Безглинистый буровой раствор

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: безглинистый буровой раствор содержит (мае. %) биополимер 0.1-0,5, сапропель или торф 1-8, водную фазу остальное. В качестве биополимера используют полимер типа ксэнтановой смолы . 1 табл.

СOIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ-:СПУВЛИК (5r)< С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21) 4890253/03 (22) 12,12.90 (46) 15.04.93, Бюл. N 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Л,Д,Шиц, И,В.Косаревич, М.И, Липкес и И.И,Лиштван (56) Косаревич И.В., Битюков Н.Н., Шмавонянц В.Ш. Сапропелевые буровые растворы. Минск, 1987.

Дедусенко Г.Я., Иванников В.И., Липкес

M.È. Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы. М., 1985.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к безглинистым буровым растворам на водной основе.

Цель изобретения — снижение показателя фильтрации и повышение стабильности реологических свойств бурового раствора при одновременном усилении его солестойкости.

Цель достигается тем, что буровой раствор, включающий биополимер типа ксантановой смолы, структурообраэователь и водную фазу, в качестве структурообразователя содержит сапропель или торф при следукЯцем соотношении компонентов, мас. %:

Биополимер 0,1-0,5

Сапропель или торф 1-8 .

Водная фаза Остальное.

Достижение поставленной цели обусловлено тем, что сапропель и торф содержат органические природные высокомолекулярные соединения ионогенного и неионного типов, органо-минеральные комплексы с разнообразными функциональными группами, которые при взаимодействии с макромо«. Ы«1808856 Al (54) БЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: безглинистый буровой раствор содержит (мас. ) биополимер 0.1 — 0,5, сапропель или торф 1 — 8, водную фазу остальное, В качестве биополимера используют полимер типа ксантановой смолы. 1 табл. лекулами биополимера образуют сложные межмолекулярные структуры. Элементы этой структуры соединены лабильными связями различной, преимущественно неионной, природы, включая водородные связи, Особенность системы — способность создавать стабильные обратимо разрушающие в потоке и восстанавливающие в покое дисперсные структуры с оптимальными реолого-технологическими и адсорбционными свойствами.

Сочетание в буровом растворе двух инградиентов биогенного происхождения без каких-либо синтетических или искусственных веществ и минеральных дисперсных наполнителей делает систему полностью ассимируемой природной средой. т. е. экологически полностью безвредной, При экспериментальном подтверждении возможности реализации использованы следующие материалы и реагенты: биополимер, микробный полисахарид типа

КсВНТВН0ВоА смолы, порошок кремового цвета с насыпной плотностью 0.8 г/см, мол. з магса 2 млн.. вязкость 1 %-ного раствора

1808856

Составбурового

Пример инградиент**

Биополимер

Орган, сапропель

Биополимер

Орган, сапропель

Биополимер

Орган. сапропель

Биополимер

Орган, сапропель

Биополимер

Орган. сапропель

Биополимер

Орган. сапропель

2000 — 2800 сп при рН 6 — 8; сапропели трех типов по промышленно-генетической классификации: органический (оэ. Судобль), кремнеземистый (оэ. Лучай), карбонатный (оз. Сергеевское)„содержа ние органиче- 5 ского вещества соответственно 85,3: 55,8;

23,3 .ф; торф трех ботанических типов (древесный, пушицевый. сосново-пушицевый) со степенью разложения 40-45 7;, содержание 10 органического вещества соответственно

89,8, 96,6, 92,0 o минеральные соли: хлорид натрия, калия, кальция, магния — реактивы квалификации "ч" и "чда". 15

Буровые растворы для испытаний приготавливали следующим образом. Заранее готовили 2 -ный раствор биойолимера в воде из товарного норошкообразного продукта и суспензию сапропеля или торфа иэ 20 влажной торфяной крошки или сапропелевой пасты, полученной с соответствующего торфопредприятия, В химическом стакане или фарфоровой кружке вместимостью 1 л при перемешивании лопастной мешалкой с частотой вращения около 1000 об/мин смешивали в заданных количествах суспензию сапропеля (торфа), раствор биополимера и воду; в случае приготовления минералиэованных растворов, добавляли минеральные 30 соли. После перемешивания смеси в течение 30 мин буровой раствор оставляли в покое 15-18 ч. Затем его вновь перемешивали в течение 10 — 15 мин и определяли свойства по стандартным методикам. 35

Конкретные примеры состава и свойств испытанных буровых растворов приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что буровой раствор заявленного состава по технологи- 40 ческим свойствам превосходит растворпрототип и в неминералиэованных, и в минерализованных системах. Так. показатель фильтрации предложенного раствора в 1.52 раза ниже, чем раствора-прототипа при допустимой концентрации солей в 1,5-2,5 раза более высокой. Увеличение содержания структурообраэователя в буровом растворе с 2 до 8 в случае прототипа приводит к возрастанию СНС в 10-20 раэ, а эффективной вязкости в 3-5 раэ; в случае же предложенного раствора эти показатели соответственно возрастают лишь в 1,5-3 и в 2 раза, что свидетельствует о более высокой стабильности реологических .свойств последнегоо.

Следует подчеркнуть более высокую устойчивость предложенного бурового раствора к действию поливалентных катионов.

Например, показатель фильтрации раствора-прототипа при концентрациях биополимера, структурообразователя и СаО соответственно 0.5; 2 и 1,5 равен 12,0 см, тогда как предложенный раствор при концентрациях этих же ингредиентов (соответственно 0,3; 2 и 2,5 %1 имеет показатель фильтрации лишь 7,5 смэ.

Формула изобретения

Безглинистый буровой раствор, включающий биополимер типа ксантановой смолы, структурообразователь и водную фазу, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения показателя фильтрации и повышения стабильности реологических свойств при одно-. временном усилении солестойкости, он содержит в качестве структурообразователя сапропель или торф при следующем соотношении компонентов, мас, %:

Биополимер типа ксантановой смолы 0,1-0,5

Сапропель или торф 1-8

Водная фаза Остальное.

1808856

Продолжение таблицы

Сост

Свойства б ового аство а***

Пример ав буоового растер ингредиент** концентрация,+

Ф,cM

g, мПа.с

CHC 1/10 аПа

18/33

3,0

42/57

3,2

21/39

3,7

10

1,5/2

14,8

14/26

3,5

25/38

9,0

13

28/35

6,8

20/24

30,5

7,5

21/26

6;8

25/31

8,0

17

18/21

7,0

18

24/32

5.9

22/30

6,1

* Состав и свойства раствора — прототипа см. в тексте

** Вода-остальное

*** Показатель рН для всех растворов в пределах 8,0-9,3

Составитель Л. Шиц

Техред М.Моргентал

Корректор Н. Гунько

Редактор

Заказ 1257 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Биополимер

Кремнеземистый сапропель

Биополимер

Кремнеземистый сапропель

Биополимер

Карбонатный сапропель

Биополимер

Торф (сосново-пушицевый)

Биополимер

Торф (пушицевый)

Биополимер

Орган, сапропель

NaCI

Биополимер

Орган. сапропель йаО

Биополимер

Орган. сапропель

CaCb

Биополимер

Орган, сапропель

NaCI

М9Ог

Биополимер

Кремнеземистый сапропель

NaCI

Са С12

Биополимер

Карбонатный сапропель

NaCI

Биополимер

Торф (древесу.)

КО

CaClz

Биополимер

Торф (сосново — пушищевый)

NaCl

0.50

4,00

0,40

10,00

0,20

8,00

0,08

3,00

0.4

4,0

0,1

2,2

3.0

0,2

2,0

20,0

0.3

1,8

2,5

0,3

1,8

5,0

1,0

0,25

5,0

20,0

2,5

0,2

8,0

5,0

0,3

5,0

5,0

1,0

0,2

6,0

20,0