Буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам буровых растворов на водной основе. Он содержит воду, глину, акриловый полимер и триполифосфат натрия. В качестве акрилового полимера используют гидролизованный полиакрилонитрил "Унифлок" с мол. массой 3,5×10⁷ у. е. при следующем соотношении исходных компонентов, мас. % : глина 19 - 20, гидролизованный полиакрилонитрил "Унифолк" с мол. массой 3,5×10⁷ у. е. 0,4 - 0,5, триполифосфат натрия 1,5 - 2,5 и воду - остальное.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам буровых растворов на водной основе, используемым в разрезах, сложенных неустойчивыми глинистыми отложениями, при вскрытии пласта.

В современном отечественном бурении находят применение для этих целей буровые растворы с акриловыми полимерами, получаемыми омылением полиакрилонитрила (гипан, К-4, К-9) [1] , или гидролизом отходов волокна марки "Нитрон" [2] . Все они являются жидкостями, замерзающими при температуре ниже нуля градусов, с ухудшением качества, имеют высокую щелочность (рН 12), не технологичны в применении. Эти реагенты обладают невысокой способностью снижать фильтрацию естественно наработанных глинистых суспензий, тогда как по данным многочисленных исследований, при вскрытии пласта необходимо достичь минимально возможного значения этого показателя, чтобы снизить радиус проникновения фильтрата и частиц твердой фазы бурового раствора в пласт, изменение его коллекторских свойств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому буровому раствору является раствор, содержащий до 24% глины, реагент РС-2 смесь-акрилового полимера, щелочи и ТПФН в количестве 0,2% и воду [3] . Однако следует отметить, что реагент РС-2 применяется весьма ограниченно из-за низкой технологичности. Фильтрация бурового раствора с этим реагентом высока (8 см³/30 мин).

Задачей изобретения является уменьшение показателя фильтрации и как следствие улучшение условий вскрытия пласта. Решение задачи достигается тем, что буровой раствор, содержащий воду, глину, акриловый полимер и трипоглифосфат натрия в качестве акрилового полимера, содержит гидролизованный полиакрилонитрил "Унифлок" с мол. массой 3,5х10⁷ у. е. при следующем соотношении компонентов, мас. % : Глина 19-20 Гидролизованный полиакрилонитрил унифлок с мол. массой 3,5х10⁷ у. е. 0,4-0,5 Триполифосфат натрия 1,5-2,5 Вода Остальное Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый буровой раствор отличается от известного тем, что в качестве акрилового полимера и щелочи используется гидролизованный полиакрилонитрил марки "Унифлок" в количественном соотношении, не совпадающем с соотношением ингредиентов в известном растворе. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизны.

В предлагаемом изобретении триполифосфат натрия синергетически усиливает стабилизирующее действие акрилового полимера. Таким образом, предлагаемый состав компонентов придает буровому раствору новые качества, что позволяет сделать вывод об изобретательском уровне.

"Унифлок" - порошкообразный акриловый полимер, получаемый в ПО "Навоиазот" (производство "Катализатор") путем неполного гидролиза щелочью (NaOH) полиакрилонитрила C-при температуре 95-98^оС в течение 3-3,5 ч, при следующем соотношении компонентов ПАН: NaOH: вода = 10: 4,2: 85,5, с последующей сушкой в распылительной сушилке с созданием кипящего, псевдоожиженного слоя до остаточной влажности 20-30% . Благодаря неполному гидролизу в молекуле Унифлока вместе с функциональными группами (-COONa) присутствуют группы (-CONH) и сохраняются группы (-CN), что подтверждается ИК-спектроскопией (полосы 1418, 847 1/см). Присутствие в молекуле полимера наряду с акрилатом натрия, акриламида и акрилонитрила улучшает его способность снижать фильтрацию бурового раствора.

"Унифлок" имеет длинную линейную молекулу, приблизительную формулу звена которого можно записать следующим образом: -CH₂-CH₂--CH₂-- Для экспериментальной проверки предлагаемого бурового раствора в лабораторных условиях были приготовлены шесть составов (табл. 1). Использован технический триполифосфат натрия (ТПФН) по ГОСТ 13493-86Е, унифлок (партия 58У) со следующими свойствами: Мол. масса 3,5х10⁷ у. е.

Кинематическая вязкость 1% водного
раствора 180 сСт
рН 1% -ного водного раствора 12,35
Технология приготовления буровых растворов, представленных в табл. 1, сводится к следующему. В предварительно прогидротированную суспензию из богандинской глины с выходом 2,4 м³/т вводится расчетное количество ТПФН, затем порошкообразный акриловый полимер "Унифлок".

Перемешивание производится на миксере "Воронеж" в течение 30 мин, после чего замеряются технологические параметры растворов на стандартных приборах. Аналогичным образом приготовлен раствор прототипа с использованием реагента РС-2, полученного гидролизом полиакриламида в присутствии триполифосфата натрия по технологии, приведенной в [3] .

Анализ данных табл. 1 показывает, что оптимальные значения фильтрации и других технологических параметров получены при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Глина 19-20
Акриловый полимер
"Унифлок" с мол. массой 3,5х10⁷ у. е. 0,4-0,5
Триполифосфат натрия (ТПФН) 1,5-2,5
Вода Остальное
Данные, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о синергетическом действии "Унифлока" и ТПФН.

Формула изобретения

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий воду, глину, акриловый полимер и триполифосфат натрия, отличающийся тем, что в качестве акрилового полимера он содержит гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок" с мол. м. 3,5 · 10⁷ усл. ед. при следующем соотношении исходных компонентов, мас. % :
Глина 19 - 20
Гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок" с мол. м. 3,5 · 10⁷
усл. ед. 0,4 - 0,5
Триполифосфат натрия 1,5 - 2,5
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

TK4A Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Напечатано: Дата прекращения действия патента: 30.04.2008

Следует читать: Дата прекращения действия патента: 23.04.2008

Номер и год публикации бюллетеня: 17-2010

Код раздела: MM4A

Извещение опубликовано: 10.12.2010        БИ: 34/2010

---