Буровой раствор

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9 К 7/О ЕНИЯ ТВУ тель мас.Х: Бентонитовый глино Конденсированная сульФид-спиртова 5 4,5-6,0,75-1, 0,2-0,Хлорид кальцияГидроксид натрия ексаметилентетамин ода О, 1-3,0стальное УДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТН ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Всесоюзный научно-исследоваский институт природных газов(56) Анисимов Л.А., Потатов А.Г,Геология, разведка и разработка залежей сернистых газов. М,: Недра,1983, с. 151-152.Беликов В.А. и др. Исследованиярастрескивания углеродистой сталипод напряжением в водных растворахсероводорода и буровых растворах,содержащих сероводород. РНТС БуренМ.: ВНИИОЭНГ, 1982,10, с. 19. 54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, состоящий з бентонитового глинопорошка, кон-.,ЯО 12570 денсированной сульфид-спиртовой барды, хлорида кальция, гидроксида натрия, воды и добавки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижениякоррозионной активности бурового раствора по отношению к стальному оборудованию в условиях сероводороднойагрессии, он в качестве добавки содержит гексаметилентетрамин при следующих соотношениях компонентов, 1257083 2Изобретение относится к бурениюгазовых и нефтяных скважин, в частности к промывке ствола скважин привскрытии и проходке продуктивных го.ризонтов, флюиды которых содержатсероводород.Целью изобретения является снижение коррозионной активности буровогораствора по отношению к стальномуоборудованию в условиях сероводородной агрессии.Гексаметилентетрамин (уротропин)(СН ) И 4 ниэкомолекулярный поли6 4амин жирного рода. Хорошо растворимОв воде (150 г на 100 г воды при 20 С)и в спирте.Конденсированная сульфид-спиртовая барда (КССБ) - продукт конденсации ССБ с формальдегидом и феноломв кислой среде с последующей нейтра"лизацией щелочью.Буровой раствор готовят следующимобразом,П р и м е р 1. В исходный буровойраствор, состоящий, г: бентонитоэыйглинопорошок 100 г, КССБ 60, хлоридкальция 10 г, гидроксид натрия 2 ивода 915 вводят 0,05-3,0 мас.7. (0,530 г) гексаметилентетрамина (примеры 3-19).Технологические параметры полученных буровых растворов приведены этабл,Ввод гексаметилентетрамина (ГМТА)в концентрациях 0,1-3,0 мас,% не оказывает отрицательного влияния на технологические параметры бурового раствора. При концентрациях реагента,превышающих 3,0 мас.Я, наблюдаетсярост величин предельного статического напряжения сдвига бурового раствора.Исследование сравнительной стойкости к коррозионному растрескиваниюпроводят на образцах, представленныхпроволокой из углеродистой стали65 Г, диаметром 1,8 мм, при приложении одноосного растяжения 12,3 МПа(0,5 от предела прочности стали).В течение всего времени испытаниябуровые растворы продувались сероводородом с расходом 1,5-2 дм /ч. Буровой раствор, насыщенный сероводородом, в котором образец разрушается менее, чем эа 24 ч, считается высокоагрессивным по способности вызывать сероводородное растрескивание стали под напряжением, а малоагрес 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сивным - в котором образец не разрушается э течение 100 ч.Результаты испытаний, проводимых по указанной методике в устройстве ИМЕТ (институт металлургии), приведены э табл. 2, где даны средние величины определения времени коррозионного растрескивания испытуемой стали, полученные в ходе трех экспериментов. Анализ данных табл. 2, проведенный на основе описанной методики сравнительной оценки стойкости углеродистой стали к корроэионному растрескиванию под напряжением, показывает, что высокоагрессивный по отношению к испытуемой стали исходный хлоркальциевый буровой раствор по данному показателю незначительно улучшается после добавления 3 мас.% реагента Т, Только при обработке исходного бурового раствора водорастворимым низкомолекулярным полиамином жирного ряда (ГМТА) в количестве О, 1-3,0 7,достигается резкое увеличение времени коррозионного растреекивания испытуемой стали под напряжением, позволяющее считать полученный буровой раствор малоагрессивным по отношению к углеродистой стали. Достаточно низкая агрессивность бурового раствора достигается добавлением в него 1 мас.% ГМТА с одновременным получением необходимых структурно- механических и минимальных фильтрационных параметров бурового раствора, в связи с чем такой раствор следует считать оптимальным.Повышение устойчивости углеродистой стали к коррозионному растрескиванию при воздействии сероводорода или сульфидов проявляется и при более высоких концентрациях ГМТА (см. табл, 2). Однако при этом наблюдается рост величин предельного статического напряжения сдвига буровых растворов, который при концентрациях реагента, превышающих 3,0 мас,7 становится весьма ощутимым.Таким образом, нижний предел концентрации водорастворимого ГМТА в предлагаемом буровом растворе устанавливается равным 0,1 мас.7, так как при уменьшении данной концентрации резко уменьшается время коррозионного растрескивания углеродистой стали под воздействием сероводорода. Верхний предел - 3,0 мас,7 определяется отсутствием необходимости провеТаблица 1 Технологические параметры Пример Усло-1 впаи вязкостьс Вотность кг/м, 10ГТА 8 ода Водо- рП Готда- .ча,смПрелельное статическоенапряксние сленга КССВ Бенридкальроксиднаттони"товый гли- нопо- роаок за 1 мин, аа 0 мин,05 8,6 80,2 гв зо 78 1,05 19 115 60 1 О ОЭ 105 15 79,7 зг з 6 84 4,6 В,Э 3 12 дения дополнительной химобработки исходного раствора в течение длительного времени при бурении.В некоторых случаях при бурении скважин стабилизация хлоркальциевого бурового раствора может осуществляться вместо КССБ другими реагента" ми, например карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) или модифицированным крахмалом (МК). Однако сочетание водорастворимого ГМТА с КМЦ или МКв обычно применяемых концентрациях делает практически невозможным достижение необходимых технологических параметров бурового раствора, таких как условная вязкость, предельное статиКонцентрация реагентов, мас,% г 8,9 5,4 о,9 о,г 2,9(Т) 61,7 Э 9,2 5,5 0,9 0,2 0,05 Я 9,2 5,5 0,9 0,2 О, 1 5 9,2 5,5 0,9 02 0,2 6 9, 5,5 0,9 0,2 0,5 791 5,5 09 0,2 1,0 6 9,0 5,5 0,9 0,2 2,0 9 89 5,4 09 0,2 2,9 1 115 60 0 02 0 12 150 60 1 О 02 0 13 115 45 10 П 2 0 4 11 5 5 25 1 0 О 2 1 0 15 1,5 6,0 0,75 0,2 ,0 161,5 6,0 0,9 0,2 О 17 15 6,01,0 0,25 1,0 8 115 60 1 О 03 10 57083 4ческое напряжение сдвига и водоотдача (см, табл. 3).Приведенные в табл. 3 данные показывают, что из условий сохранениянеобходимых технологических параметров хлоркальциевого бурового раствора, позволяющего предупреждать коррозионное растрескивание углеродистой стали под напряжением при воз действии сероводорода или сульфидов,необходимо сочетать дополнительноевведение в исходный буровой растворводорастворимого низкомолекулярногополиамина жирного ряда с обработкой 15 раствора конденсированной сульфидспиртовой бардой (КССБ). 4,0 В,Э 946 8,268,8 В; 155, 1 6, 53,9 6,4э,7 В,г5,3 6,64,4 8,51257083 Таблица 2 Время коррозионного растрески"вания стали, ч Буровой раствор Исходный (пример 1 втабл. 1) Исходный + 3 мас.% реагентаТ(прототип) 12,0 Исходный + 0,05 мас.% гексаметилентетрамин (ГМТА) Исходный + 0,1 мас,% ГМТА Исходный + 0,2 мас,% ГМТА Исходный + 0,5 мас.% ГМТА Исходный + 1,0 мас.% ГМТА Исходный + 2,0 мас.% ГМТА Исходный + 3,0 мас,% ГМТА 138 223 124720 720 720 Таблица 3 Предельное статичес- Водооткое напряжение сдви- дача, га смэ Условная Буровой раствор вязкость,За 1 мин, За 1,0 мин, Па Па 36 31 Исходный + 1,0 мас.% ГМТА 4,0 Исходный, содержащий вместо6,0 вес.% КССБ 2,0 мас.%КМЦ+ 1,0 мас.% ГМТА 228 204 11,3 272 Исходный, содержащий вместо6,0 мас.% ВССБ 1,5 мас.%МВ+ 1,0 мас.% ГМТА 447 6,1 Н.Т. Составитель БорискинаТехред М.Коданич Корректор М,Максимишинец Редактор Э,Слиган Заказ 4881/20 Тираж 644 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4