Буровой раствор и способ его приготовления

(И) К 702 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОБРЕТЕНИЯ, ЬСТВУ(71) Тематическая комплексная экспедиция Производственного геологического обьединения фСевзапгеология(56) 1. Куимов А.В, Стабильные малоглинистые растворы на основе ГПАА.Разведка и охрана недр,1978,Р 9, с. 32-34,2, Авторское свидетельство ССС9 753886, кл. С 09 К 7/02, 1973(57) 1. й раствор, содержащийглину, с натрия, полиакриламидс молеку массойменее 1. 106иводу, отличающийсятчто, с целью обеспечения стабильн т Буров о иликат лярной у.е. ем, Ф осОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД и и крепящих свойств раствора при снижении расхода полиакриламида, раствор содержит полиакриламид со степенью гидролиза 3-10 при следующем со" отношении ингредиентов, кг/м Глина 25-100 Силикат натрия 2-20 Полиакриламид с молекулярной массой менее 110 у.е. и степенью гидролиза 3-10 0,1-0,9 Вода Остальное 2. Способ приготовления бурового раствора путем смешения глины, силн-ката натрия,полиакриламида с молеку- Щ лярной массой менее 110 у.е. и воды,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, силикат натрия вводят в глину перед введением пслиакриламида или совместно с ним, причем полиакриламид вво ЩС дят со степенью гидролиза 3"10.10 Кроме того, хотя известный состав в силу меньшего содержания в нем реагента-стабилизатора (полиакриламида) и обладает меньшей стоимостью, чем описанные составы, содержание упомянутого реагента-стабилизатора в составе все я;е велико. 60Недостатком является также то, что глины с водоотдачей глинистой суспенэии большей, чем у тоссорской клики, т.е. глины более низкого качэства, непригодны для приготовления 65 Изобретение относится к горномуделу и предназначено для буренияскважин в неустойчивых проницаемыхпородах, в частности для бурения геологоразведочных скважин на твердыеполезные ископаемые.5Известен буровой раствор и способего приготовления,Содержание компонентов в упомянутом растворе следующее, н кг/мЧастично гидролиэо,ванный полиакриламид 0,9-1,2Глина 50-70Вода ОстальноеПричем использована тоссорская)глина гидрослюдистокаолинитоного сос тана с примесью монтмориллонита, Во-.доотдача глинистой суспензии этойглины при удельном весе суспенэии1,06 г/см составляет 28 смена 30 мин,ЪПолиакриламид имеет молекулярную мас"э 0су более 1000000 у.е. (2000,000+2500.000 у,е.) и степень гидролиза 30-35.Способ приготовления бурового раствора состоит в следующем. Получаютглинистую суспензию, стабилизируютэту суспензию путем введения в неечастично гидролиэованного полиакриламида, Причем для гидролиза беруг полиакриламид в нице товарного продукта (гранулированный или в виде 6-8по весу, водного раствора), раство-ряют его в воде и обрабатынают этотраствор щелочью и кальциниронаннойсодой при температуре раствора80-85 С в течение 2-2,5 ч, При этомвведение гидрОлизонанного полиакриламида в глинистую суспензию производят после его суточной выдержки, апри введении осуществляют интенсивное перемешинание глинистой суспенэии и полиакриламида н течение 30- 4040 мин. Гидролизованный на 30-35полиакриламид с указанной молекулярной массой удовлетворительно совмещается с глиной и при укаэанном егосодержании создает стабильную системуКроме того, он не является остродефицитной продукцией 1),Однако технология приготовленияданного состава в силу необходимости,гидролиза указанного полиакриламида,его длительной выдержки после гидролиза и длительного перемешивания егос глинистой суспенэией, сложна. составатак как полиакриламид, как показали лабораторные испытания, не совмещается с этими глинами.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буровой раствор и способ его приготовления. Буровой, раствор содержит глину, силикат натрия, полиакрилами (ПАА) с молекулярной массой 110 у.е. и воду (21Способ приготовления этого раствора не предусматривает определенной последовательности операции.Недостатком этого состава является большой расход ПАА для обеспечения крепящих свойств и потеря стабильности при введении и глину ПАА перед силикатом.Цель изобретения - обеспечение стабильности и крепящих свойств раствора при снижении расхода полиакриламида,Постанленная цель достигается тем,что буровой раствор, содержащий глину, силикат натрия, полиакриламид смолекулярной массой менее 110 у.е.и воду, содержит полиакриламид, состепенью гидролиза 3-1 0 при следующем соотношении ингредиентов, кг/м.Глина 25-100Силикат натрия 2-20Полиакриламид смолекулярной массой менее 1 10 у.е,и степенью гидролиэа 3-10 0,1-0,9Вода ОстальноеПоставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления бурового раствора путем смещения глины, силиката натрия, полиакриламида, с молекулярной массой менее 1 10 у.е, и води, отличагщийся тем, что, силикат натриявводят н глину перед нведением полиакриламида или совместно с ним, причем полиакриламид вводят со степеньюгидролиза 3-10,В условиях буровой вышки или глиностанции раствор готовят следующимобразом.Получают разбавленный водный раствор силиката натрия, для этого в глиномешалку заливают воду и концентрированный водный раствор силиката натрия (жидкое стекло с удельным несом1,4 г/см) из расчета 3"30 кг/м, чтов пересчете на чистое вещестно составляет 2-20 кг/м (при модуле сили"Ькат-глыбы 2,88) . Получают глинистуюсуспенэию, стабилизированную частично гидролизованным полиакриламидом.Целесообразно получение глинистойсуспенэии и ее стабилизацию осуществлять сонместно. для этого в глиномешалку, уже содержащую разбавленныйводный раствор силиката натрия, эа1035050 висимости от характер; истинн укропине"мых пород. Часть данных получена врезультате полевых (производственныхуиспытаний, остальные - в результателабораторных испытаний.Как видно иэ таблицы, с ростомнеустойчивости и увеличением .проницаемости укрепляемых пород, содержаниеполиакриламида в составе для буренияизменяется от 0,1 до 0,9 кг/м, а со 3 1 О держание глины от 25 до 100 кг/м..3При этом, как показывают. полевые испытания, содержания полиакриламида0,1 кг/м достаточно для укреплениянаиболее устойчивой иэ укаэанных по род, а содержания полиакриламида0,9 кг/мЗ достаточно для,укреплениянаиболее неустойчивых из указанныхпород. Причем водоотдача состава длябурения регулируется в основном полиакриламидом вследствие того, чтоиспользуются глины низкого качества,,амида водоотдача состава уменьшается,что снижает Фильтрацию состава и, таким образом, снижает потери этогосостава, в особенности при укрепле нии наиболее проницаемых пород.Таблица 1 Наименование глины 2,0 (3,0) 3,5 (5,0) 3,5 (5,0) 3,5 (5,0) 3,5 (5,0) 7,0 (10,0) Кумакская (Башкирия) Бускульская (Северный Казахстан) 20,0 (30,0) 3 абопроницаемые (глины) 0,1 2 20-22 . Ь гружают гидратированную глину и заливают товарный, т.е. 6-8 (по весу)водный раствор, полиакриламида с молекулярной массой менее 1000.000 у.е.и степенью гидролиза 3"10 Данныйполиакриламид выпускается Калушскимхимико-металлургическим комбинатомОн имеет молекулярную массу 200-500 тыс. у.е.Ведение глины и полиакриламида вразбавленный водный раствор силикатанатрия осуществляют иэ расчета;кг/м:(товарного раствора).При введении глины и полиакриламида осуществляют перемешивание компонентов.в течение 5-10 мин.Для приготовления состава можноиспользовать любую глину, в том числе местную,В табл. 1 отражено минимально необходимое содержанке силиката натрия,обеспечивающее хорошую совместимостьнекоторых глин с полиакриламндом.В табл. 2 отражено изменение содержания полиакриламида и глины в эаСухановская (Дальний Восток) Таврическая ( Дальний Восток) Ярославская (Дальний Восток)Казанская (Дальний Восток)Чаганская (Северный Казахстан) лабоустойчивые слабопроицаемые (суглинки) 0,4 Содержание силиката натрия, кг/м 31035050 Продолжение табл. 2 0,5 цаемые (супеси) 70 15-17 20 Неустойчивые, высокопроницаемые (пески) 0,7 100 11-1 3 22 Крайне неустойчивые, высокопроницаемые (песчановалунно-гравийные отложения) 0,9 100 6-10 24 Заказ 5755/22 Тираж 639 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5