Утяжеленный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к утяжеленным буровым растворам для вскрытия бурением зон с аномально-высоким пластовым давлением АВПД. Технический результат - повышение флоккулирующих свойств раствора, скоростей бурения, термостойкости бурового раствора при низкой химической агрессии к окружающей среде. Утяжеленный буровой раствор для вскрытия зон с аномально-высоким пластовым давлением, содержит, мас.%: глину 1-2, барит 10-60, в качестве реагента-стабилизатора формиат натрия 10-30, в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств карбоксиметилированный крахмал 1-5 и воду остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к утяжеленным буровым растворам для вскрытия бурением зон с аномально-высоким пластовым давлением (АВПД).

Известен утяжеленный буровой раствор, содержащий глину, реагент-стабилизатор - КМЦ, минеральную соль - хлористый калий, гидроксид, пластификатор, барит, смазочную добавку и воду при определенном соотношении компонентов (RU 2235751 С1, МПК7 С 09 К 7/02, опубл.10.09.20040.

Однако при бурении скважин в карбонатных породах этот раствор неудовлетворительно очищается от выбуренной породы, что приводит к быстрому абразивному износу как забойного, так и бурового оборудования на поверхности.

Задачей изобретения является сохранение первоначальных коллекторских свойств, продуктивных пластов коллекторов, сохранение от разуплотнения массива горных пород, как песчаника, так и глинистых сланцев, возможность его использования при длительных простоях скважины в условиях отрицательной температуры.

Технический результат заключается в повышении флоккулирующих свойств раствора для удаления шлама при очистке, скоростей бурения, термостойкости бурового раствора при низкой химической агрессии к окружающей среде при вскрытии АВПД.

Указанный технический результат достигается тем, что утяжеленный буровой раствор для вскрытия зон с аномально-высоким пластовым давлением содержит глину, барит, реагент-стабилизатор - формиат натрия, в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств карбоксиметилированный крахмал (КМК) и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 1-2, барит - 10-60, формиат натрия - 10-30, КМК - 1-5, вода - остальное.

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом следующая. В качестве реагента - стабилизатора используется формиат натрия, регулятора реологических и фильтрационных свойств КМК, который придает раствору необходимые реологические свойства и регулирует водоотдачу, а с добавкой формиата натрия эти свойства могут изменяться, поэтому концентрация КМК - 1-5% можно считать оптимальной. С увеличением концентрации формиата натрия усиливаются тиксотропные свойства и полученный раствор лучше очищается от выбуренной породы. При этом получаемый эффект существует до концентрации формиата натрия 30%. В свою очередь, формиат натрия применяется как отличный реагент - стабилизатор для утяжеленного раствора, а так же как реагент ингибитора глинистых сланцев, однако максимальный эффект существует только при заявленных концентрациях и сочетаниях.

В состав раствора входит формиат натрия, соль муравьиной кислоты, может быть в виде порошка желто-белого или серого цвета, производится по ТУ 2432-011-00203803-98 ЗАО "Метафракс", массовая доля 88%, массовая доля воды 0,66%, известен как хороший пластификатор и консервант, применяется в строительстве и других отраслях народного хозяйства. Глина и барит (ГОСТ4682-84) широко применяются в растворах при строительстве скважин, производятся ОАО "Бентониты Урала"; а также модифицированный крахмал-карбоксиметилированный крахмал (КМК), поставщик ЗАО "Спецбурматериалы", широко применяется в бурении скважин (ТУ 2262-016-32957739-01, ТУ 2232-007-29577739-99).

Готовится раствор следующим образом.

На требуемый объем утяжеленного бурового раствора для вскрытия зон с аномально-высоким пластовым давлением набирается техническая вода, через глиномешалку по циклу не через скважину вводят 1-5% КМК, затем добавляется глина не более 2%. Производится утяжеление баритом до достижения плотности 1600 кг/м³, добавляют формиат натрия 10-40%.

При приготовлении замеряют стандартные параметры раствора: плотность, условную вязкость, динамическое напряжение сдвига, пластическую вязкость, статическое напряжение сдвига, водоотдачу, водородный показатель среды, толщину фильтрационной корки, липкость и т.д.

В таблице приведены составы и параметры буровых растворов. Проведенные испытания показывают, что изменение количественного содержания компонентов в меньшую сторону (состав №1) не обеспечивает необходимых технологических параметров, а в большую сторону (состав №№6, 7) экономически не выгодно, так как формиат натрия с концентрацией свыше 30% достигает насыщения и повышенный расход реагентов не соответствует ожидаемому эффекту.

Таблица
Состав раствора	Параметры раствора
Номер состава	Формиат натрия, мас.%	КМК, мас.%	Глина, мас.%	Барит, мас.%	Вода, мас.%	Плот-ность, кг/м3	Условная вязкость, с	Пластическая вязкость мПа·с	ДНС дПа	СНС 1 мин/ 10 мин дПа /ДПа	Водоотдача, см3/30 мин
1	9	1	0	9	81	1075	18	-	-	-	-
2	10	2,5	1	10	76,5	1090	37	34	77	15/96	3,2
3	20	6	2	48	24	1700	134	64	181	15/51	0,5
4	30	5	2	48	15	1700	68	56	-	18/60	1,0
5	20	2,5	2	60	15,5	2100	67	-	-	-	-
6	20	2,5	2	61	14,5	2100	62	-	-	-	-
7	31	2,5	3	34	29,5	1700	н/т	-	-	-	-

Утяжеленный буровой раствор для вскрытия зон с аномально-высоким пластовым давлением, содержащий глину, барит, в качестве реагента-стабилизатора формиат натрия, в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств карбоксиметилированный крахмал и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина	1-2
Барит	10-60
Формиат натрия	10-30
Карбоксиметилированный крахмал	1-5
Вода	Остальное