Буровой раствор

(19) (11 64 А 1 Ш 4 С 09 К 7/02 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОП ЗОБРЕТЕНИ(71) Архангельский отделго отделения Всесоюзногоследовательского геологоразнефтяного института и Арханлесотехнический институт имбьппева(57) Изобретение относитсяглинистым промывочным жидководной основе при бурении гных скважин в сложных геолоусловиях. 11 ель изобретенияние термостойкости и ингибиспособности бурового раствосохранении устойчивости к своздействию. Раствор содерж Апрел научи к сг е скин.КуйССР1983. к м н фт з ес ышее ра приолевому а К АВТОРСКОМУ СВИД ловый пек, лигниновый компонент, каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо (ДТ ) и воду. В качестве лигнинового компонента раствор содержит сульфатный лигнин (СЛ ),а в качестве глинопорошка - бентонитовый глинопорошок (БГ ) при следующем соотношении компонентов, мас.7:БГ 1,0-5,0; СЛ 3,4-10,2; каустическая сода 0,29-0,85; талловый пек 1,23,6; ДТ 2,4-7,2; вода остальное. Дляполучения бурового раствора сначала готовят глинистый раствор, а затем стабилизируют его комбинирован-.ным реагентом на основе талловогопека и СЛ. Комбинированный реагентготовят, растворяя в 1,0-2,0 Е-номрастворе каустической соды в течение 1 ч расчетное количество СЛ. Параллельно готовят 30-337-ный раствор таллового пека в ДТ. Затем к водощелочному раствору СЛ при перемешивании добавляют раствор талловогопека в дизельном топливе. Реагентготов через 1 ч. Т.об., термостойкость бурового раствора составляет270 С, а коэффициент устойчивостиувеличивается в 2,26 раза. 1 ил.,7 табл.Щ а о й и о ц ф аЩО 0 ц п М 34 ф ф ы ц ф Х н м оофф о 5 в сч н о Мо фН ИипЦвж н 0 х йоц". а; о ,фад 1,н ц 3 1а Ф нд Ф це он ФФеен н яо цй о 1 о фОд ц оо о фцэ а фф м о м а е у со о н 1 и ц1 .е 1 и о во е ц н ц в дц о- фсо о цч . о- н(ч к М о сч й Ф а н ю хО 6 М 5 "3 Г 1 ФЬ а й о о н 3 з ао оф о Ь 4 о ф й Л и ф0 аФ о а а 00 Ф 11 оч х М 1 О Х1 Х 3 1 3 61 1 ф 1 1е ао х ххй н еохнами хоэав Ив 1 ф оч о Ц О 1 Ха 1 хха а ф 1 1о ой 1 ф Фф 11 н я о й20,5 6,12 5,92 118 БКЖ СоставрастКомпоненты раствора, мас.У. КРТСЛ 40,0 Каустическаясода Дизельноетопливо Каустическаясода 0,6 Талловый пек 4,0 22 Таблица 721,0 Каустическая сода 0,7 Талловый пек 4,5 6,25 6,00 13,5 Дизельноетопливо 9,0 Вода остальное бО Составитель В.БорискинаРедактор Н.Егорова Техред А.Кравчук Рощко ррект аказ 2315ВНИИП Тираж дписно вени обретен Ж,1303 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная Госуда лам из Москва 3го комитета СССРи открытийаушская наб., д.Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к малоглинистым промьвочнымжидкостям на водной основе для бурения в сложных геологических условиях.Цель изобретения - повышение термостойкости и ингибирующей способности бурового раствора при сохранении его устойчивости к солевому воз-,действию.Предлагаемый буровой раствор содержит талловый пек, лигнин, каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо и воду, в качестве лигнинового компонента - сульфатный лигнин а в качестве глинопорошка -бентонитовый глинопорошок при следующем соотношении компонентов,мас,й.Бентонитовый глинопорошок 1,0-5,0Сульфатный лигнин 3,4-10,2Каустическая сода 0,29-0,85Талловый пек 1,2-3,6 25Дизельное топливо 2,4-7,2Вода ОстальноеДля получения бурового раствораЭнеобходимо предварительно приготовить глинистый раствор, а затем ста-.билизировать его комбинированнымреагентом на основе таллового пекаи сульфатного лигнина.Технология приготовления комбинированного реагента на основе таллового пека и сульфатного лигнина(КРТСЛ) заключается в следующем.В 1,0-2,0 Е-ном растворе каустической соды в течениеч растворяют расчетное количество сульфатноголигнина. Параллельно готовят 30337-ный раствор таллового пека в дизельном топливе. Затем к воднощелочному раствору сульфатного лигнина при интенсивном перемешивании постепенно добавляют раствор талловогопека в дизельном топливе, Через0,75-1 ч реагент готов,Специальными лабораторными исследованиями устанавливают количествен 50ные и качественные зависимости междупараметрами буровых растворов и концентраций сульфатного лигнина, каустической соды, таллового пека, ди-:зельного топлива и глинопорошка. В55дальнейшем эти данные служат основойдля опеределения оптимальных количеств перечисленных реагентов в составе бурового раствора.,Предельная растворимость сульфат- ного лигнина (СЛ) составляет 12%, т.е. для растворения 12 мас.ч. лигнина требуется как минимум 1 мас.ч. каустической соды. В этом случае рН раствора равен 9,4. При рН менее 9,4 растворимость СЛ снижается, на что указьвает образование осадка.Растворимость таллового пека в дизельном топливе составляет 30-337 .При концентрации пека более ЗЗХ изза сильного структурообразования вязкость смеси начинает быстро расти.Заметное снижение фильтрации малоглинистых растворов (менее 5 см за 30 мин), содержащих до 57 глино- порошка, соответственно от добавок СЛ и таллового пека, наблюдается при концентрации СЛ более 1 О,ОЕ, а таллового пека - более 4,57.Эффект стабилизации можно значительно повысить, если провести комбинированную обработку глинистого раствора талловым пеком и СЛ. В данном случае упрощается технология работ и не требуется дополнительное оборудование.С этой целью разработан комбинированный реагент на основе таллового пека и сульфатного лигнина - КРТСЛ (табл 1).Пример приготовления комбинирован-ного реагента.Реагенты, содержащие 87 СЛ и 5;6; 7; 87 таллового пека, готовят следующим образом. В четырех отдельных емкостях, содержащих 762; 732;702 и 672 г воды, при плавном перемешивании растворяют по 8 г каустической соды и 80 г СЛ. Параллельно готовят ЗЗЕ-ный раствор таллового пека в дизельном топливе. Затем при интенсивном перемешивании в воднощелочные растворы СЛ добавляют соответственно 150; 180; 2 О и 240 г раствора таллового пека в дизельном топливе, Содержимое каждой емкости перемешивают в течение одного часа. После этого измеряют показатели - плотность, вязкость, фильтрацию, рН (табл.1).Результаты, представленные в табл.1, показьвают, что минимальная фильтрация КРТСЛ достигается при содержании в нем СЛ 15-177. и таллового пека 5-6 Е. Дальнейшее увеличение концентрации реагентов неоправданно, так как при этом фильтрацияКРТСЛ снижается незначительно, авязкость быстро возрастает.Пример приготовления буровогораствора.Готовят исходные глинистые растворы (по 500 г), содержащие 10; 20;30; 40; 50; 60; 80; 100; 120; 140;150 г глинопорошка. Затем к каждомуиз них добавляют по 500 г КРТСЛ,содержащего,7.: СЛ 17; каустическаясода 1,5; талловый пек 6; дизельноетопливо 12; вода 63,5 и тщательнов течение 1 ч перемешивают.Влияние добавок КРТСЛ на свойства буровых растворов показано втабл.2. Установлено, что фильтрация бурового раствора, содержащего 5% бентонитового глинопорошка,наиболее интенсивно уменьшается сувеличением содержания КРТСЛ от 20до 60 , что соответствует изменениюконцентрацииингредиентов: СЛ от 3,4до 10,2 и таллового пека от 1,2 до3,6 (табл.2).Показатели свойств буровых растворов с граничными и промежуточнымизначениями ингредиентов представленыв табл. 3. Испытаниями предлагаемогои известного буровых растворов сосредними и граничными концентрациями ингредиентов при 150 и 220 С(табл.4 и 5) установлено, что послеотермообработки при 150 С происходитрезкое увеличение Фильтрации, вязкости и СНС бурового раствора, содержащего БКЖ.На чертеже представлен график зависимости фильтрации растворов сразличным содержанием КРТСЛ, из которого следует, что термостойкостьпредлагаемого раствора составляетболее 270 С.В отличие от известного заполнение раствора хлоридом натрия (до20 мас. ) не вызывает существенногоухудшения его технологических параметров (табл,6).Изучение влияния буровых растворов на устойчивость глинистых породс неводостойкими структурными связями (,коагуляционными и конденсационными ) проводят в условиях одноосного сжатия образцов укаэанных пород. Для количественной оценки устойчивости используют коэффициент устой, чивости:порошокСульфатный лигнин Каустическая сода Талловый пек Дизельное топливо Вода 1,0-5,03,4-10,2 0,29-0,851,2-3,6 2,4-7,2 Остальное где с и сн - соответственно времядеформиронания образцав буровом растворе ив дистиллированной во де;у. и 7.н - соответственно скорость деформированияобразца в буровом растворе и в дистилли рованной воде.Образцы с коагуляционным типомструктурных связей изготавливают путем прессования порошка гидрослюдистой глины под давлением 150 МПа, аобразцы с конденсационными связями -высушиванием. глинистой пасты такогоже минерального состава, сформированной в виде цилиндрических образцовпод давлением 9 МПа. В табл. 7 ко эффициент устойчивости образцов пер 1ного вида обозначен индексом уа образцов второго вида - Х .1Деформирование образцов глинистых 25пород в буровых растворах позволяетустановить, что с увеличением концентрации реагента КРТСЛ в составепредлагаемого бурового раствора 7,и Х возрастают. Увеличение концентрации шлам-лигнина н составе известного бурового раствора также способствует увеличению у и у, однакоих значения остаются ниже соответственно 1,75 и 2,26 раза табл.7Таким образом, предлагаемый буро вой раствор обладает высокой ингибирующей способностью и термостойкостью в условиях солевой агрессии.Ф о р м у л а изобретения40 Буровой раствор, содержащийталловый пек, лигниновый компонент,каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо и воду, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 45 повышения термостойкости и ингибирующей способности при сохранении устойчивости к соленому воздействию, раствор н качестве лигнинового компонента содержит сульфатный лигнин, а вкачестве глинопоронка - бентонитовыйглинопорошок, при следующем соотношении компонентов, мас. .:Бентонитоный глиноолл ол оле о н о о Р, л о оО оф Ион ооа оо Ыон ооа оО ОИо го1 Р1-ю Ы 3 ж о И Е . о М оо О ла а о а с 1: д о Ы ф о л ц лМ о н о о - о сь о в ооо, о оо вмо цО фо ос ф о о Ио 1 1 1ф 3л1 1 11315464 14 СосПлотность кг/м УсловФильтрация,3 СНС Па тав рН ная мин 1 О мин рас- твора вязкость,с 9,50 18,0 0 1030 0 0 9,70 1030 20,0 6,0 1040 20,0 1040 20,0 1050 25,0 Компоненты буровогораствора, мас.Е 1 Глинопорошок 1,0 Сульфатный лигнин 3,4Каустическая сода 0,29Талловый пек 1,2Дизельное топливо 2,4Вода остальное 2 Глинопорошок 2,0 Сульфатный лигнин 5,2Каустическая сода 0,43 Талловый пек 1,8 Дизельное топливо ЗОВода остальное 3 Глинопорошок 3,0 Сульфатный лигнин 6,8Каустическая сода 0,57Талловый пек 2,4Дизельное топливо 4,0Вода остальное 4 Глинопорошок 4,0 Сульфатный лигнин 8,5Каустическая сода 0,71 Талловый пек З,ОДизельное топливо 6,0Вода остальное 5 Глинопорошок 5,0 Сульфатный лигнин 10,2Каустическая сода 085Талловый пек 3,6Дизельное топливо 72Вода остальное Таблица 3 5,0 0,07 0,10 10,00 3,0 0,10 О,8 10,20 З,О 0,18 0,32 10,25,СЧ 1 0 о о Х о з а а С 1 1Вф до5С 0 Сахоцхфк 1 1х 1 1 Х1 Х 1 б о 11 О 1 1 1 Х 1 Х 1 1 О 1 Х 1 1 Х 1 1 1 1 11 фм1 а х1о1 д1 й Мхе 50 1фО 1а 1 1х 1 фо1 КСвО 0 С МоОооа оо счо Д3О ОМ О о м В в о о 1 1