Буровой раствор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 191280 (21) 3236782/23-03 ($1) M. КЛ. с присоединением, заявки ¹â€” (23) Приоритет

С 09 К 7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (ЗЗ) УДК 622.243..444 (088.8) Опубликовано 3009.82. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 300982

Р СЕСО(М(" ":

Н.В. Щукин, A.Ñ. Непомнящий и О.К. Анг спулер"(;р,,С

--.-:1п - .(;;6 j л., БИБЫ0 "-

Черниговское отделение Украинского научи тель ского геологоразведочного института (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе, и может быть использовано при бурении скважин в сложных теологических условиях.

Известен буровой раствор, полученный эа счет смешения нескольких истинных растворов электролитов и содержащий в своем составе ионогенные поверхностно-активные вещества (1) .

Недостатком данного раствора является потеря стабильности з результате попадания в них выбуренной породы (особенно глинистой) и солей поливалентных металлов, что выражается в резком повышении фильтрации и снижении структурно-механических свойств.

Наиболее близок к предлагаемому буровой раствор, содержащий хлорис тый магний, щелочь, реагент-стабилизатор и воду. Данный раствор обладает приемлемыми реологическими свойствами и получил распространение в ряде районов СССР для бурения скважин в хемогенных отложениях (2).

Недостатки известного раствора потеря стабильности при температуре выше 100 С и повышение корроэионной активности по отношению к бурильным трубам из легких сплавов (Д 16 Т).

Цель изобретения — повышение термостабильности бурового раствора до 130 С, снижение его фильтрации о и коррозионной активности.

Для достижения поставленной цели буровой раствор дополнительно содержит изомеризованные ненасыщенные соединения фенантренового ряда с

15-20 атомами углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Хлористый магний 30-40

Щелочь 1, 50-2, 50 . Реагент-стабилизатор 1,00-8,00

Иэомериэованные ненасыщенные соединения фенантренового ряда с 15-20 атомами углерода 0,25-2,50 .Вода Остальное

Изомериэованные ненасыщенные

25 соединения фенантренового ряда это вторичные высококипящие .продукты — полимеры, получаемые в канифольно-экстракционном производстве.

По внешнему виду полимеры пред30 ставляют собой непрозрачную жидкость

962287 темнокоричневого цвета, характеризующуюся следующими физико-химическими показателями:

Плотность при 20 С, г/см 0,940-1,020

Показатель преломления, 50 Д 1,5210-1,5358

Кислотное число, мг KOH/ã продукта 55-85

Технология приготовления предлагаемого бурового раствора проста и заключается в следующем.

Берут расчетное количество хлористого магния и воды, затем к полученному рассолу при интенсивном перемешивании (1500 об/мин) добавляют 1,5-2,5 вес.% щелочи для образования гидрогеля магния. После образования гидрогеля в раствор вводят реагент-стабилизатор (и/или КМЦ,, и/или крахмал, и/или КССБ) в количестве от 1,0 до 8,0 вес.Ъ и полимеры в количестве 0,25-2,50 вес.В, Ввод всех компонентов производят при перемешивании.

Для экспериментальной проверки готовят гидрогелевый раствор, содержащий 32 вес.% хлористого магния и 2 вес,Ъ щелочи, после чего его разделяют на три части и стабилизируют различными реагентами.

В первой серии опытов исходный буровой раствор стабилизировали

КМЦ-500 (1 вес.Ъ), во второй " крах. малом (1 вес.В), в третьей — КССБ (8 вес.З) .

Т ермо с та биль но ст ь ра ств ора оценивают по изменению величины водоотдачи и статического напряжения сдвига до и .после термостатирования в течение 3 ч при 130 С.

За критерий оценки коррозионной активности бурового раствора (гравиметрическим методом) принимают скорость коррозии образцов из натурных легкосплавных бурильных труб (сплав д16 T} при 105 С, Результаты экспериментальных исследований, приведенные в таблице, показывают, что обработка бурового раствора одним реагентом-стабилизатором (КИЦ, КССБ, крахмал) не обеспечивает термостабильность раствора, при этом резко повышается его водоотдача, коррозионная активность и

10 снижается статическое напряжение сдвига до нулевых значений. Тогда как в буровом растворе, стабилизированном, кроме КССБ, полимером (0,2-3,0 вес.Ф), водоотдача снижается с 40 до 8 см /30 мин, а статическое напряжение сдвига возрастает с нулевых значений до 19/26 мг/см . у растворов, стабилизированных

КИЦ или крахмалом при дополнительном вводе, полимера, водоотдача снижается с 40-34 до 6-4,5 см /30 мин, а статическое напряжение сдвига возрастает до 34/49-39/51 мг/см, Одновременно отмечено снижение коррозионной активности предлагаемого бурового раствора по отношению к сплаву Д16 Т с 2,9 до 0,19-0,058 г/м ч, т,е. защитный эффект при добавлении полимера в количестве 0,2-3,0 вес ° % составляет 93-98%, Результаты экспериментальных исследований подтверждают высокую эффективность предлагаемого бурового раствора, Широкое промышленное внедрение данного бурового раствора не требует дополнительных затрат на организационно-технические мероприятия.

Основные компоненты раствора имеют невысокую цену, не дефицитны, не

40 оказывают вредного воздействия на окружающую среду и выпускаются отечественной промьзапенностью в большом объеме.

962287 о о о о с с ф CO

Ch О(о (О Л с с

° ф Р \ (Л О( и 01 (Ч (O с

° 0 (с

О! (У(Ю о с ((Г Ъ

v о (бо t (0 w (б

4хх

g a охи, 4 х н х

O (0 оо

Р» Р

ОР, хо

u x ф

i(A

Ю с

Ю л» (О о с о

C(l (А о с

Ю ф (О

Л» \ (О р «» л с с с л о о (О

CO с

ГЧ

00 с (Ч о

I .

1. о к х

53 х е в о! !

1

1

Ки l

XO йо (б (ъ I » о о а

» о с

»Ф («(о с ь

»:Р о о о о

1» о

Е

5 о ах I

Х Р, I ни! (б н о с их х

Щ 00 «» C((° (3 3 (A»Ф .с л((ъ (o Ф («) (»! («» ((о (Ч

Ю о (Ч

Ю о

Оm L

Е i с 1

Р Ф I

Ф х! н L

Ф I

Ф х °

Ц Ф 1 он. о

И ((! 1 й»0

Ф Н х о (0 О о х

Ц (0 ох

» Р\

1

О1

Ю с (О л о а х н

Е а о

Ц (Ч

° 0 »Ф л! л

Г Ъ РЪ

D cP

СЧ

° Ф

Ю о о (1 ((I ф х !

»

Е ф СЧ а о о ц

И 3

3 Ф х о

Ф О ((!

Р. о у3 (б 5 Ц ао о

М X (б! ч

+ (б ло

% M ф

ОФ о,М

m X

НХ Р, О

03 о Ц

Р(Й И Е) о, + (:, »0 лй б оапек о о О Ф (б а о и о ((I ((p ао ((! Ф ((I I0 н о о

v ((( л (с(л Ill с с

» л ((( с

Ф cV

«(о с

% (Ч л о с

«-(ао бо

Р(Р» Р а оФ оФ

ФО .0IO

O» g 0l L аР оФ

0I Е н х

or юо

Р(И аа оФ

0! и н х о к

Фо

О» И

Р, Р» о Ф m Е х

o r. хо

Р» L

Н с о Р, (бо

О» 0!

I л

I х н о о

L ! Д

1»

Ф

e е х

Х

Ф о а

И

О о х

»0

1 (б н

Ф и х а

Ф

И о

И н (б н

Ц

Ф

Р»

1

l с

1

I

1 (б I

С4 1 о !

l(I I н !

o !

0I 1 а

1 о !!

» !

О I

Pl I о а I

lO 1

1„1

Ф 1 н (б 1

Ф 1 (6 1

М 1 о !

И I

I

) 1 L Х

I 55 1

I 0!

O,о

Н 00

I »0%

1 Х Я

1ео

1 ( о

1 «3

1 «О

1 и ! о

I ! с

1 Х Д

I (б !» х о

mOOI

o x

1: Ф

1 О и

1» 10

1 о о с с с Ul о. о о (ч о («) с с с с (»!

00 Î ((О О Л ((00 РЪ \ ((Л (O (О (О о о а с с а Ю Ю Ю (Ч \О Л с с с с (Ч (» CO ((Л а (Ч <Ч Э а (О (CO Cn

962287 (с

Я с х н н жа о сч с3 ГЧ

4 (с» сО

С(((О( (Р (Ъ с

СО

ОЪ

Р

l «a с (О. (»(an (Р с (О

4Ъ о а

О СО с (Ч м (ф о (Ч с (Ч

Р ) ((Ъ О (О М с с

an cO (О CO м 3 с ("Ъ

Ch м

ОО с (Ч

О1

W СО

«(an с с м м

Ch О1

1 о а с о д х о н х

Vmcdo

OO(d d

a a(d с( о о. (." х и хох а

V X V L" 4 (м л

Ю an о с с о о

ry Ia съ с с> ( Ф Ф

Ch с о (ч

CQ

«( с о л (Ч Ch а (О сч с с о о о Ф (Ч с л кх х х

N Е ((» по н м

0 ц (В в и

Ф

Ф ((Ъ о

1О

О с

00 сч

О О с an л с

Л(Л(00

all

« с(!

О. с (О с( 3

>и и

Х 4

vz л л

\Р Ul о

00 Ch м м о

СО (Р л(сч с

СГ Ch с

Х 0

Ф х и (0 O о»с

О (Ч

ОЪ (Р х х

n,î н м

4N

5 е в и о о с с

an СО (Ч л(о о

Ц) м сч

an с (Ч

О с О

Ю с (г»

an с м

»г(1 «- Е

1 т И

l V

1 Х 4

l VK

1 с

I Х Д ! (dН х v (л о 3

«Ф о (Р м о (Р

° 4 м («Ъ

СО

an с.

Ch м

«Ф 00 («Ъ с3 сс

СО О (Ч с) о

1 (m и к с ((! а о ((1 н ию (d °

n,и

Ф

Щ (Ц ((! н и о

-г

N (ч». an (л(Ч

+О сч с и о о ао

2 аааа оеое

Pl f l(l $ и(,"йg

Ф ОФ О

Р(ИР(1 п,п, оэ ое а Х д Е н ж н х и(» и

0»О ЮО

Р Х Р L а п о е

I0 Е н и ц е о

C4 L" ааааа о ео э (((3ld 3 йцй(:

ФО01О

Р(4С4

n,ааn, о Фо е (d Е ((» Е н хн х

u(."и(:

cdO(d O

С4 L»(4 1

an aa aa оэ ое ое

I((3 а (0 Е нх н нх и»: иц иц

0»О ФО ЮО

Р(И t4 8 С4

1 н и а

cd O

С4 ((»

«(an (Р (-(О (I и хо хо

1 cd с Ъ

I (((«-(1 О

l 2a! н»".

1 (d

I Н Ь и

3 о

1 а Ф!

Фх (d1НХ а 1 Ф

О1 ФР

Я!(е н! ин

И»О (О I,Д (((а»!

О»

О1

03 I

О» а I м

> I Х

О1Х

I (d

Х I (0 ц(о е I a

Н 1 Х (б I

m I Ф ((» I Н х v

O I O

I Е а

I Э

1 о

I Ц

« Г (Ч М (Р .! ОЪ an

Ю О О л л

+ an

Che Ch an ChOChO L с с с ао аю м

Э а о х. х

Х ad

+ + (6 (d

ОЪ ((Ъ ОЪ О (с с и и (Ч а Мс4ГЧСО О

3 аа аан

ОЭ Оео41 н 5aoI(I Ф и (: и („"о ци ц ао Фо еио

С4 4 (4 ИХ H»cI СР

° Ф м (o л сг о м с \ с сч л л(ю

О О О О с 4Ъ О О (Р М (Р сЧ с с

М СЧ Л(Л СО 00 СО

СО О\ л л

СЧ ГЪ л (. (Ч с Ъ

О Ю ОЪ

t Ch (О О СЧ Г (Ч (Ч (Ч М Г о an о ((ъ ((ъ сч о с с л Со Г Г (О «:Г М («Ъ (О л((ч сч сч (ч л

СЧ СО (О Г- Ch о

° ОЪ СЧ О ((Ъ Г О (Ч СЧ М и Г Э (Г(+ + °,о -«.

Г (Гс Г 1 (((ъ о (о «(((ъ <о с с с с с а Ь аЬ л а(Ч (Ч М

СО О «(сч (ъ Ч л (Ч гч сч сч ГЧ

962287

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 515869, кл. С 09 К 7/02, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 692848, кл. С 09 К 7/02, 1977 (прототип).

Составитель А. Балуева

Редактор Л. Пчелинская Техред A.Бабинец Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7425/36 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Буровой раствор, содержащий хлористый магний, щелочь, реагентстабилизатор и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, c ..целью повышения термостабильности раствора до 130 С и снижения его фильтрации и корроэнонной активности, он дополнительно содержит изомеризованные ненасыщенные соединения фенан- 10 тренового ряда с 15-20 атомами углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Хлористый магний 30-40

Щелочь 1,5-2,5 15

Pearент-стабилизатор 1,0-8,0

Иэомериэованные ненасыщенные соединения фенантренового ряда с 15-20 атомами углерода 0,25-2,5

Вода Остальное

2. Буровой раствор по п. 1, о тл и ч а ю щ и Я с я тем, что в качестве изомеризованных соединений фенантренового ряда используют вторичные высококипящие продукты-полимеры, получаемые при каннфольноэкстракционном производстве.