Буровой раствор

 

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТРРСКОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()933695 (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.05.80 (21) 2945503/23-03 с присоединением заявки,%(23) П риоритет

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень Ме 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (51)М. Кл.

С 09 К 7/02

)аеударстеоивй квинтет

СССР ва делан взебретеиик и етхрмткй (53) УДК 622.243..445 (088.8) 3

3. С. Ковалева, Н. П, Левик, А. И. Пеньков, К.(Н. и B. Д. Мавромати (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креппению скважин и буровым растворам (7l) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Йзобретение относится к гпубокому бурению нефтяных н -газовых скважин в сложных геологических усповиях при высоких аномально-ппастовых давлениях.

Известен буровой раствор содержащий

5 глину, небольшое количество жирной кислоты, попученной из кокосового масла, добавляемого дпя уменьшения вспенивания, воду и ингибитор, препятствующий проникновению в пласт фипьтрата P).

Недостатком указанного раствора явпяется то, что гепеподобные вешества, механически адсорбируюшнеся на поверхности глинистых частиц, при повышенных забойных температурах десорбируются.

Наибопее бпизким к предпагаемому является буровой раствор, содержащий гпинопорошок, гипан и воду Р23.

Однако известный раствор может применяться топько при невысоких ппастовых давлениях вследствие невозможности его утяжеления.

Е1епью изобретения явпяется утяжепение бурового раствора до ппотностн веса 2,00 г/см при одновременном сохранении технологических свойств.

Поставленная цепь достигается тем, что раствор дополнительно содержит смесь нафтепата алюминия с нефтью (НАН) при соотношении 1:25, неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП-10), бурый угопь и утяжепитепь при спедуюшем соотношении компонентов, мас 4

Гпинопорошок 3,0-5,0

Полимерный реагент 0,35 -0,5

Неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП-10) 0,4-1,0

Бурый угопь 1,0-3,0

Смесь нафтената алюминия с нефтью (НАН) 10,0-65,0

Утяжепитепь 10,0-65,0

Вода Оста пьное

Неионогенные ПАВ и НАН взяты в соотношении 1:7-13,5, 933695

Мыно поливаиентного метаппа высшей жирной или нафтеновой кислоты, входящее в состав НАН (например, нафтенат апюминия), химически адсорбируясь на наиболее активной составляющей-глинистой фазе бурового раствора, придает. поспеднему дифильные свойства.

При бурении дифильные гцинистые частицы, а также свободный нафтенат апю1 миния, сорбируясь гидрофипьной частью ta на выбуренной породе и стенках скважины, создают за счет своей гидрофобной состав пяюшей барьер, препятствующий контактированию их с дисперсионной (водой) средой бурового раствора. За счет этого предотвращается набухание гпинистых пород и резко сокращается наработка излишних объемов.

Неионогенное ПАВ, например ОП-10 при таком соотношении его с НАН в области рН 8-9 избирательно сорбируется на поверхности кристаллических негидратированных частиц, например барит, уве личивая гидрофильность последнего и предупреждая прилипание друг к другу твердых поверхностей (флокуляцию).

ПАВ помогает равномерному распределению всех компонентов бурового раствора, в результате чего повышается его структура, исключается седиментация утяжелителя, Как видно из данных табл. 1, плотность известного бурового раствора от добавки барита не увеличивается, так как барит не распределяется равномерно в буровом растворе. В резупьтате взаимо35 действия барита с алюминиевыми мылами происходит его гидрофобизация.

Гидрофобиые частицы барита слипаются и выпадают в осадок. Плотность

4О бурового раствора при этом не-увеличивается, содержание ингибируюшей добавки — алюминиевых мыл в растворе уменьшается.

В предлагаемом растворе за счет не 4> ионогенного ПАВ, .взятого в определенных соотношениях с НАН, утяжелитель (барит) не гидрофобизируется и буровой раствор прекрасно утяжелится. Для поддержа ния рН его в пределах 8-9 в раствор мо- о жет вводиться бурый уголь. В резупьтате использования утяжеленного бурового раствора, обладающего дифильными свойствами, предотвращается диспергирование выбуренной породы. На стенках скважины H отлагается гидрофобная глинистая корка, снйжаюшая обводнение пласта и размЬкаемасть глинистых сланцев. Указанный раствор можно утяжелять до ппотности

2,0 г/см .

В лаборатории готовят образцы ингибированных буровых растворов ппотностью 1,12-1,97 г/см, обпадаюших ди3 фильными свойствами.

Предваритещ но готовится смесь наф- . тената алюминия с. нефтью (HAH).

100 г мыпонафта растворяется .при перемешивании на пабораторной мешалке в 200 г воды. Поспе попучения однородной массы в нее добавляется 100 r

10%-ного водного раствора сернокиспого алюминия. В результате химической реакции образуется нерастворимый в воде нафтенат алюминия. Водная .фаза декантируется, а осадок растворяется в нефти.

Соотношение нафтената апюминия и нефти 1:25.

Порядок приготовления буровых растворов.

В воду добавляются расчетные копичества глинопорошка (готовнтся 5 проб).

Суспензии перемешиваются для диспергирования глины в воде на лабораторных ,мешалках 2 ч затем добавляется полимерный реагент (гипан) и бурый угопь.

Поспе перемешивания вводится НАН, неоиногенное ПАВ (ОП-10) и в последнюю очередь раствор утяжеляется баритом до заданной плотности.

Каждая проба поспе дпитепьного пе-. ремешивания (4 ч) на вторые сутки делится на 2.(1-Р, 2-2 и т. д.). В ду0 бликаты добавляется допопнитепьно гпинопорошок — по 10% к поцученным растворам - дпя подтверждения высокой ингибируюшей способности приготовпенных буровых растворов.

Приготовленные растворы (10 проб) о прогреваются в автоклавах при 160 С в течение 6 ч.

До и после прогрева эамеряются по- ьказате ж подученных растворов. Данные сведены в табл. 2.

Установлено, что глинопорошок, добавленный в предлагаемый раствор, не продиспергировался при замере в растворепри замере вязкости он остается на сетке воронки ВП-S.

Плотности и показатели растворов без добавки гпинопорошка и с добавкой практически идентичны.

Экономический эффект от использования бурового раствора опредепяется за счет сокращения расхода утяжецителя и химреагентов - ие происходит наработки

5 933 695 б раствора, а следовательно,.нет необходи- химобработке; увеличения скорости буремости в его разжижении в проиессе бу- ния; снижения времени на устранение осрени доутяжепения и дополнительной ложнений.

Та бди иа 1

1 12 1 0 0,3 25 2 10 49,7 1,06 15 6/25

8,95

2 10 0,8 0,3 20 2 43 23,8 1,08 20 3/18

9,00

3 8 0,7 0,25 18 2 54 17,05 Расспоение раствора, в осадке

Продолжение табл. 1

1 ° 1,04 18 6/6 3,0 8,8 1,04 .20 3/3 3,0 8,7

2 1,06 22 6/9 2,8 8,9 1,05 25 6/6 2,8 8,9

Осадок на сетке

3 смолоподобная масса

933695

03 cU

Ж 0) а «0 «м со о

«1 «(CU о о о

o o o т

tQ

1О tQ

«9 Щ о а !

» «0 о о 4 о о о а 3 0) о о

I 1

Ф

1 1 1 а о

03 03

1 I ь ц

1 l о а а о о в а в а с а о о а а со

0) ч) Я чф чф !»- а а tQ 1 о т-1 з-1 С4 «9 о о а ©

«Q д . р р,! Р1 С4 с1, а а а о со о

О!

I

I а IQ o а

«9 (О O e-1

n «D tQ с «Q « « о rr o а

tQ Ю «O (Q о о а о

«О «0 tQ tQ а о г- а о о о о а а о а сР сГ с! о о о о

О O I= tQ «Ч О

03 Я с-1 е 1 е-1 ф- 1 о а о о а Ф с! с! а 1О а -1 е.! О! с

О) 0 0) Ю а а в «0 «0 л

n m о о «Q о

«Q < eu «Q m CO о о со со со а

«9 я «Ч с ) я с4 о Ф

3 ! I

Ж

Ф Ф о еч «Я Я с! а ср

В

Ж

М

4 «Ч Д с а ср

933695

10 е

Е (О СО

00 CO 00

CO СО IQ

00 00 00

СО а. l . 00 а 09 сО 00

00 О а О3 ч о

С ) Е СО

О) СЧ 3

СО Ф IO

СЧ Ф 3

«- СЧ

3 сЧ Е (О е

СЧ Î сО сГ СО СО 3" о а сО СО сО е

n, Cu СЧ СЧ СЧ СЧ о а 3 - 3-» co„co с»3 nl C nl СЧ е а 3 О О сО »3 «»3 IO СО а

О Î 00 с0 O

СО Ф IO IO (О

IO Е IO CD

СО 3 CO CD тЧ «-» 1-» «-» е (О 3а 00 а а

lO о о

CD О) 0) е е

СЧ М Ф

СЧ t» l

» СЧ СЧ с4 е

«»3 Ч

3 О

СЧ с0 а Ф со 00 (o е сб с4 сЧ сЧ с4 СЧ

m o

С»3 С»3

СО СО IO сЧ СЧ сЧ сЧ о о о сч а а о о о о сч

СЧ С Ъ С0 сг О) е е

» Ф . СО t

«» «» 4 ° »

«Ч

Ч CD )

«.» «»

O 00

О) СО а сО

«-» С«3

0) е е о .«Ч CO сЧ СЧ

Ч

Е 00 е ч

Ч IO о о

00 t с0 Ч

Е CD сО г » «»

СО а а

СЧ 00

Ч 3 а о

«» С0

Е СО СЧ а о

«-» W СЧ

0) ÑO 3

00 СО 00

СО О

« 3 (О а

СО СО (О

С«) »t (О о о о е сч о с0 сГ Е

IO СО СЧ а о

"» гч hl

Бурый уголь

Смесь нафтената алюминия с нефтью (НАН)

Утяжепитель

Вода

1,0-3,0

5,0-7,0

10,0-65,0

Остальное

1. Патент США Ж 2271695, кп. 2S2-8,5, оиубдкк. 1942.

13 2, Ковалева 3, С. и др. Испо)азование малоглинистого раствора, обработанного солями алюминия,- Нефтяник, N., 1976, 24 11, с, 18 (протсимп).

11 933 695

Форму на изобретения

Буровой раствор, содержаший попимерный реагент гпинопорошок и воду, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью утяжеления раствора до плотности 2,0 г/см S при одновременном сохранении технологических свойств, он дополнительно содержит смесь нафтената алюминия с нефтью (HAH) прн соотношении 1:25, неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП- 1е

10), бурый уголь и утяжелнтель прн спе дующем соотношении компонентов, мас,%:

Г пи нопорошок 3,0-5,0, Полимерный реагент 0,35-0,5

Неионогенное по верхностно-активное вещество (ОП-10) 0,4-1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель А. Балуева

Редактор Т. Веселова. Техред М.Рейвес . Корректор Л. Бокшан

: Заказ 3862/6 Тираж 661 flagnacsoe

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Рауаская наб., д. 4/S

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