

1g кальциевой агрессии, он дополнительно содержит водорастворимый акриловый полимер, а в качестве лигносульфонатного реагента - феррохромлигносульфонат при следующем соотношении ингредиен20 тов, мас.3:

Водорастворимый акриловый полимер 0,3-1,5

Феррохромлигносульфонат 0,6-4 5

Минеральный компонент, содержащий окись или гидроокись кальция

Вода

1738819

Табл.и ца

Перепад давленил, МПа

Раствор

Температура, Водоотдача С раствора, см /30 мин

П р и м е ч а н и е. Растворы 1-4 известный состав, а растворы 5-10 предлагаемый.

"2

4 5

4,5

2

4,5

4,5

2

4,5

4,5

2

4,5

4,5

2

4,5

4,5

2

4 5

4 5

2

4,5

4,5

2

4,5

4,5

2

4,5

4,5

2

4;5

4,5

120 °

1?О

160

44,0

91,0

51 0

105у0

24,0

49,0

27,0

56,0

35,5

74,0

41,0

84,0

26,5

54,0

29,5

61,0

22,0

28,0

17,0

21,0

4,5

5,5

3,0

4,0

13,0

16,5

9,0

11,0

6,0

7,0

4,0

6,0

11,0

13,5

8,5

10,0

4,5

6,0

4,0

4,5

1738819 гю лрч Jcdrpe>.Г

re лр» /бди еУ.С

О Ю ДО,„»„

e - Р»<7о»рЭ»г»

i ° P-амг ъ рч

4 -Юэч»»гч»ч» л»ч

Jio,оагг.дР &w. г мЪр чФ

fD. р»си,ми (vsñ

Фи2. 2

Редактор И. Дербак

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

Заказ 1976

ВНИИПИ Государственного

113035, Составитель В. Котельников

Техред Л.Олийнык КорректоРН,Caмбpрская

«ф « «

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5