Способ обработки бурового раствора карбоксиметилцеллюлозой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1730 51)5 С 09 К 7/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о" о(21) 4708635/03(56) Регламентирование составов и показателей свойств буровых растворов. - Обзорнаяинформация, Нефтяная промышленностьСер. М .:Бурение, 1979,с,10,Рязанов Я,А., Справочник по буровымрастворам,М.: Недра, 1972, с.44,Изобретение относится к бурению скважин и может использоваться при регулировании свойств буровых растворов,Известен способ обработки буровогораствора феррохромлигносульфонатом (ФХЛС), который используют для уменьшения вязкости и предельного напряжения сдвига.Недостатком способа является то, что ФХЛС при данной обработке не позволяет снижать водоотдачу раствора и увеличивать стабильность его свойств.Наиболее близким по признакам и технической сущности к предложенному является способ обработки бурового раствора путем последовательного ввода в него карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), ФХЛС и цемента. К недостаткам способа относится точная эффективность в снижении дачи и стабильности раствора,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА КАР БОКСИМЕТИЛ ЦЕЛЛ ЮЛ ОЗОЙ (57) Сущность изобретения: в буровой раствор последовательно вводят феррохромлигносульфонат (ФХЛС) и водный раствор цемента с карбоксиметилцеллюлозой (КМ Ц) при их массовом соотношении 0,1-1,1. КМЦ вводят в раствор не менее 0,08 мас,ч. от массы бурового раствора, ФХЛС в количестве 1,5-2,3 мас.ч. от массы вводимой в раствор КМЦ. 2 табл. Цель изобретения - уменьшение водо- отдачи и повышение стабильности раствора. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в буровой раствор последовательно вводят ФХЛС и реагент, содержащий цемент и КМЦ в массовом соотношении 0,1-1,1, при этом минимальное количество вводимого КМЦ должно составлять 0,08% от массы бурового раствора, а количество ФХЛС - 1,5-2,3 мас,ч, от вводимого в раствор КМЦ,Согласно способу обработки происходит сшивка КМЦ и образование пространственной структуры полимера в буровом растворе, При этом повышается стабильность раствора и его свойств, уменьшается водоотдача по сравнению с обработкой, при которой эти реагенты вводятся в другой последовательности и в других соотношениях,При массовом соотношении ФХЛС к КМЦ, равном 1,5-2,3, образуется наиболее стабильная во времени система сшитого5 10 25 30 35 40 45 50 55 полимера, За пределами этого соотношения стабильность раствора уменьшается, возрастает его водоотдача. Оптимальное количество цемента, являющегося в новом способе регулятором структурно-механических свойств и водоотдачи, является 0,1-1,1 от количества вводимого в раствор КМЦ. При меньшем соотношении происходит рост структурно-механических свойств при одновременном росте водоотдачи раствора, при превышении данного соотношения возрастает водоотдача раствора, Минимальное количество КМЦ в 0,08; определено как нижний предел, при котором образуется пространственная структура полимеоа при его сшивке в неминерализованных буровых растворах с высокой концентрацией твердой фазы более 15 Я С уменьшением содержания глинистой фазы в растворе нижний предел содержания КМЦ возрастает и еще больший расход КМЦ требуется в минерализованных буровых растворах, Оптимальное количество КМЦ определяется в каждом конкретном случае по результатам лабораторного анализа,П р и м е р 1. В емкость наливают 1000 г бурового раствора, добавляют 1,6 г порошкообразного ФХЛС и перемешивают электрической мешалкой в течение 20 мин до полного растворения реагента, затем добавляют 20 г реагента, содержащего 4;4 КМЦ, 4,4цемента, остальное вода, и раствор перемешивают в течение 30 мин. После этого измеряют параметры раствора,П р и м е р 2. В емкость наливают 1000 г бурового раствора, добавляют 10 г 30%-ного водного раствора ФХЛС и перемешивают в течение 5 мин. Затем добавляют 200 г реагента, содержащего 1 КМЦ, 0,1цемента, остальное вода, и перемешивают в течение 30 мин. После этого измеряют параметры раствора.П р и м е р 3, В емкость с 1000 г бурового раствора добавляют 63,3 г 30-ного водного раствора ФХЛС и содержимое перемешивают в течение 5 мин, Затем добавляют 250 г реагента, содержащего 4% КМЦ, 2 ф цемента, остальное вода, и перемешивают раствор в течение 30 мин, Измеряют параметры раствора,П р и м е р 4, В емкость с 1000 г бурового раствора добавляют 23 г порошкообразного ФХЛС и раствор перемешивают в течение 20 мин, Добавляют 200 г реагента, содержащего 5 КМЦ, 4;6 цемента, остальное вода, и перемешивают в течение 30 мин. После этого измеряют параметры раствора.В табл,1 приведены параметры раствора, пробы которых были отобраны с бурящихся скважин,После измерения параметров растворы обрабатывали по известному и предлагаемому способу. По известному раствор обрабатывался путем поочередного ввода КМЦ, ФХЛС и цемента, при этом использовалась разная последовательность введения указанных реагентов, КМЦ при обработке вводили в виде 5-ного водного раствора, ФХЛС и цемент вводили в сухом виде. После введения каждого реагента растеор перемешивали электрической мешалкой в течение 30 мин, что обеспечивало полное их растворение. Параметры измерялись через 24 ч после обработки,По предлагаемому способу растворыоб,абатывали следующим образом,Готовили реагент, содержащий 5% КМЦ, расчетное количество цемента, остальное вода, Для этого сначала в воде затворяли КМЦ, затем цемент, при этом после ввода каждого компонента состав перемешивался электрической мешалкой втечение 30 мин, Затем в пробу буровогораствора вводили расчетное количествоФХЛС и раствор перемешивался в течение5 мин, после этого вводили расчетное количество приготовленного реагента и перемешивали раствор в течение 30 мин, Через 24ч измерялись параметры раствора,Сравнительные показатели растворапосле обработки по известному и предлагаемому способам и риведены в табл.2, там жеприведены составы реагента, содержащегоКМЦ и цемент или известь), а также расходкомпонентов на обработку. Для всех исследуемых растворов при предлагаемом способе обработки получено наибольшееснижение водоотдачи и увеличение стабильности растворов.Для обработки растворов по предлагаемому способу использовались следующиесоставы комплексного реагента, Для раствора 1 ф КМЦ 5, портландцемент для горячих скважин (или известь) 0,5, водаостальное. Для раствора 2, КМЦстроительный цемент ПЦ(или известь) 5, водаостальное,Для раствора 3,КМЦ, гипсоглиноземистый цемент (или известь) 5,5, вода остальное. Для раствора 4: КМЦ,расширяющийся цемент НЦ(или известь)5,5, вода остальное.На буровой обработку бурового раствора проводят следующим образом.Сначала вводят по циклу расчетное количество ФХЛС в порошкообразном видеили в виде его водного раствора, В первомслучае для повышения скооости растворения ФХЛС вводят через перемешивающееустройство, например, ФСМ, Во втором слу1730118 25 Таблица 1 ТРаст- Месторождениевор Глубинаскважины, при которой отбираласьпроба раствора, и Параметры раствора Ргагенты которнии обрабатыСкважина Содержа- Содержание КС 1; ние БкС 1 нас А масА Бодоот- ,СМС за1/О ьидача,.асмзЗб мин Стабильгиость Условнаяввот,с Плот- ность вался буровойраствор в процессе бурениядо взятия проон 22 1,14 1,62 1,24 9 0,5/1,. 0,043 1306 Пролетарское ПХГКегичевское ПХГМатвеевское ГКМНовоукраинское ГКМ у рКМЦ, КССБ, ФХПСКМЦ, КССБКМЦ, ФХПС 2945 2621 4149 5 6,1/11,5 0,015 7 6,0/Я,З 0,029 12 О/О 0,041 20556101 1307520 3,5 1,24 235.40 50 чае предварительно готовят концентрированный водный раствор ФХЛС, например, в глиномешалке. После этого в буровой раствор по циклу вводят водный раствор КМЦ с цементом, который также готовят в глиномешалке или другой емкости для приготовления водных растворов реагентов. Для ускорения процесса обработки ввод указанных реагентов в буровой раствор можно совмещать. В этом случае ближе к устью скважины в желобную систему при циркуляции вводится ФХЛС в порошкообразном виде или его водный раствор, а ниже по желобу вводится водный раствор КМЦ с цементом. Для ускорения растворения и перемешивания реагентов в растворе последний пропускают через перемешивающее устройство, например, ФСМ. Обработку можно проводить как в течение одного цикла, так и нескольких. Количество реагентов при обработке определяют по результатам лабораторного анализа в зависимости от параметров раствора, которые требуется получить. Использование способа позволяетуменьшить расход реагентов, увеличить показатели работы долот, уменьшить прихватоопасность труб в скважине и осложнения,5 связанные с потерей устойчивости стволаскважин,Ф о р мул а и зоб рете н и я Способ обработки бурового раствора 10 карбоксиметилцеллюлозой, феррохромлигносульфонатом и цементом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения водоотдачи и повышения стабильности раствора, последовательно вводят в буровой 15 раствор феррохромлигносульфонат и водный раствор цемента с карбоксиметилцеллюлозой при их массовом отношении 0,1-1,1, при этом карбоксиметилцеллюлозу вводят в раствор не менее 0,08 мас,ч, от 20 массы бурового раствора, а феррохромлигносульфонат в количестве 1,5-2,3 мас,ч, от массы вводимой в раствор корбоксилиметилцеллюлозы,1730118 Таблица 2 Параметры раствора после обработкиКоличество реагентов при обработке, иас,К ипорядок их ввода в раствор при обработке+. Номерраствора Условная Водоот- СНС за вязкость, дача, 1 1/10 мин, с см/30 минПа Стабильность Плотностьг/си КНЦ ФХЛС Цемент 26 7 25 7 29 8 20 4 0,5/0,8 0,018 с известью 113 22иас.2: КМЦ " 0,5; ФХЛС - 1, цемент (известь) - 0,53 2 1,60 н/т2 3 1,60 1653 1 1,60 н/тпо предлагаемому способу с 1,60 65 Расход реагечтов,с известью 1,60 81 3,5реагентов при обработке, мас,11: КНЦ - 1; ФХЛС - 1,7 цемент (известь) 0,002 Расход 0,002 с известью Расход реагентов при обработке, мас. а: КМЦ - 1,5;ФХЛС - 2,25; цемент (известь) 1 2 2 1 3 2 Обработали поментов 1,19 39 1,19 34 1,19 45 1,19 26 1 предлагаемому способу с це 2, 1/3,2 0002 1,19 29 с известью Но)ер раствора соответствует номеру раствора в табл. 1Количество реагентов для обработки буровых растворов приведено в процентах от массы буровогоУрастворатв колонках против наименования реагентов приведена очередность их ввода в буровойраствор при обработке,Параметры измерялись через 24 ч после приготовления растворов. 40 45 50 Составитель В. КотельниковРедактор М. Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик Заказ 1487 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производствен но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 123Обработали ментом 112Обработали цементом 3 2 3 Обработ ка ментом 2 332 1по предлагаеиому способу с це 1 2 3 2 1 по предлагаемому способу с це 1,13 1,13 1,13 113 1,20 1,20 1,20 1,20 78109н/т35 858,52,5 2,53,541 21,520,5 1,1/1,4 1,0/1,2 1,5/1,9 0,3/0,6 О,1/13,78,9/11,010,9/15,33,2/4,8 4,9/6,8 4,7/6,9 7,1/9,9 8,7/10,9 2,5/4,8 3,8/5,7- 1,65 2,9/48 2,6/3,9 3 с/5,3 1,5/2,6 0,026 0,027 0,024 0,015 0,010,0120,0090,00 0,0150,010,0080,00 0,0040,0030,0040,00