Буровой раствор

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>883140

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 290579 (21) 2771779/23-03 (53)М. Кл.3 с присоединением заявки NP (23) Приоритет—

С 09 К 7/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23Л181. Бюллетень N9 43 (53) УДК 622.244 .. .144.3(088.8) Дата опубликования описания 23 1181

Н.П. Левик, Н.A. Мариампольский, P.Á. Мал

3.С. Ковалева и Г.В. Черникова сьяВД фф у ) ПА 7 ч;")- -, Оу (72) Авторы изобретения

«н. j

I

Всесоюзный научно-исследовательский инстиТ т †.не-кра тлению скважин и буровым растворам (71) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

1-3

Изобретение относится к водным буровым растворам, применяемым для бурения нефтяных и газовых скважин, сложенных слабоустойчивыми легконабухающими и размокающими глинистыми породами, склонными к осыпям и обвалам.

Известны водные ингибированные буровые растворы, содержащие глину, пониэители водоотдачи, разжижители и ингибирующие добавки (1).

Однако эти буровые растворы обладают серъезными недостаткаьт. Tak, широко распространенные кальциевые растворы — известковые, гипсовые, гипсоиэвестковые, хлоркальциевые и др. — характеризуются низкой (100135 C) термостойкостью. Трудность регулирования реологических и фильтрационных показателей хлоркалиевых буровых растворов также ограничивает область их применения.

Наиболее близок к предлагаемому буровой раствор, состоящий из глинистой суспензии, высокощелочной (рН 1Ъ-ного раствора > 12) натриевой соли алюминиевой кислоты (алюмината натрия) и сульфит-спиртовой барды (ССБ). Алюминат натрия и ССБ взяты в количествах 0,3-1,23 и

5-15% от объема бурового раствора соответственно. Ингибирующий эффект достигается за счет взаимодействия

5 алюмината натрия с глинистыми породами (2).

Недостатком .указанного раствора является низкая термостойкость (до .

100оС}иэ-эа высокой щелочности(рН 12). (1ель изобретения — повышение ингибирующей способности бурового раствора в условиях высоких (до

200 C) забойных температур.

Для достижения указанной цели ингредиенты взяты в следующих соот15 ношениях, мас.в:

Глина 5-10

Модифицированный лигносульфонат

Алюмокалиевые квасZ0 0,3-0 5

Акриловый полимер, например метас 0,3-0,5

Гидроксид калия 0,1-0,3

Вода Остальное

25 При этом в качестве модифицированного лигносульфоната раствор содержит окэил.

В таблице представлены составы и показатели известного и предлагаемоЗО ro буровых растворов.

883140

I Н

1 L

I Э аа

1 Х Х ! х

1 Х»II

1 & Х

1Е1, I (5»0 ох

I ИХ

1 Ф о х !»ъ н о е хФ х!»а я0юаоо

4 н н !»! я хохмон а »хЦ0»u

e o o x w»»! и х не0 а

° О Г" о л» л ь

° 4 м

Ю л1 л

М (XI

ОЪ ОО

М М

СЧ <Ч л м (ч

М

ОО ОО о а

М М ф (О

1

l

1 (I

1

1 о т

v»o хи

О ЪЪ

CO !

cve

Ж М о !!

»О О м л (Ч л! 1 ох о н К„

ОЪОО и ю о

Ь со м о о

Ь Ю я л

Э н! с» Э

»»»

М аА

1О м »!» ! о

»aI

1 Н

a»a u хои

О:! Х м м о м л сч

ОЪ

»О Е нно о о ;он, м о о ъ с л» м

Ю с м

Ю л аО \О (М (Ч с л с

° »

1 о о !

СЧ

1 I

1

I 1

А о о а и о

И а н о о о сч

СЧ о о (3 аА

° "»

aA aA с в

»О»О и

v о о ъ с м м м с с

М aA

ОЪ CO м

М м

ОЪ м

Ъ м

О»

ЦЪ аА

Ь Ь о о О ° \О о и о

Щ аА

СО м ц х х

XOuraIX с аых1: л м

Ь Ь о о л л» с о о

Р»

Э о

СР с 1

Ю 1

1 а! м

Ъ

М аА с ъ о о м с о

1 и

Э Э

Я н

° °

Э х

I 1

»o! u

ЯМЭЭЭ

goLzmy м с о

»"Ъ аА с с о о м

М

D о 1

I

1 м

1

I о л

I

I

I о о м м

»»Ъ О ь

I 1

I ! l u x

I (»ЪЭ3

l ж х хл

us !

0 он

Э Ф аэ э Й

1: !ч 3(ч

t 1

1 1

1 Э 1

I 5 I

1 и о

1 ! Ф

I Р»

1 O

1 Х М 1

I Н Х 1 ох!

I »aI C 1

1 ах! о

1оа!

I !»Х I

1ОН!

I Я C I

О Н 1 ро

1»О 3 I

1 Р I

I Х S I

l !i Н I

I Э

I Н 1

»»I

I 0Ъ 1

1 Ф 1

1 Х 1 о

1 1

I

1 !

1 Х 1

1 ° !ÎÕ

Е I 1 I Р»I <б аL ээээw»oэонхev

1>иананzuнхО

1 I

I Ф> 1

1 ° 1 о

1 Х

Е 1

1 !

f6 1

1 аl ! о

I laI н

1 Э 1

1 а

I 1

1о!

1 !» 1 о

1 Х 1 о ! В!

I »О 1

I 2 1

I Н 1

I L I

I Э х ! о

I 1

1О1

I Х I

I 1

1 I

I I

I 1

»А О t »О о о о о с с л л» л л»

I I l I

1 I 1 о

Ъ аА

D EO

1 о

М л

Ю аА

1! с аА

»О м

Ю аА а о

МЪ

883140

Формула изобретения

1-3

Составитель Г. Сапронова

Редактор И. Николайчук Техред А.Савка Корректор Н. Стец

Тираж 687 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10120/36

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ таблицы, предлагаемый раствор после термостатирования при температурах 20, 150 и 200 С имеет приемлемые значения технологи;ческих показателей, тогда как те же показатели известного раствора после термостатирования уже при 150 С приобретают черезмерно высокие значения.

Для сравнения степени ингибирования предлагаемого и известного буровых растворов определили набухаемость саригюхского бентонита в фильтратах указанных растворов.

Как видно иэ таблицы, предлагаемый раствор в отличие от известного о обладает термостойкостью до 200 С и .сохраняет высокие ингибирующие свойства.

При этом алюмокалиевые квасцы обеспечивают снижение щелочности среды и одновременно являются поставщиком одно-и трехвалентных катионов, (К+, А+++ ), обеспечивающих двойное ингибирование разбуриваемых пород.

Ввод в систему гидроксида калия позволяет одновременно получить возможность регулирования рН среды .до необходимых значений и иметь дополнительный источник катионов калия. Ингибирующий эффект достигается за счет блокирования катионами калия гексагональной структуры трехслойного силиката глинистых минералов, и за счет образования хемосорбционного слоя гидроксида алюминия вокруг глинистых частиц. Гидроксид алюминия получается при реакции взаимодействия алюминиевой соли с гидроксидом калия.

Таким образом, выбранное сочетание химических реагентов позволяет получить высокоингибированную систему, термостойкую до 200 С, со значениями рН, близкими к нейтральным.

Низкое содержание глинистой фазы, наличие модифицированного лигносульфоната, полиакрилатов и близкая к нейтральной щелочность среды являются основными факторами, обеспечивающими высокую (до 200 C) термостойкость раствора.

Применение предлагаемого бурового раствора позволит повысить устойчивость проходимых пород при бурении высоко температурных (до 200 C) скважин, уменьшить износ долот и бурового оборудования, снизить опасность прихвата бурильного инструмента, уменьшить крутящий момент и гидравлическое сопротивление, улучшить качество цементирования.

При этом сокращаются сроки строительства скважин эа счет предотвращения осложнений, связанных с нарушением целостности проходимых пород в высокотемпературных скважинах, и увеличивается механическая скорость бурения за счет снижения процентног .содержания твердой фазы в единице объема бурового раствора.

15 Экономического эффекта от внедрения предлагаемого бурового раствора ориентировочно составит 60 тыс.руб. . на скважину глубиной 6000 м при забойных температурах 150-200 С

Щ (иэ расчета 10 руб, на 1 м проходки) 1. Буровой раствор, содержащий глину, алюмокалиевые квасцы, модифи цированный лигносульфонат, гидроксилы калия, акриловый полимер, например метас, отличающийся тем, что, с целью повышения ингибирующих свойств раствора при 20200 С, компоненты, содержатся в следующем соотношении, мас.II:

Глина 5-10

Акриловый полимер, например метас 0,3-0,5

Модифицированный лигносульфонат

Алюмокалиевые квасцы О, 3-0,5

4() Гидроксид калия 0,1-0i3

Вода Остальное

2. Раствор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве модифицированного лигносульфоната

45,оН содержит окзиле

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Роджерс В.Ф. Состав и свойства промывочных жидкостей, М., Недра, 1967, с. 419-452.

2. Авторское свидетельство СССР

9 328245 кл С 09 К 7/04, 1966.