Буровой раствор

 

Сахалинский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (7!) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам для бур ения.

Известны безглинистые буровые растворы с конденсированной твердой фазой.

Для получения этих растворов рассолы солей магния обрабатываются каустической содой или насыщенными растворами хлористого натрия и кальция.

1О

В результате образуются кристаллы микроскопических размеров гидроокиси магния и побочные продукты реакции (фоновый электролит). За счет этих мелких труднорастворимых частиц образуется структура раствора с определенной седиментационной устойчивостью.

Для регулирования фильтрационных свойств добавляются солестойкие водо- отдачи(КМП, КССБ И т. п,),в количестве

2-3Х. Для повышения прочности структуры в раствор добавляется нефтепродукт в пределах 1-3Х (1

Однако для их получения необходимо иметь высококонцентрированные(до .насыщения) растворы исходных солей; абразивность их находится на уровне глинистых растворов; значительная водоотдача, даже при больших расходах реагентов-регуляторов фильтрации, что не позволяет применять их для вскрытия продуктивных пластов и разбуривания пластичных глин; раствор чувствителен к попаданию инород-. ных солей, которые могут встретиться в разрезе скважин; плотность раствора много выше единицы так как применяются насыщенные растворы солей, что делает невозможным бурение в зо- . нах с пластовым давлением близким к гидростатическому.

Известен безглинисжй буровой раствор, содержащий хлористый алюминий, нефть, КИЦ, воду, щелочь и хлористый магний, причем предварительно готовят смесь нефтепродукта с хлористым алюминием $2).

834089

Раствор этот имеет недостаточные структурные и фильтрационные свойства.

Цель изобретения — улучшение структурных и фильтрационных свойств раствора, Поставленная цель достигается тем, что в качестве соли алюминия раствор содержит.4-6Ж-ый водный раствор сульфата алюминия, пр едварительно нейтрализованный щелочью до рН 6,7-7 3, 10 причем соотношение ингредиентов следующее,об.Х:

4-6Х-ый водный раствор сульфа га алюминия, нейтрали зов а нного

15 щелочью до рН 67-7,3 30-70

Нефтепродукт, 28, 5-69

КИЦ 1-1,5

Готовят раствор следующим образом, Свежеприготовленный раствор сульфата алюминия концентрации 4-57. (4 1,663,6 г/л), имеющий рН 3-4, нейтрализуется щелочью (едкий катр,едкое кали) до рН 6,7-7,3. В результате взаимодействия сульфата алюминия со щелочью получается гидроокись алюминия и по- . бочные продукты реакции . Далее, в полученную смесь при интенсивном перемешивании добавляется нефтепродукт.

В результате интенсивного перемешивания образуется стабильная эмульсия типа масло в воде. Роль стабилизатора (эмульгатора) выполняют мелкодисперсные частички гидроокиси алюминия. Структурирование системы обеспечивается глобулами нефтепродукта и избытком гидроокиси алюминия.

При этом весьма существенным является время от момента приготовления

40 раствора сульфата алюминия до его нейтрализации щелочью и смешением с нефтепродуктом. Лучший результат дает ввод сухой щелочи в момент растворения в воде сульфата алюминия. Нейтрализованный раствор сернокислого алюминия необходимо смешать с нефтепродуктом в течение суток с момента его получения. В противном случае гидроокись алюминия переходит иэ геле- 0 образного состояния в кристаллическое и теряет свои стабилизирующие и структурообразующие свойства.

Количество водного раствора продуктов нейтрализации сернокислого алюминия в предлагаемом растворе может колебаться в широких пределах от 30 до 70 об.X. С увеличением в буровом растворе концентрации нефтепродукта необходимо увеличивать концентрацию сульфата алюминия а исходных компонентах в указанных.препелах.

При концентрации сульфата алюминия ниже 41 (41,6 г/л)происходит отслаи- вание нефтепродукта, а при концентрации сульфата алюминия выше 6X(63,6 г/л) .б уров ой р ас твор т еря ет подвижно с ть .

Нефтепродукт выполняет роль внутренней фазы, Количество его определяе.гся требуемой вязкостью и плотностью бурового. раствора и может колебаться без потери стабильности системы в пределах 28,5 в 69Z.

Сульфат ионы обладают Ьлокулирующим действием на глинистые частицы выбуренной породы, предотвращая переход их в коллоидное состояние, а ионы алюминия обладают крепящим действием к проходящим глинистым породам. Ионы натрия, подобно ионам калия обладают ингибирующим действием на глинистые сланцы, предотвращая попадание воды в кристаллическую решетку глины.

В связи с тем, что водная фаза исходного раствора слабо минерализована, плотность исходного раствора можно получить меньше единицы, что особенно важно при вскрытии зон с

АНПД и при бурении на старых выработанных месторождениях. Увеличение плотности достигается вводом баритового утяжелителя по обычной технологии или добавлением различных солей, так как раствор устойчив к засорению такими слоями, как СаС1, Й аС1, М СЗ- и т. и. Утяжеление растворимыми солями не влияет на реологические характеристики раствора и не увеличивает абразивность в отличие от баритового утяжелителя. Кроме того, добавка солей приводйт к усилению ингибирующего действия раствора.

Водоотдача легко регулируется небольиими добавками КИЦ-600.

Результаты лабораторных испытаний безглинистого бурового раствора представлены в таблице.

834089 (об.% г/см

ФХХ СНС

Нейтрализованный сульфат аммония рН 7, концентрация 4%

14 0,99 0 5 0 5/1,0

28,5

Дизельное топливо

КМЦ вЂ” 600

1,5

5%-ный Раствор сульфата алюминия, нейтрализованный до рН 7

46 0,94 0 8/9

49,25

Дизельное топливо

КИЦ вЂ” 600 о, х о т

0,75

6%-ный Раствор сульфат,а алюминия, нейтрализованный до рН 7. и

Х Ю

v x

Ю

Дизельное топливо

5%-ный Раствор сульфата алюминия, нейтрализованный .до рН 7

0 15/18

50 60 . 1 01

49,25

Дизельное топливо.КИЦ - 600

0,75

130 r

Хпористый натрий на

1 л р-ра

5%-.ный Раствор сульфата. алюминия, нейтрализованный до рН 7

50 285 1, 13 0

49,25

146/194

Дизельное топливо

0,75

КМЦ - 600

Бентоннтовый порошок

200 r на1л р-ра к

П р и м е ч а н и е: х — содержание ингредиентов хх — фильтрация бурового раствора.

М. х х х ц е о

w u

Щ ,x o

m o

34

Ф ш

Ж Ф х 1О ц о

Ф В

Рю о о

Ц

0 4

>х о,хо овц

30 капает 092 0 165/250

Формула изобретения

834089 лизованного щелочью до рН 6,7-7,3

Нефтепродукт

Карб оксиметилцеллюлоза

30-70

28,5-69

Составитель Г. Сапронова

Редактор Е. Кикин Техред С.Мигунова

Корректор Л. Иван

Заказ 4006/45 Тираж 684 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППН Патент, r, Ужгород, ул. Проектная,4

Буровой раствор, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, нефтепродукт и соль алюминия, о т л и ч а ю щ и йс. я тем, что, с целью улучшения структурных и фильтрационных свойств раствора,. в качестве соли алюминия он содержит 4-6%-ый водный раствор сульфата алюминия, предварительно нейтрализованного щелочью до рН 6,77,3, причем соотношение ингредиентов следующее,41,:

4-6X é водный раствор сульфата алюминия предварительно нейтра5 1 0-1,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хохаева В. Н. и др. Опыт применения гидрогеля магния в качестве

1р бурового раствора при проводке сверх: глубоких скважин на площади Шубарку-. дук - РНТС "Бурение", 1975, Р 7, с. 14-17.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2491320, кл. С 09 К 7/02, 1977 (прототип) .