Понизитель водоотдачи буровых растворов

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 170478 (213 2605454/23-03 (51) М. KJI.

С 09 К 7/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано050580 Бюллетень № 17 (53) УДК 622. 243. .144.2(088.8) Дата опубликования описания 0805.80 (72) Авторы изобретения

A.È. Пеньков, И.В. Чеников, В.С. Новикова, Л. П. Вахрушев, В . И . Поддубный, В. A. Шишов, А.А. Марченко и В.М. Мичник

Всесоюзный научно-исследовательский институт (71) За по креплению скважин и буровым: растворам .

Заявители и Краснодарский политехнический институт (54) ПОНИЗИТЕЛЬ ВОДООТДАЧИ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ

Н -СН- — сц -сн

2 2 1

0 ОН

1 снонон „

20 изобретение относится к химическим реагентам, применяемым для понижения водоотдачи буровых растворов, используемых при бурении глубоких высокотемпературных нефтяных и газовых скважин в условиях полиминеральной агрессии.

В настоящее время для регулирова- ния водоотдачи буровых растворов при совместной агрессии одно- и поливаяентных солей применяют .природные и синтетические полимеры из класса поли сахаридов,например крахмал и смешанные эфиры целлюлозы — КМГЭБ (карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоэа) (1) .

Однако указанные понизители водоотдачи обладают низкой термостойкостью (до ° 160 С)„, что ограничивает их применение в буренин.

Известен реагент для снижения во доотдачи минералиэованнйх буровых растворов, представляющий сополимер винилсульфоната натрия и И-виниламида карбоновой кислоты (2).

Недостатком известного реагента являются высокие значения водоотдачи бурового раствора в забойных условиях, т.е. для данной температуре

180-200ОС и перепада давления 40кг2см, (горячая водоотдача), особеннс

При содержании хлори стого кальци я до 10%.

5 Белью изобретения является снижение водоотдачи буровых растворов, используемых при бурении в Условиях полиминеральной агрессии (NaCI до

20Ъ, Сас1 до 10Ъ) и температурах до 200 С. Это достигается применением в качестве понизителя водоотдачи буровых растворов известного вещества — гидролизованного цианэтилированного поливинилового спирта (БЭПС) общей формулы где х = 5-25, n = 100, у = 100-х.

Гидролизованный цианэтилированный ПВС представляет собой вязкую жидкость без видимых примесей с легким запахом аммиака, хорошо растворим в воде. Плотность 1,07-1,15 г/см, 732357

4! вязкость 4%-ното водногG раствора по ВЗ вЂ” 4-9-11,5 сек, характеристическая вязкость 1,3-2,0, рН раствора 9,0-11,5.

Понижение горячей водоотдачи при использовании этого реагента по сравнению с сополимером винилсульфоната натрия и К-нинилацетамида объясняется следующим„ Энергия гидратации карбоксильных групп значительно выше, чем у сульфопроизводных. Поэтому гидратные оболочки в гидролизованном цианэтилиронанном

ПВС более устойчивы при высоких температурах, чем гидратные оболочки в известном реагенте, вследствие чего и наблюдается более низкое значение водоотдачи. Устойчиность к полиминеральной агрессии связана с присутствием B предлагаемом реагенте пигандообразующих групп, которая с гидротированными 2-х налентными катис4 20 нами металлов образуют водорастворимые комплексные соединения.

Эффективность действия предлагаемого реагента в качестве понизителя горячей водоотдачи высокоминерализованных буровых растворов н условиях высоких температур (до 200 С) связана так же с определенным соотношением фрагментов винилового спирта и гидролизованного цианэтилированного винилового спирта. При указанных соотношениях обеспечивается высокая устойчивость реагента к дезактинирующему действию смеси солей одно- и полиналентных металлов, что позволяет ему сохранить защитные функции в системе бурового растнора— эффективно снижать горячую водоотдачу н условиях полиминеральной агрессии и высоких температур.

Обработку бурового раствора про- 40 водят следующим образом.

К суспензии бентонита 5Ъ-ной концентрации добавляют 37; реагента (на сухое вещество) в виде водного раствора, считая на бентонит, и перемешивают 30 минут до получения однородной массы. Для создания полиминеральной агрессии в раствор добавляют 20% хлористого натрия и )Оо хлористого кальция, считая на исходную 50 суспензию бентонита (т.е. ?О г хлористого натрия и 10 r хлористого кальция ина 100 г суспензии бентонита) и перемешивают цо полного растворения солей. Затем буровой раствор помещают в металлические бомбы и в закрытом виде прогревают н течео ние -8 час при температурах 140-200 С.

Охлажденный до 20 С буровой раста вор выгружают иэ бомбы и перемешивают в течение 30 мин. Затем часть () прогретого бурового раствора помеща. ют в фильтрпресс для определения горячей водоотдачи при температуре 140-200 С (перепад давления составляет 40 кг/см" ), Кроме того, были замерены условная вязкость !

Р статическое напряжение сдвига, плотность и рН бурового раствора. Аналогичным образом определяют нодоотдачу бурового раствора, обработанного реагентом — сополимером винилсульфоната натрия и N-нинилацетамида.

Для сравнения было приготовлено

5 образцов следующего сост ава:

1. 5оо-ная суспензия бентонита содержит 20% NaCI, 2% СаС1 и ЗЪ гидролизованного цианэтилиронанного

ПВС.

2. 5Ъ-ная суспензия бентонита содержит 20% NaCC, 20% СаСС> и ЗЪ сополимера винилсульфоната натрия и

N-винилацетамида.

3 ° 5%-ная суспензия бентонита содержит 20% NaC0 10Ъ СаСГ, ЗЪ гидро2 лизонанного цианэтилированного ПВС.

4. 5%-ная суспензия бентонита содержит 20Ъ NaCl, 10% СаСР и ЗВ сополимера винилсульфоната натрия и N-винилацетамида, 5. 5Ъ-ная суспензия бентонита содержит 20% NaCC, ) 0% СаСС2 2% гидролизованного цианэтилированного ПВС. данные показывают, что водойтда-. ча при температуре и перепаде давления в 40 кг/см (горячая водоотдача) бурового раствора с добанкой известного реагента (Ное-Е-1461) намного превышает аналогичную водоотдачу бурового раствора, обработанного реагентом ПЭПС. Даже раствор с добавкой

2Ъ ПЭПС имеет при 200"С меньшую горячую водоотдачу, чем аналогичный раствор, стабилизированный ЗВ Ное

Г-1461. Это позноляет заметно снизить вероятность остановок и аварий при использовании реагента БЭПС в составе бурового раствора при бурении высокотемпературных нефтяных и газовых скважин в осложненных геологических условиях (соленые сланцы, обваливающиеся глины и т.д). и наличие солевой агрессии. Согласно предварительным расчетам, эффективности использования реагента ПЭПС для обработки бурового раствора при бурении в условиях поли!!!инеральной агресии и повышенных температур составит около 3-4 тыс. руб. на 1 тонну реагента.

Формула изобретения

Применение гидролизованного цианэтилированного поливинилового спирта общей формулы

СН -CH

Oн

732357

Составитель Г. Сапронова

Редактор M. Васильева Техред М. Петко Корректор М. Пожо

Заказ 1652/17 Тираж 725

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где х = 5 25, n = 100, у = 100 х в качестве понизителя водоотдачи буровых растворов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ботка ра, 2. кл. 5

Э.Г. Кистер. Химическая обрабуровых растворов, М., Нед1972, с. 159-189.

Патеит ФРГ Р 1300481, а 21/04, 1969.