Буровой раствор на углеводородной основе
Владельцы патента RU 2388784:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ") (RU)
Изобретение относится к буровым растворам на углеводородной основе и может быть использовано для вскрытия продуктивных горизонтов при бурении нефтяных и газовых скважин. Буровой раствор содержит в мас.%: сульфонол 1-2, структурообразователь 4-9, госсиполовая смола 40-60, дизельное топливо остальное. В качестве структурообразователя используют торф или высокодисперсный кальцит. Технический результат - снижение расхода дизельного топлива и трудоемкости приготовления бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к буровым растворам на углеводородной основе, используемым преимущественно для вскрытия продуктивных горизонтов скважин, и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буровой раствор на углеводородной основе, состоящий из дизельного топлива, высокоокисленного битума, сульфонола, структурообразователя, в качестве которого используется гашеная известь, получающаяся при реакции входящих в состав данного раствора негашеной извести и воды (см. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М., Недра, 1979, с.55-59).
Недостатками известного раствора являются большой расход дизельного топлива и высокая трудоемкость приготовления данного состава раствора, заключающаяся в том, что растворение частиц битума осуществляется при подогреве дисперсионной среды раствора до температуры 70-90°С.
Техническим результатом, на достижение которого направлен предлагаемый буровой раствор, является снижение расхода дизельного топлива, а также исключение подогрева дисперсионной среды раствора.
Данный технический результат достигается за счет того, что буровой раствор на углеводородной основе, включающий дизельное топливо, сульфонол, структурообразователь, дополнительно содержит госсиполовую смолу в качестве регулятора показателей фильтрации и вязкости при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| сульфонол | 1-2 |
| структурообразователь | 4-9 |
| госсиполовая смола | 40-60 |
| дизельное топливо | остальное, |
а также за счет того, что в качестве структурообразователя он содержит торф или высокодисперсный кальцит.
Сущность изобретения поясняется Таблицами 1 и 2, где в Таблице 1 приведены данные о зависимости показателей предлагаемого бурового раствора в зависимости от количественного соотношения используемых в нем компонентов. В Таблице 2 даны сведения относительно влияния количественного соотношения входящих в предлагаемый буровой раствор компонентов на свойства раствора, при этом количественно свойства раствора оцениваются с помощью показателя фильтрации, см3 за 30 минут.
Причинно-следственная связь между существенными признаками, характеризующими предлагаемое техническое решение, и достигаемым техническим результатом заключается в следующем. Госсиполовая смола (см. ОСТ 1-114-73), растворяющаяся в дизельном топливе при своем применении, придает предлагаемому раствору такие значения показателей фильтрации и вязкости, которые позволяют использовать его для разбуривания пород, встречающихся при вскрытии продуктивных горизонтов скважин. При этом госсиполовая смола в состав предлагаемого раствора входит в соотношении 40-60 мас.%. С увеличением количества госсиполовой смолы свыше 60 мас.% и структурообразователя свыше 9 мас.% наблюдается рост значений показателя вязкости и показателя статического напряжения сдвига (СНС) предлагаемого раствора без снижения показателя фильтрации. При уменьшении в данном растворе количества госсиполовой смолы ниже 40 мас.% и структурообразователя ниже 4 мас.% происходит снижение значения показателя вязкости раствора, уменьшение значения СНС и рост показателя фильтрации.
Состав предлагаемого раствора включает (соотношения приведены в мас.%): сульфонол - 1-2, структурообразователь - 4-9, госсиполовая смола - 40-60, дизельное топливо - остальное.
В качестве структурообразователя можно использовать торф, высокодисперсный кальцит и т.д.
Предлагаемый буровой раствор на углеводородной основе готовят следующим образом. Сначала в большой сосуд подают дизельное топливо, которое начинают перемешивать. Затем при постоянном перемешивании дизельного топлива в сосуд последовательно вводят сульфонол, торф или высокодисперсный кальцит и госсиполовую смолу. Полученную смесь перемешивают в течение 60 минут.
При приготовлении предлагаемого раствора производят замеры стандартных параметров раствора, таких как условная вязкость, СНС, фильтрация. В данном случае показатель статического напряжения сдвига измерялся через одну и десять минут, поэтому в Таблице 1 он обозначен как СНС1/10 мин., дПа.
В соответствии с приведенным описанием приготовления раствора были созданы его различные варианты, отличающиеся количественным содержанием компонентов. Состав и свойства этих растворов приведены в Таблице 1. При этом для испытания предлагаемого состава приготовлены 5 смесей (Таблица 1, пп.2-6) при различных соотношениях компонентов, из которых соответствующими достигаемому техническому результату являются 3 смеси (пп.3-5). Аналогичные показатели для прототипа приведены в Таблице 1 (п.1). Из Таблицы 1 видно, что уменьшение структурообразователя ниже 4 мас.% и госсиполовой смолы ниже 40 мас.% приводит к потере СНС и росту фильтрации, при увеличении структурообразователя выше 9 мас.% и госсиполовой смолы выше 60 мас.% наблюдается рост СНС без снижения фильтрации.
В Таблице 2 приведены результаты испытаний разных вариантов раствора, приготовленных в соответствии с предлагаемым составом. При этом целесообразно указать на то, что приведенный в обеих таблицах в качестве структурообразователя торф может быть заменен на высокодисперсный кальцит, который входит в состав раствора в тех же пропорциях, что и торф.
Следует также отметить, что для повышения плотности раствора применяют баритовый концентрат и сульфонол для его гидрофобизации. При этом количество сульфонола, необходимое для гидрофобизации утяжелителя, берется в известных соотношениях с учетом характеристик барита.
Из Таблиц 1 и 2 видно, что буровой раствор на углеводородной основе предлагаемого состава при соотношении компонентов, соответствующем получаемому техническому результату, обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом, а именно, позволяет снижать расход дизельного топлива при упрощении приготовления раствора, которое ведется без подогрева дисперсионной среды раствора. Кроме того, следует указать на то, что за счет применения госсиполовой смолы снижается пожароопасность бурового раствора.
Использование предлагаемого бурового раствора на углеводородной основе снижает расход дизельного топлива, а также исключает подогрев дисперсной среды раствора.
1. Буровой раствор на углеводородной основе, включающий дизельное топливо, сульфонол, структурообразователь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве регулятора показателей фильтрации и вязкости госсиполовую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| сульфонол | 1-2 |
| структурообразователь | 4-9 |
| госсиполовая смола | 40-60 |
| дизельное топливо | остальное |
2. Буровой раствор на углеводородной основе по п.1, отличающийся тем, что в качестве структурообразователя он содержит торф или высокодисперсный кальцит.
