Буровой раствор
О П -И -C АÍ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Ресттублик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (21) 25816 13/23-03 (51) M. Кл. с присоелиненмем заявки ¹
С 09 К 7/02
Гаоудорстеенный комитет,/ (23) Приоритет —, Опубликовано 05.04,80. Бюллетень ¹ 13 но делам изобретений и открытий (53 ) Уд К62 2.243. . 144.3(088.8) Дата опубликования описания 07.04.80 (72) Авторы изобретения
H. В. Щукин и А. С. Непомнящий
Черниговское отделение Украинского научно-исследовательского геолого-разведочного института Министерства геологии
Украинской CCP (71) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР
Изобретение относится к буровым растворам, в частности к буровым растворам на водной основе, и может быть использовано для бурения глубоких скважин на нефть и газ в
Известные для стабилизации таких растворов реагенты-стабилиза торы — гидролизованный полиакрилонитрил, крахмал и карбоксиметилцеллюлоза с повышением температуры до 150-180 С и увеличени ем то ем минерализации резко снижают свою активность, так как они подвергаются термоокислительной деструкции с потерей стабилизируюших свойств (11 .
Известны буровые растворы, содержашие водную суспензию неорганических твердых частиц, реагент-стабилизатор из группы: гидролизованный полиакрилнитрил, крахмал, и карбоксиметилцеллюлоза и антиоксидант (фенол, гидрохинон и др.), сни- жаюший термоокислительную деструкцию реагента-стабилизатора (2) .
Однако известные буровые растворы не обладают достаточно высокой термостабильностью и устойчивостью к полиминеральной агрессии, что проявляется в резком повышении водоотдачи и ухудшении структурно-механических свойств. Смазочная способность ивестных буровых растворов резко снижается при повышении температуры и минерализации, что приводит к снижению скорости бурения, проходки на долото и увеличению вероятности прихвата бурильного инструмента.
Цель изобретения — повышение термостабильности бурового раствора, устойчивости его к полиминеральной агрессии с одновременным увеличением смазочной способйости в условиях высокой температуры.
Для достижения указанной цели в буровой раствор, содержаший водную суспензию неорганических твердых частиц и реаген тстабилизатор, вводят в качестве антиоксиданта терпеновые полимеры с молекулярным весом 218-456 при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:
726125
3, Ревгент-стабилизатор . 0,25-4
Терпеновые полим еры 0,25
Водная суспейзия неорганических твердых частиц Остальное.
Терпеновые полимеры (продукт полимеризации моноциклических терпеновых .углеводор дов, полученный при производстве (4,7,7 -триметилбицикло-(1,2,2)-гептвнон-3) характеризуются следуюшими физико-химическими показателями:
Молекулярный вес 218-456
Показатель . преломления 1,495 9-1, 5 226
Кисйотное число, мг КОН/г продукта 10-36
Плотность при
20 С, г/см> 0,920-0,987
В качестве pear ента-стабилизатора можно использовать гидролизованный полиакрилонитрил или крахмал или кврбоксиметилцелл о лозу.
Тел. Йология йрйготовления предлагаемого бурового раствора заключается в совместном или раздельном добавлении к водной суспензии йеорганических твердых вешеств реагента-стабилизатора в количеств ,ве 0,25M вес,% и терпеновых полимеров в количестве 0,25-4 вес.% и интенсивном .их перемешивании.
Реагент-с:твбилиза тор и терпеновые полимеры предпочтительно вводить в буровой раствор в виде смеси в соотношении 1:1 при рН среды 9-9,5.
Для экспериментальной- проверки изобретения приготавливают минерализоввнный буровой раствор, содержаший вес,%:
Константиновский глинопорошок 20
10 Хлористый натрий 30
Хлористый кальций 2
Вода Остальное .
Этот буровой раствор разделяют нв три партии, каждую из которых стабилизируют
15 или гидролизоввнным полиакрилонитрилом, или крахмалом, или карбоксиметилцеллюлоэой. Нв основе каждой партии приготавливают по 6 композиций буровых растворов введением различных антиоксидантов (см. таблицу) .
Термостабильность и устойчивость бурового раствора к полиминервльной агрессии оценивают по изменению величины водоотдачи и статического напряжения сдвига до термоствтирования и после термостатирования раствора в течение 3 ч при
220 С, Количественный состав и результаты экспериментальных исследований бурового
30 раствора с антиоксидвнтами приведены в таблице.
726 125
Г о
СО
О о т.Ч т- о
Щ о о т-т т-т (Щ СО
O O
cu O 0
0 Л т т т т 1
О fQ
tQ
О) 0 О
Ст.т
tQ x
0 О т-1 т-1 ta
С9
Щ СО
О3 О3
Щ со
СЧ CD тф r
СО со
Л СО
CU СЧ
t CD С0
fQ Q fQ о л
Л O
СО . о о
СО О тФ
С 4 tQ
СО CD т-т
О tQ
Ст3
0 сИ
Л л
О) Щ
О ,ц тФ
СО Щ с1
Я.) г1
СО Ст .Ф С т т-
Г С3 И3
СО (Щ
СО Я
О) (О
С 3 (Р) fQ
Ст) fD
Ст т-т о т-(CD CD (Ч
Ж
0 0 т
0-0
< 0"
fQ tQ т-((O Я
fQ O O
fQ С ) т-(т-т
С0 СЧ о
Щ fQ
С ) Al fQ
O - СЧ
Я
cu O fQ о - " ч"
fQ
СЯ т-т
Э
lff о х
Ф о а
Ф Э
& (tQ O
nl 1
0 !
0 1
Ф о
ltf
И о а
Lt
I и о х
Э о х а
Ф Э
«О
О
Ф
Л х
3» о
\ °
О.
Ф
Л х (» о х тс х к
Ф тХ fQ
Д с х cU
I I
0
Я х
3 хх о а.
Э к о
CCf тф . т т СО Я Щ
СО Ст) tQ CCf г т- Л т"1 О) Q C 3
СО 1 l Щ
О - СО а
Ст3 Л С9 СО а с СО CD 0 Ф СО с
СИ СО 0 т-1 т-1 Я о 3 о
Cb о
И о с х о
С» Я С, сх Д х
° Ь
C aa
& х
ОО22 х 00 о с 3 х g
f щ Ф х о
" хх 3 о .м 3о
Cf. ф I Э о v ф хСЯ х
:-.Ц о
О,хаО а охахх с,хо х
ОФ аm х ф » о и о w l ,ох 4 хаЭ ос» о (-6
ОЛ l=6
) 25
0,25-4
0,25-4
Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе тов сокращается в 6-8 раз, Высокая смазочная способность предложенного бурово- 1, Патент США % 2867584, го раствора позволяет увеличить проход- >- кл. 252-8.5, опублик. 1959. ку на долото на 16-209 и механическую
gi:
7, . 72б
Результаты экспериментов показйвают, что стабилизация бурового раствора с применением в качестве антиоксиданта терп новых полимеров в количестве 0,25-4 вес,% позволяет сохранить водоотдачу и статическое напряжение сдвига без существенных изменений при 220 С в условиях по о лиминеральной агрессии.
Экспериментами установлено, что буровой раствор, стабилизированный полиакрил-!О нитрилом, крахмалом и КМЦ-500 в присутствии герпеновых полимеров, превышает прочность смазочных пленок известных буровых растворов в 2-4 раза.
Проведенные эксперименты подтвержда- 15 ют весовую термо- и солестойкость и смазочную способность бурового раствора, обработанного реагентами-стабилизаторами с добавкой терпеновых полимеров.
Испытания показывают, что предложен- 20 ный буровой раствор обеспечивает успешную проводку глубоких разведочных скважин при забойных температурах свыше
150 С в условиях полиминеральной агрессии. При бурении скважин в мощных хемо- 5 генных отложениях с применением бурового раствора, ингибированного терц@новыми полимерами, водоотдача находится в пределах 4-7 мл/30 мин, периодичность химобработки бурового раствора составляет 20-30 сут. В случае применения терпеновых полимеров расход химреагено скорость бурения на 4-8%, Формула изобретения
1. Буровой раствор, содержащий водную суспензию; неорганических твердых
8 частиц, реагент-стабилизатор и актиоксидант, отличающийся тем, что, с целью повышения термостабильности
\ Q раствора до 220 С и устойчивости к полиминеральной агрессии при одновременном увеличении смазочных свойств, в ка« честве антиоксидаита раствор содержит терпеновые полимеры с молекулярным весом 218-456 при следующем соотношении ингредиентов, вес,%;
Реагент стабилизатор
Терпеновые полимеры
Водная .суспензия неорганических твердых частиц
2. Раствор по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве терпеновых полимеров используют продукт полимеризации моноциклических терпеновых углеводородов, полученный при производстве (4,7,7-триметилбицикло-(1,2;2) гептанон3).
3. Растворпоп. 1, отличаю— шийся тем, что в качестве реагентастабилизатора используют гидролизованный полиакрилонитрил или крахмал, или ка рбоксим етилц еллюлозу.
2. Городнов B. Ll. и др, Исследование глин и новые рецептуры глинистых растворов. М., "Недра, 1975, с.- 202 (прототип).
Составитель Г. Сапронова
Редактор Н. Горват Техред Э, Чужик . Корректор Т. Скорцова
Заказ 850/18 Тираж 725 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5
Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
