Состав для бурения скважин и способ его приготовления

 

Использование: бурение скважин. Сущность: состав включает ингредиенты при следующем их соотношении (мас.%): глина 16,4-18,8; органический реагент-стабилизатор на основе гидролизованного лолиакрилонитрила 4,8-12,6; флотореагент Т-80 - отход производства синтетического каучука со стадии производства диоксана 14,6-36,0; вода - остальное. Способ приготовления реагента заключается в последовательном смешении с водой флотореагента Т-80, реагента-стабилизатора с последующим введением в полученный раствор глины. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 4В

j 33Щ 9И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4918369/03 (22) 06,12.90 (46) 15.01,93. Бюл. N. 2 (71) Ухтинская комплексная методическая экспедиция "Геоцентр" Ухтинского производственного геологического объединения по разведке нефти и газа (72) В.П.Козлов, В,П.Аберкон, В,М.Ïàíôèлов и В.И.Балаба (73) В,М.Панфилов (56) Булатов А.И. и др. Изоляционные работы при проводке скважин в условиях поглощения бурового раствора, Сер. Бурение М., ВНИИОЭНГ, 1983, вып. 11/50, с,37.

Авторское свидетельство СССР

N 1305168, кл. С 09 К 7/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N . 1263704, кл, С 09 К 7/02, 1985, Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно составам, используемым в процессе их промывки и проведении изоляционных работ.

Известен состав для бурения скважин, включающий глинистый буровой раствор, приготовленный на 15 — 20%-ном растворе

CaClz, и раствор гипана 8-107, концентрации. Этот состав обладает эффективной тампонирующей способностью, однако сложен в получении, т.к. требует раздельного приготовления растворов бурового и гипана.

Известен состав для бурения скважин, включающий реагент-стабилизатор, отход преизводства диметилдиоксана, глину и воду. Наряду с высокой термостойкостью данный состав обладает ограниченной областью применения (буровые растворы) „„SU „„ l 788962 АЗ (54) СОСТАВ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И

СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ (57) Использование: бурение скважин. Сущность: состав включает ингредиенты при следующем их соотношении (мас.,): глина

16,4 — 18,8; органический реагент-стабилизатор на основе гидролизованного полиакрилонитрила 4,8 — 12,6; флотореагент Т-80— отход производства синтетического каучука со стадии производства диоксана 14,6 — 36,0; вода — остальное. Способ приготовления реагента заключается в последовательном смешении с водой флотореагента Т-80, реагента-стабилизатора с последующим введением в полученный раствор глины. 2

c,ï.ô-лы, 2 табл. сложен в приготовлении, диспергирует шлам, Прототипом предложенного технического решения является состав, включающий глину, воду, реагент Т вЂ” 80, гипан и гудроны соапстока ГС растительных и животных жиров.

Наряду с высокими антифрикционными свойствами состав обладает и недостатками — низкой технологичностью, узким диапазоном функциональных возможностей и одно) Г.Ъ временно высокой диспергирующей спо собностью.

Цель изобретения — улучшение технологичности состава и расширение Bto функциональных возможностей при одновременном снижении диспергирующей способности.

1788962

Поставленная цель достигается тем, что состав содержит глину, органический реагент-стабилизатор на основе гидролиэованного полиакрилонитрила, флотореагент

Т-80 — отход производства синтетического 5 каучука со стадии получения диоксана, при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Глина

Органический рва гент-стабилизатор на основе гидролизованного поли-. акрилонитрила (ГП) 4,8 — 12,6

Флотореагент

T-80 (оксал ь) 14,6 — 36,0

Вода Остальное

Способ получения состава заключается 20 в последовательном смешивании воды и оксаля, растворейии в полученной смеси ГП, введении в реакционну|а смесь глины. Иная последовательность введения ингредиентов не позвОляет достичь поставленной це- 25 ли, В качестве ГП использовали реагенты: гипан (ТУ 6-01-254-81), К-9 и HP-6 (технические условия на производство реагентов отсутствуют). 30

Оксаль (Т-80) является побочным продуктом производства диметилдиоксана и представляет собой светло-коричневую жидкость плотностью 1060 — 1080 кг/м; масз. совая доля OH-групп составляет 23 — 36/О; 35 эфирное число 1,5-4 мг КОН!г; температура самовоспламенения 272 С.

Для приготовления состава использовали палыгорскитовую, бентонитовую и гидрослюдистую глины (ТУ 39-044-74). 40

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый сосТВВ отличается от известного количественным соотношением ингредиентов и способом его приготовления. 45

П ример. В550г воды ввели200г оксаля и перемешивали раствор до однородного состояния. В полученной смеси растворили 80 г гипана и ввели 170 г бентонита. После перемешивания смеси до одно- 50 родного состояния состав пригоден для использования.

В соответствии с вышеизложенным примером были приготовлены различные рецептуры состава, отличающиеся соотно- 55 шением ингредиентов (табл,1).

Улучшение технологичности состава достигается за счет повышения его стабильности (отсутствует расслоение). Это позволяет исключить необходимость постоянного кондиционирования (перемешивания) раствора для предотвращения расслоения. В емкостях не образуется на поверхности раствора слой, ГС, загустевающий при понижении температуры, улучшаются условия работы дозаторов и других устройств.

Расширение функциональных возможностей состава достигается за счет использования его в качестве: а) Бурового раствора. Для этого состав разбавляют водой и при необходимости обрабатывают различными функциональными добавками, например, утяжелителем, б) Тампона для изоляции зон поглощения или иной технологической жидкости с

ВЫСОКОЙ ВЯЗКОСТЬЮ.

Диспергирующую способность исследованных рецептур составов оценивали по общепринятой методике путем "прокатывания" в них глинистого шлама. Поскольку известный и предложенный составы содержат различное количество воды, что изначально предопределяет их неравнозначность в отнощении диспергирования шлама, то с целью исключения этого фактора исследуемые составы приготавливали одинаковой концентрации, Методика оценки диспергирующей способности заключалась в следующем.

В автоклав установки УТ-1 заливали 400 см исследуемого состава и засыпали 50 r з шлама (IV1p). Гранулометрически шлам представлен остатком на сите прибора CRB-5. В минералогическом отношении представляет собой аргиллит с преобладанием минералов типа монтмориллонита. Исследуемый состав прогревали до 60 С и выдерживали при этой температуре в течение 4-х часов.

Во вре ля термостатирования автоклав вращался с частотой 6 об/мин. По завершении термостатирования раствор охлаждали до нормальной температуры и пропускали через сито прибора СПВ-5. Остаток на сите высушивали при температуре 105 С (М). По результатам опыта вычисляли коэффициент диспергирования Кд = М/М .

В табл.2 приведены примеры использова н и я предложен ного состава в качестве бурового раствора. Различные варианты рецептур состава разбавляли водой до достижения концентрации реагента-стабилизатора 0,5 g,. Анализ технологических свойств растворов показывает, что для известного и предложенного технических решений они, кроме эффективной вязкости зф, находятся в сопоставимых пределах (измеряли условную вязкость — УВ, водоотдачу—

В, статическое напряжение сдвига—

СНС1/1О). Плотность исследованных раство1788962

20

45

55

Органический реа гент-ста 6илиэатор на основе гидролизованного полиакров составляла 1095 кг/м, а показатель э концентрации ионов водорода находился в пределах рН = 7,8 — 8,1.

Эффективная вязкость узф, предложенных растворов (табл,2, N 2, 3, 4), измеренная при градиенте скорости 3000 с-1, меньше таковой у известного раствора (¹

7), что предопределяет и меньшие энергетические затраты на циркуляцию раствора.

Предложенные растворы превосходят известный по диспергирующей способности. При этом, если не придерживаться требуемого порядка ввода ингредиентов, то .Кд.= 0,49. В аналогичной по составу рецептуре N 3, приготовленной предложенным способом, Кд = 0,58. Таким образом, при не соблюдении указанной последовательности ввода ингредиентов цель изобретения>в частности снижение диспергирующей способности не достигается.

Предложенный состав можно использовать при различных технологических операциях в бурении, например, в качестве тампона при изоляции.зон поглощения или буферной жидкости. Пригодность состава для этих целей можно оценить на качественном уровне по его эффективной вязкости эф при градиенте скорости 100 с

I -1

Из данных табл,1 следует, что эффективная вязкость предложенного состава во всем диапазоне концентраций ингредиентов, в том числе и для запредельных концентраций ингредиентов, выше чем у известного (табл.1, № 7). Это обусловлено среди прочих причин еще и тем, что сравниваемые составы (известный и предложенный) существенно разнятся по количеству реагента-стабилизатора и глины, Однако простое увеличение содержания ингредиентов (табл.1, № 6), не обеспечивает достижения поставленной цели. В предложенном составе в пределах заявленных концентраций ингредиентов имеет место резкое увеличение вязкостных свойств (N. 2, 3, 4) по сравнению с запредельными концентрациями (¹ 1, 5), Следовательно, эффект резкого повышения вязкостных свойств состава имеет место только при совокупности признзков, отраженных в формуле изобретения, Аналогичный вывод следует и из сопоставления диспергирующей способности исследованных составов. Предложенный состав (табл.1, № 2, 3, 4) благодаря низкой диспергирующей способности (Кд = 0,92 — 0,96), в отличие от известного (N 7) можно оставлять при различных технологических операциях на длительное время в зоне неустойчивых глинистых пород или пластов-коллекторов. Благодаря этому его можно использовать в качестве буровых растворов при бурении в неустойчивых отложениях. Наряду с укаэанными выше преимуществами предложенный состав не оказывает разупрочняющего влияния на глинистые породы, обеспечивает сохранение коллекторских свойств пластов, облада- ет приемлемыми экологическими характеристиками, Предложенный состав совместим со всеми использующимися в бурении реагентами различных классов (гуматы, фосфаты, лигносульфонаты, полисахариды, ПАВ и др.). В сочетании с известными реагентами в том числе и зарубежными, — понизителями фильтрации, разжижителями, ингибиторами гидратации глинистых минералов, термостабилизирующими добавками, эмульгаторами, пеногасителями, бактерицидэми, ингибиторами коррозии, сероводородонейтрализующими и сероводородопоглощающими добавками; флокулянтами, пенообразователями, кольматантами, структурообразователями, утяжителями и др. могут быть получены полифункциональные составы для бурения, заканчивания и ремонта скважин (вязко-упругие разделители, буферные жидкости, жидкости для глушения и гидроразрыва скважин, жидкости затворения и др. для обработки тампонажных растворов), а также для добычи, транспорта и хранения углеводородов (борьба с отложениями асфальтосмолистых и парафиновых отложений, гидравлический разрыв пласта, обработка призабойной зоны пласта, изоляция притока пластовых вод, подавление роста сульфатвосстанавливающих бактерий и др„а также для других отраслей промышленности), Формула изобретения

1. Состав для бурения скважин, включающий глину, органический реагент-стабилизатор на основе гидролизованного полиакрилонитрила, флотореагент Т-80— отход производства синтетического каучука со стадии получения диоксана и воду, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения технологического состава и расширения его функциональных возможностей при одновременном снижении диспергирующей способности, он содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%:

Глина 16,4 — 18,8

1788962

Таблица 1

Рецептуры исследованных составов

Таблица 2

Использование предложенного состава в качестве бурого раствора рилонитрила 4,8 — 12,6

Флотореагент

Т-80 — отход производства синтетического каучука со стадии получения диоксэна 14,6 — 36.0

Вода Остальное

2. Способ приготовления состава для бурения скважин, включающий введение в воду глины, органического реагента-стабилизатора на основе гидролизованного полиакрилонитрила и флотореагента Т-80, о т л ич а ю шийся тем, что перед введением . глины в воде последовательно растворяют

5 флотореагент Т-80 и органический реагентстабилизатор на основе гидролизованного полиакрилонитрила.