Буровой раствор

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мас.%: глина 4-6, легкое талловое масло (побочный продукт целлюлознобумажного производства с плотностью 0,91-0.97 кг/м3) 0,5-1,0; реагент К-14, высушенный в присутствии синтетического наполнителя , гидролизованный полиакрилонитрил или реагент К-15, высушенный в присутствии синтетического наполнителя - продукт гидролиза отходов волокна Нитрон 0,1-0,4; вода остальное. 3 ил.. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 М

К A8TOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867269/03 (22) 14.09,90 (46) 30.11.92. Бюл, М 44 (71) Научно-производственное объединение

"Тюменьгазтехнология" (72) Н.Г. Каш ка ров, Н. Н. Верховская, Л.В.Брагина, Т.А. Грошева. С.Г. Камарян.

И.М.Мурадов и А.В.Будько (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1131894, кл. С 09 К 7/02, 1983.

Булатов А.И., Пеньков А.И. и Проселков

Ю.М. Справочник по промывке скважин. M.:

Недра, 1984, с. 112 — 113.

Дедусенко Г.Я., Иванников В.И. и Липкес M.È. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. М.: Недра, 1985, с.

115-116, Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам буровых растворов на водной основе, используемым в разрезах, сложенных неустойчивыми глинистыми отложениями.

В современном отечественном бурении находят применение для этих целей буровые растворы с акриловыми полимерами, получаемыми омылением полиакрилонитрила (гипан, К-4, К-9). Следует отметить что все они не технологичны в применении, являются жидкостями, замерзающими при температуре меньше нуля с ухудшением качества. Их ингибирующие свойства невысоки вследствие высокого содержания щелочи (рН 12).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому буровому раствору является раствор с малым содержанием твердой фазы, стабилизированный акрило„„. Ж„„1778129 А1 (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мас. : глина 4-6, легкое талловое масло (побочный продукт целлюлознобумажного производства с плотностью

0,91-0,97 кг/м ) 0,5-1,0; реагент К-14, высушенный в присутствии синтетического наполнителя, гидролизованный полиакрилонитрил или реагент К-15, высушенный в присутствии синтетического наполнителя — продукт гидролиза отходов волокна "Нитрон" 0,1 — 0,4; вода . остальное. 3 ил., 2 табл. вым полимером, являющимся продуктом гидролиза отходов волокна "нитрон". Имеет следующий состав: 4 — 6 бентонита, 0,1—

0,5 HP — 6, вода остальное, Известный буровой раствор обладает недостаточной ингибирующей способностью и способностью снижать фильтрацию в забойных условиях.

Целью изобретения является улучшение ингибирующих свойств раствора и его способности снижать фильтрацию в забойных условиях (при температуре 70-80 С и давлении до 5 МПа).

Это достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, воду и акриловый полимер, дополнительно содержит легкое талловое масло (побочный продукт целлю-. лозно-бумажного производства с плотностью 0,91 — 0,97 кгlмэ), а в качестве акрилового полимера высушенный в при1778129 сутствии синтетического наполнителя гидролизованный полиакрилонитрил (К-14) или высушенный в присутствии синтетического напал нителя продукт гидролиза отходов волокна "нитрон" (К-15) при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Глина 4 — 6, Легкое талловое масло (побочный продукт целлюлозно-бумажного производства с плотностью 0,91 — 0,97 кг/м ) 0,5 — 1,0

Высушенный в присутствии синтетического наполнителя гидролизованный полиакрилонитрил (К-14) или высушенный в присутствии синтетического наполнителя продукт гидролиза отходов волокна "нитрон" (К вЂ” 15) 0,1-0,4

Вода Остальное

Для экспериментальной проверки предлагаемого бурового раствора в лабораторных условиях были приготовлены шесть составов (табл.1). В качестве легкого таллового масла использован побочный продукт целлюлозно-бумажного производства, выпускаемый согласно ТУ 81-05-76. Представляет собой маслянистую жидкость темно-коричневого цвета со специфическим запахом хвои и канифоли плотностью

0,91 — 0,97 кг/м . Имеет следующий состав, з мас.%:

Жирные кислоты, в т.ч.

Непредельные С16 С20

ПрЕдЕльныЕ СИ вЂ” С24

Смоляные кислоты

Неомыляемые

Окисленные

50-60

78-79

15-17,5

3 — 5

25-35

0,2-5,0

Непредельные жирные кислоты в основном представлены олеиновой (до 32 ) и линолевой (до 5 ) кислотами.

Полимер К- 14 (К вЂ” 15) представляет собой желтоватый порошок хорошо растворимый в воде. Выпуск осваивается на заводе

"Нитрон" ПО "Навоиазот". Технология основана на получении водного раствора высокомолекурного полиакрилонитрила (ПАН) с последующим удалением влаги. Процесс получения включает гидролиз и сшивку макромолекул акрилового полимера и его сушку при 150 — 200 С в присутствии синтетического наполнителя, благодаря чему получается полимер с мол.м. 600-800 тыс., большей че|и у гипана и других полимеров серии К. Полимер К-14 получают гидролизом ПАН, а К-15 гидролизом волокна "нитрон" и последующей их сушкой. Технология приготовления буровых растворов, представленных в табл.1. сводится к следующему. B предварительно прогидратированную глинистую суспензию из глинопорошка с выходом 7,77 м /т вводятся расчетные количества пол5 имера К вЂ” 14 (К-15) и легкого таллового масла, порознь или в смеси друг с другом.

Перемешивание производилось на миксере

"Воронеж" в течение 30 мин, после чего замерялись технологические параметры

10 полученных растворов на стандартных приборах при температуре окружающего воздуха 20 С. Коэффициент трения определялся на приборе ФСК-2 Уфимского нефтяного института. Аналогичным способом приготов15 лен раствор прототипа, Нитронный реагент получен гидролизом едким натром отходов волокна "нитрон" Новополоцкого комбината, имеющими состав, %: 93 акрилонитрила;

5,7 метаакрилата; 1,7 игаконовой кислоты.

20 Анализ табл,1 показывает, что оптимальные параметры заявляемых буровых растворов получены при следующем соотношении ингредиентов,мас, :

Глина 4 — 6

25 Легкое талловое масло (побочный продукт целлюлознобумажного производства с плотностью 0,91 — 0,97 кгlм ) 0,5 — 1,0

Высушенный в присутствии

30 синтетического наполнителя гидролизованный полиакрилонитрил (K-14) или высушенный в присутствии синтетического

35 наполнителя продукт гидролиза отходов волокна "нитрон" (К-15) 0,1 — 0,4

Вода Остальное

Ингибирующая способность предлагае40 мого состава и состава-прототипа оценивалась по набухаемости образцов богандинской глины с выходом 2,3 м /т, близкой по минералогическому составу к разбуриваемым породам месторождений

45 Тюменской области на приборе конструкции Ярова-Жигача, а также по их глиноемкости по отношению к этой же глине. Влияние забойных условий оценивалось на приборе

УИВ-2 при 70 — 80 С и перепаде давления

50 1 — 5 МПа. В табл.2 приводится изменение фильтрации и толщины глинистых корок для исследованных растворов в зависимости от давления и температуры.

55 На фиг,1-3 показаны результаты проведенных исследований, В растворе заявляемого состава образцы богандинской глины приблизительно в два раза медленнее набухают, что коррелируется с данными по глиноемкости (раствор

1778129

Табли ма i

Текнолотмческме параметре дда мт/30 нни и ь01а с дЛа

Состав раствора ° мас 2

1055 32 О/О 6,0 1,0 0,5 22 25,5 10,2

1 Глина

1прото-HP тмп) Вода

Остальное

0,1

0,5

Остальное

Глина

2 К-14

ЛТН

Вода

18 0/0 13,0 1,5 0 ° 5 13 1,5 8,8

1040

Ганка 5

3 К-14 0,3

ЛТН 0,75

Вода Остальное

23 О/О 5 0 05 03 12 0 9,0

1055

0>4

1,О

Остальное

Глина

4 К-14

ЛТН

Вода

0,5 0,3 18,2

28 О/О 4,0

21,0 9. E

1065

0 5

1,5

Остальное

Глина

5 K-14

ЛТН

Вода

1080 30 О/О 40 0 5 0,28 120 3,0 8,3

0,05

0,4

Остальное

Глина

6 К-14

ЛТН

Вода

17 О/О 25.0 1,8 0.6 4,0 0 8,9

1030

Условнме обозначения: Р

СНС

К рН

Ц, Т

- плотность условная вязкость

- статическое налрякенне сдвига толкина коек»

- еодороднмй показатель козафикиемт трения

- пластическая вязкость л o

- динамическое налрякенне сдемса заявляемого состава имеет в 1,5 — 2 раза меньшую условную и пластическую вязкость при одном и том же содержании твердой фазы в сравнении с прототипом). Это свидетельствует о значительном улучшении ингибирующей способности раствора заявляемого состава, В забойных условиях (при температуре 70 — 80 С и давлении 5

МПа) заявляемый состав более термостоек (см. табл.2). Фильтрация имеет более низкое значение, оставаясь стабильной при всех исследованных давлениях. Толщина фильтрационных корок уменьшается примерно в полтора раза.

Проведены опытно-промышленные испытания заявляемой рецептуры бурового раствора на Ямбургском месторождении (скв. М 10803). Результаты испытаний показали, что буровой раствор на основе полимера К-14 (К-15) и ЛТМ обеспечивает технологическую возможность успешной проводки скважин на валанжинские отложение Ямбургского газоконденсатного месторождения. Полученные в промысловых условиях результаты сравниваются с аналогичными данными, полученными при бурении скв. N 12001 с применением нитронного реагена. Эти две скважины находятся на одном месторождении, на небольшом расстоянии друг от друга. Время бурения под эксплуатационную колонну одинаково, т.е, продолжительность контакта промывочной жидкости со стенками скважины одна и та же. На фиг.3 приведены данные кавернометрии в интервалах эалегания неустойчивых пород на анализируемых скважинах. Оценка качества ствола показывает, что заявляемая рецептура на основе К-14 и ЛТМ более эффективна, чем

5 рецептура с нитронным реагентом (состояние ствола ближе к номинальному. меньше объем каверн. отсутствуют сужения ствола), Формула изобретения

10 Буровой раствор, содержащий глину, воду и акриловый полимер, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения ингибирующих свойств.и способности снижать фильтрацию в забойных условиях при 70-80 С и

15 5 МПа, он дополнительно содержит легкое талловое масло — побочный продукт целлюлозно-бумажного производства с плотностью 0,91 — 0,97 кг/м, а в качестве з акрилового полимера — реагент К-14-высу20 шенный в присутствии синтетического наполнителя, гидролизованный полиакрилонитрил или реагент К-15. высушенный в присутствии синтетического наполнителя продукт гидролиза отходов волокна нНитрон" при следую25 щем соотношении ингредиентов, мас. ;

Глина 4-6;

Реагент К-14 или

Реагент К-15 0,1 — 0,4;

Легкое талловое

30 масло — побочный продукт целлюлозно-бумажного производства с плотностью 0,91-0,97 кгl м 0,5-1,0;

Вода Остальное, 1778129

Та бл и ца2

8лияние забойных условий на фильтрацию глинистых растворов (при забойной температуре 70 С ) 1 2 Ю Ф Я . В вч Иу ни, сурат.

Фиг. 1

1О 20 ЯО ФО ЮО 6 О бО РРжОнм ВАНЬI, %

Фиг. г

) ю к

%ю ф а

Ь ф ф ь

k g д с л о о ъ Ж ф р < д

Ф ф ) m

С„

1778129

8) к-1Ф сЛт/1

6)au

Составитель Н.Кашкаров

Тех ред М. Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор

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

Заказ 4162 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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