Буровой раствор

Союз Советских Социалистических РеспубиикОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 111885244 ФмФЛ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)Мз С 09 К 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательск й институтпо креплению скважин и буровых растйоров(54) БУРОВОЙ РАСТВОР Изобретение относится к водным буровым растворам, применяемым для бурения нефтяных и газовых скважин в интерВалах, сложенных переслаивающимися терригенными и хемогенными породами, представленными солями одно- ( натрий, калий) и двухвалентных (магний, кальций) металлов, склонных к нарушению устойчивости, растворению и пластическому течению.Известен соленасыщенный буровой раствор, в котором предотвращение стабилизационного разжижения достигается эа счет загущения активными наполнителями (глиной, палыгорскитом, асбестом и др.) 1 .Однако загущение глйной не дает положительных результатов из-за ингибирующего действия соленой среды, носит кратковременный характер и вы" зывает большие расходы глины и реагентов.Добавки асбеста обеспечивают интенсивное загущение в соленой среде, устойчивость к действию солей поливалентных металлов. Однако ввиду того, что очистка раствора, содержащего асбест, затруднена иэ-за засорения очистных устройств, известный соланасыщенный глинистый раствор с высокой степенью стабилизации не нашел практического применения.Известен также способ регулирования свойств водных соленасыщенных буровых растворов, в которых реализован состав бурового раствора, содержащего глину, понизитель водоотдачи, раэжижитель - лигносульфонат, хлорид натрия, а в целях улучшения структурно-механических показател:.й используют окисленный петролатум( СЫД-ЦОднако окисленный петролатум,относящийся к высшим жирным кислотам 15 и содержащий карбоксильную группу,работающий в засоленных глинистых растворах, неустойчив в растворах, содержащих соли поливалентных метал" лов, например кальция и магния.20 Кроме этого, добавка окисленногопетролатума, чувствительного к действию ионов кальция и магния, вызывает разжижение и вспенивание раство ра.25 цель изобретения - улучшение качества раствора эа счет повышения его солестойкости в условиях кальциево-магниевой агрессии, сохраняющихся при забойных температурах от 4-5 С 30 до 160 С.885244 ОН. ОН НО НО СН бН СНаличие роксильных кость к ка сии. бНэ в структуре полим групп придает ему ьцевой и магниево ера гид стойй агрессоДля достижения указанной цели в качестве структурообразователя раствор содержит госсиполовую смолу и дополнительно хлористый калий при следующих соотношениях компонентов, мас.:Глина 3" 10Разжижитель, например ССБ, окзил 1-3Хлористый калий 3-5Госсиполоваясмола 0,5-2Стабилизатор 2-3Хлористый натрий 20,3-23,9Вода ОстальноеГоссиполовая смола представляет собой веществб, основным компонентом которого является госсипол (полифе" нол) - желтый пигмент, содержащийся в хлопчатнике.Структурная формула госсиполаСНО ОН ОН бНО Для сравнения предлагаемого бурового раствора с известным приготовлены два типа исходных соленасыщенных (по ЧаС 1) глинистых раствора: обработанный 3 крахмала (1-й тип) и 3 КМЦ (2-й -тип) .После термостатирования исходных растворов при 120 и 160 С соответстовенно оба раствора несмотря на чрезмерно высокую вязкость имеют очень низкие значения статического напряжения сдвига (табл.1 и 2, опыт 1) . Для повышения прочности структуры к исходному раствору добавлено 0,5 и 2 госсиполовой смолы (предлагаемый раствор).Для получения известного бурового раствора к исходным растворам добавлен СМАДв количестве 0,5-3 (граничные условия) . Оба (известный и предлагаемый) типа раствора готовят 5 О 15 20 25 30 5 0 0 как при наличии мальциево-магниевойагрессии за счет добавки к исходнымрастворам карналита до получения600-800 мг/л ионов магния и гипсадо получения в фильтрате буровогораствора ионов кальция 1000-1200 мг/л,так и беэ нее.Результаты анализов после термостатирования приготовленных образцовпри одинаковых условиях приведены втабл.1 и 2Сопоставляя данные этих таблиц,следует отметить, что добавки СМАД в количестве 0,5-3,0 (табл.1 и 2,опыт 2 и 3), обеспечивают повышениепрочности структуры высокостабилизированного соленасыщенного глинистого раствора до необходимых пределов. Однако в присутствии кальциевомагниевой агрессии добавка СИАД не позволяет получить структурированной системы (опыт б и. 7) как при использовании крахмала (табл.1), таки при использовании КИЦ(табл.2).Как видно из опытов 4 и 5 ( табл.1и 2), госсиполовая смола, добавленная в количестве 0,5-2,0, как вприсутствии кальциево-магниевой агрессии (опыты 8 и 9), так и беэ нее(опыты 4 и 5),обеспечивает, получениедовольно высоких значений прочностиструктуры,Таким образом иэ полученных данных следует, что в глинистых растворах, насыщенных солью (МаСЦ, обработанных полисахаридами (крахмал,КИЦ)., использование СИАДв качестве структурообразующей добавки приналичии кальциево-магниевой агрессиине позволяет предотвратить стабилизационного разжижения.Использование для этой цели госсиполовой смолы в количестве 0,5-.2,0позволяет повысить структурно-механические показатели предлагаемогораствора.При отсутствии кальциево-магниевой агрессии добавки госсиполовойсмолы позволяют получить более выкие прочностные характеристики соленасыщенного (по М аСЦ бурового раствора по сравнению с растворами, об"885244 Таблица 1 Состав буровогораствора Содержаниеионов кальция, мг/л Свойства бурового раствора,прогретого в течение 6 ч при 120 С Содержаниеионов магния,мг/л Опыт Э 1 г/смВсмза30 М 1,50 120 3/6 3,0 1,0 2 Проба 1 + 0,5 СМЪД1,50 80 15/43 3, О 1,0 3 Проба 1 + 3,0 СИАД1,48 60 47/92 3,0 1,0 4 Проба 1 + 0,5 госсиполовой смолы 1, 50 75 23/54 2, 0 015 5 Проба 1 + 2,0 госси оловой смолы 1,48 60 45/114 2,0 . 0,5 6 Проба 2 + гипс+ карналит1000-1200 600-800 1,5065 48/102 3,0 1,0 1000-1200 600-800 1,48 63 69/162 2,5 0,5 9 Проба 5 + гипс+ карналит Таблица 2 Свойства бурового раствора,прогретого в течение 6 чри 160 фС Содержаниеионов кельция,мг/л Состав буровогораствора Опыт Ку мм 3Т, с СНСг/Ьм 1/10,мг/см 1,50 140 0,3 3,0 1,0 2 Проба 1+0,5 СИА 3-1(по МаСЦ буровой раствор, стабилизированный 2 крахмала 1 Соленасыщенныйбуровой раствор стабилизированный 3,0 КИЦСодержание ионов магния, мг/л СНС1/10.,мг/см В см за 30 м1000-1200 600-800 1,48 130 3/9 4,0 1,5 Проба 4+гипс+карналит 1000-1200 600-800 1,49 56 30/85 3,0 1,0 Проба 5+гипс+карналит 1000-1200 600-800 1,48 62 43/124 2,5 0,5 3-10 Формула изобретения 30 1-32-33-23, 93-55-2,0альное 20,35 Ост Составитель Д.ВайнерРедактор С.Крупенина Техред А.Савка , Корректор М,Коста Заказ 10445/33 Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Буровой раствор, содержащий глину, разжижитель-лигносульфонат,стабилизатор, например карбоксиметилцеллюлозу, или крахмал, хлористый натрий и структурообразователь, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества раствора эа счет повышения его солестойкости в условиях кальциево-магниевой агрессии до 160 ОС, в качестве структурообразователя раствор содержит госсиполовую смолу и дополнительно хлористый калий, причем соотношение компонентов следующее, мас.%; Свойства бурового раствора, прогретого в течение 6 ч при 160 ОС ГлинаРазжижитель-лигносульфонатСтабилизаторХлористый натрий Хлористый калий Госсиполовая смола Вода Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Труды ВНИИБТ, М., вып.ХХУП,1971,с,20. 2. Авторское свидетельство СССР 9 202027, кл. С 09 К 1/04, 1971