Буровой раствор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<ц968048 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 140481 (21) 3274596/23 03 (53)М.Кп з

С 09 К 7/02 с присоединением заявки №Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 1(182. Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 622. 243. . 144. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 2310.82

"(- с©ЮЗН4 Д

Н.А.Мариампольский, Г.В.Черникова, М.М.Сул анова р. каримов, в. 3l. Bo««oJIHH и е. р. иадредииов «I $ 4TEp18p, тиницд;„д,; -м, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится и области бурения нефтяных и газовых сква жин, а именно к получению ингибиро„ ванного, стойкого к поливалентным кa—тионам (.ад= и t19 83lloMHHH3HP0BBIIHoro бурового раствора.

Известен алюминизированный буровой раствор, содержащий глину, алюмоаммонийные или люмокалиевые квасцы, реагент — полимер, (полисахарид, полиакрилат) и разжижитель - xpoMлигносульфонат.

Алюминизированные буровые растворы получили распространение как у нас в стране, так и эа рубежом в качестве промывочных систем с низким содержанием твердой фазы, используемых в сильноувлажненных неустойчивых глинах монтмариллинитового типа.

Основным ингибирующим компонентом этих систем являются .соли алюминия алюминиевые квасцы, которые при вводе в буровой раствор, имеющий pH =

7-10, образуют химически активное вещество гель гидроокиси алюминия.

Гидроокись алюминия; адсорбируясь на глинистых минералах, блокирует их активные центры, повышая устойчивость стенок скважины и препятствуя диспергированию выбуренной IIoроды f1).

Недостатком этого бурового раствора является то, что при агрессии поливалентных катионов кальция,и магния показатели его свойств ухудшаются, а при повышении влажности глинистой породы ингибирующее дейст1р вие гидроокиси алюминия значительно снижаются

В высокощелочной среде (рН r 11) гидроокись алюминия переходит в растворимое соединение — алюминат натрия, который не способен участвовать в катионообменном процессе.

Для их разжижения используются . лигносульфонаты, которые вводятся в. больших количествах, что приводит к вспениванию. Алюминатные буровые растворы оказывают недостаточное ингибирующее действие.

B основном, они используются как системы для разбуривания хемогенных пород. Алюминатные растворы Ьбрабатываются большими количествами эфиров целлюлозы и лигносульфонатов.

Из-эа слабого ингибирующего действия в алюминатный буровой раствор

968048

ЧО ьюжет переходить значительное количество глинистого материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является алюминиэированный буровой раствор, содержащий следующий состав,мас.%:

Глинопорошок 8",0-12,0

Алюмокаливые или алюмоаммонийные квасцы 0,2-0,5

Мылонафт, 0,5-3,0

Полимерный реагентстабилизатор (КМЦ, гипан, мотас, м-14) 0,3-0,5

Разжижитель †.окэил 0,5-0,8 Ч5

Каустическая сода 0,3-1,0

Нефть 10,0-20,0

Вода Остальное

В основе этого состава бурового раствора лежит совместное использо- 2О ванне алюминиевых квасцов и мылонафта. В результате взаимодействия этих химических веществ в буровом растворе образуются одно=,цвух- или трехосновные алюминиевые мыла, которые, адсорбируясь на поверхности глинистой породы, предотвращают ее гидратацию и диспергиравание.

Указанный буровой раствор широко используется для бурения в сложных геологических условиях T 2 1.

Недостатком Известного раствора ,является ухудшение реолагических свойств его с ростом забойных темпе" ратур свыше 1бОС С, связанное с загустеванием системы, вызванное.использованием мыланафта.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за ,счет повышения его термастойкости до 180 С. Улучшение реологических,40 свойств и снижение расхода реагентов-, разжижителей (окзила, КССБ-4,ФКЛС).

Поставленная цель достигается тем„ что буровой раствор, содержащий ". глинапорошок, воду, алюминиевые квас- 45 цы, реагент-стабилизатор нефть, гидраокись натрия в качестве ингибирувщей добавки, обеспечивающей создание на глинистой породе хемасарбцианнаго гидрафабного экрана„ раствор содержит госсиполовую смолу при следующем содержании компонентов, мас.Ъ:

Глинопорошак 8,0-12,0

Алюминиевые

55 квасцы 0,2-0,5

Гассипалавая смола 2,5-3,5

Реагент — стабилизатор 0,3-0,7

Разжижитель 0,3-0,5

Нефть 8, 0-12,0

Гидраакись натрия 0,5-1,0

Вода Остальное

Особенностью предлагаемого раствора является та, что госсипаловая 1 5 смола в щелочной среде (при .рН

8,0-10,03 взаимодействует с гидроокисью алюминия, образующейся при диссоциации алюминиевых (алюмакалиевых или алюмоамманийных) квасцов.

При этом образуется соединение способное образовывать прочные связи с активны1,я центрами глинистого минерала.

В результате хемосарбцианного закрепления на глине алюминиевого производного госсипала вокруг реак" цианноспособных центров глины создается защитный гидрофобный экран, чем достигается высокая ингибирувщая способность бурового раствора, Кроме того, гассиполовая смола имеет и ряд других преимуществ, обусловленных ее строением.

Структурная формула основного ком-. понента гасснполавай смолы имеет следующий вид

СНО ОН аи GHo .ho

ОЧ

HO сн

CH сн, CH СН, Н,С O>

Омыляемая часть гассипалавой смолы составляет примерна 80% ее состава, Молекула оснавнага компонента, представляющая собой полимер, в результате. взаимодействия с каустиком образует натриевую соль, которая обеспечивает разжижение буравага раствора.

Строение цепи в молекуле (соответствующее сочетание Фенальных ядер) определяет термастойкость этого вещества до 250 С.

Пример. Для получения раствора приготавливают вадаглинистую суспензию серигвхскаго бентанита на пресной воде со следующим соотношением компонентов: 9700 г. воды и

300 г глннопарашка.

В приготовленнув вадаглинистую суспензию вводят 50 r сухого парашкаобраэного KNU,, 50 г окзила, 1100 г нефти и 10 r каустической соду.

10 л исходного раствора отбирают для дальнейшей обработки, оставшееся количество раствора используют в качестве контрольной пробы 1 для замера параметров исходного раствора.

10 л исхаднага раствора разделяют на две равные части. В первую ввацят 15 г, а ва вторую 25 г алюминиевых квасцов. Затем весь раствор разделяют на 10 литровь:х гроб.

3-ю и б-ю пробу обрабатывают мыланафтом в количестве соответствен,но 25 r и 35 r а 4-ю и 7-ю госсиполовой смолой в количестве соответственно 25 r и 35 г. В качестве контрольных, содержащих только алюминие968048 вые квасцы, были оставлены пробы 2 и 5 с содержанием квасцов в количестве соответственно 0,3 и 0,5Ъ.

После указанной выше химообработки всех проб в пробы первой груп.т пы 1-4, вводят по 30 г в каждую глино- 5 порошок иэ керновой глины Келесского месторождения, в пробы второй групры 5-7 по 50 r такого же глинопорояка в каждую пробу. Исследовались реологические свойства полученных проб раствора, их термостойкость и ингибирующая способность. Полученные данные приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, . 15 свидетельствуют о том, что пробы, имеющие в своем составе госсиполовую смолу, имеют более низкие фильтрационные и реологические характеристики, чем пробы с ьжлонафтом. 20

Для выяснения стойкости систем к действию поливалентных катионов были приготовлены пробы 8 н 9, в которые вводят по 20 r хлористого кальция. Раствор пробы 9 (с. госсиполом)по сравнению с раствором пробы 8 (с мылонафтом) оказался кальцийстойким — после прогрева показатели

его свойств не потерпели значительных изменений.

Из таблицы видно, что алюминизированный буровой раствор с мылонафтом оказался термостойким до 160 С.

Использование госсипола позволило повысить температурный предел применения системы до 180 С.

В условиях Средней Азии этот раствор можнб применять в интервалах от 2000 до 4000.м.

Использование предлагаемого раствора по сравнению с известным обеспечивает следукшие преимущества: сокращение расхода раэжижителя (окзила) - 10 т; сокращение затрат времени на проработку сужений ствола скважины и на разбуривание обваливающихся пород -430 ч эа счет повышения ингибирующей способности, снижение количества используемых долот (3-х шар.) - 8 шт. за счет сокращения числа проработок ствола скважины; снижение затрат времени на спуско-подъемные операции270 ч за счет сокращения числа долблений; сокращение транспортных расходов эа счет перевозок реагентов и долот, 960048 о а ф с с с

В б

CO с бс ф î о

° с с аО в а бч с с

1 «бс а н аО а н н н а (ч

Нб о о («Ъ а«4 Нб

CO ««, Ot о

° 4 Ю б м и «Ф н

tA

ol н с«

М

° 4«Ю о Ф н н ! « а

РЪ ф CO ф Рс

О

1Ч О ф а бч а а

N 1«Ъ С"Ъ а ф н

tO

В

0 б

РЪ

I s,,„

I Р3 1О б !о

O.! О

1 Ф. 1н о и

I 5 ! о

1 1

1

<ч а о с с с ф 1 ф ф an с (1 о с ф

a an e с с с ф ф 01

Ch с"ъ . а н1 ОЪ г\O. aA а ot

«.4 «-1

° н

"с

Г Ъ ф а а

СЧ

Ю an (Ч а и ч) э

Н Н 1

РЪ ф И

1 44

tA

{ с

CV ф б с

Ю.М с@ I ОЮ0 1 иГ I е1" х б ХУ ! 1ОЮ

1 о

Эо

4Ч а tA с с с

С0 ОЪ Оа а о сч сч с с L с ф 00 00 CO о ю с с ф (О

1 !

1 .l

I

1

1

I

1. I

1 1

I 14- 1 о й.1 wO

О

1 23Н!4 1 о- й

CO ф

М Н! н и

Dt ф

CO о

Ch «с

cO aO

С«3 Ч« а н РЪ а н

° t o (Ч tO

Ю

tA с

СЧ УЪ

1с (Ч

«а

0t н о фД I

tA с

Ю а с

С«Ъ Ф «3 ! с о

1 о

Е4 О

I 1

I !

I

:1 I

lI

I !

I

1 б

1

1 I

I I

1 !13

1 A

I 3 . « ! О

IO о

I O ! 1 О

I ItlЖ I

1 Э Ж

I $ l1I I

1 РН! ИМ

1В 1 и5 ! Я

I ф 1 10 О I ! к ! о

Во

1 Ю I

I а ) I

1

1

1

1 tO

«"!

1 R

1 !

Я

1

1

1

1 о а м О а ю oa ъ н аА ° 4«

e0 n ru о н а

° Ф I CO «3 Ch «.4 «б«Н «3

4Ч ф tn W Ъ Ot I CO

tA tO Ф aO IO РЪ ф «Ф

968048

Разжижитель

Нефть

Гидроокись натрия

Госсиполовая смола

Вода

0,3"0,5

8,0-12,0

0,5-1 0

2,5-3,5

Остальное

0,2-0,5

Составитель Г.Сапронова

Техред К.Мыцьо Корректор О.Билак

Редактор Г.Волкова

Заказ 8028/39 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Буровой раствор для бурения неустойчивых отложений, соцержащий глинопорошок, алюминиевые квасцы, реагент-стабилизатор, разжижитель, нефть, гидроокись натрия, ин HGHpjj ющую добавку и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет повышения его тормостойкости до 180 С, в качестве ингибирующей добавки раствор содержит госсиполовую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Глинопорошок 8,0-12,0

Алюминиевые квасцы

Реагент-стабилизатор 0,3-0,7

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Гуржиева H.Ã. и др. Использование бурового раствора, обработанного солями алюминия в сочетании с реагентами — полимерами, при раз буривании неустойчивых отложений"»

РНТС "Бурение". М., ВНИИОЭНГ, Р 4, 1977. !

5 2. Мариампольский Н.A. и др. Бу" ровой раствор высокого ингибирующего действия. - Бурение Р 12, М.,ВНИИОЭНГ

1978 (прототип).