Утяжелитель для глинистых буровых растворов

09) ( СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 994 9 К 7/00 ОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МДетельСТВУ/см, онсидерит принентов,.%, Бар т 60 рит 20 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И, ОТНРЬГЬИ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исспедоватепьокий и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механ-. обрф и Всесоюзный научно-исспедоватепЬ- ский институт по креппению скважин и буровым растворам(56) 1, Рязанов. Счравочник по буровым растворам. М., "Недра, 1979.2. Патент США % 3684709, ф кп. 252-855, опубпик. 1972 (прототип).(54) (57) УТЯЖЕЛИТЕЛЬ ДЛ ТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРО ший барит и добавку, о т п и щи йся тем, что, с цепью раствора до ппотности 2,16 в качестве добавки содержит следующем соотношении комп,0 80-50 0 -100 8 1,8 ь утяжепитепя осуществляется, в основном,карбоната барита - минерала витерита. Растиэа счет поро ьтаты специапьных испытаний с рке реопогических параметровв х растворов, утяжеленных барито- ния Рез питепями, приведены пе термостатироватовыми , 2 (до пиИзобретение относится к нефтянойпромышпенаости и может быть испопьэоваво дпя утяжеления буровых растворов при бурении нефтяных и газовыхскважин. 5Извество применение в качестве утяжепитепей гематит и магнетит Я .Однако их применение ограничено.Наиболее бпизким техническим решением к изобретению является утяжепитепь Юдпя глинистых буровых растворов, содержащий барит и добавку Я,Недостатком известного утяжепитепяявпяется добавпение к бариту, имеющему удельный вес 44-4,5 г/см, отно3ситепьно "негких" устричных раковин судельным весом 2,6-2,7 г/см . Таким, образом, удепьный вес смешанного фбарито-устричногоф утяжепитепя будет, исходя из указанной пропорции смеси, порядка 3,6-4,04 г/см, т.е. гораздо ниЭжечем утяжепитепя из одного барита,Это уменьшает максимальный удепьныйвес, который могут иметь гпинистые раотворы, утяжеленные фбарито-устричными 25утяжепитепем, и вызывает эначитепьныйрасход самого материала утяжепитепя.Цепью изобретения является утяжеление бурового раствора до плотности2,16 г/см.30 Поставпениая цель достигается тем,что утяжепитепь дпя гпинистых буровыхрастворов, в качестве добавки содержитсидерит при следующем соотношениикомпонентов, вес,%:, Варит 60-80Сидерит 20-40Известно, что минерап сидерит ГеСО,хорошо растворяется в сопяной кислоте(этим же свойством обладают и устричные раковины) и имеет сравнительно.высокий удельный вес - 3,7 - 3,9 г/см .Дпя проведения исследования готовятразличные барито-сидеритовые утяжепитепи. Дпя этого в системе черной метаппургии используют баритовые утяжепители - баритовые фпотационные концентраты комбината Ачпопиметапп" маркиКБи сидеритовую руду Бакапьскогоместорождения после дробления и грохочения (содержание железа не менее 30%).Соотношение барита и сидерита 60-80%барита и 20-40% сидерита обуславливаетнаиболее оптимальные свойства утяжеленных гпинистых растворов,Б табл.1 приведены значения утяжеляющейспособности (удельного веса) и растворимости и соляной кислоте баритового концентрата, сидеритовой руды и смеси этих продуктов при разном их соотношении./О ФВт с СОВ ЮД тЧОФС т- й СЯ О О) (О Я тЧа во вв аосоа соаВ с- тЧ г" Фй СЧ счев о гамаа тЧСОСОСО асйФо лова всО сО йвай сй5 1039П р и м е р 1. Свойства предлагае-мого барито-сидеритового утяжвлитепя, состоящего иэ 80% барита и 20% сиде рита (табл. 1 и 2).Плотность утяжеленного раствора с 5 применением смеси довопьно высокая 52,14 - 2,16 г/см . Растворы с таким высоким удельным весом, могут применяться при бурении трудных, ответственных скважин, Весьма важное .свойство 10 смеси - растворимость порядка 30% утяжепителя при подаче сопяной кислоты (табл. 1.)Капьматиромние трещин пор и т.п. при бурении отрицательно впияет на вызов 15 притока из продуктивного пласта, В спучае же вскрытия продуктивного горизонта на растворимом в соляной киспоте утяжепитепе, перед вызовом притока, в скважину,закачивается; рмпон иэ 12%- 20 ной НОГ (объем 5-8 м ) и частично эадавпивается на погпощение в ппаст. Сидерит в этих условиях растворяется,а оставшийся барит как бы создает пористую среду дпя более свободной финырации флюида из ппаста,Опредепенная вязкость по СПВдотермостатирования составляет не более60, а поспе термостатирования - 38 с(табп. 2). Это впопне приемлемые покаэатепи, так как вязкость по СПВнедопжна превышать 60-70 с. Статическоенапряжение сдвига (СНС,мг/см ) эа21 мин до подогрем несколько боньшедопустимых значений дпя смесей с 303540% объемного содержания утяжепитепя вв растворе (следует добавить нескопькобольше универсального реагента дпя разжижения (окзила), а поспе 10 мин значение СНС равно 219 мг/см (при норме40до 250 мг/см ). Поспе термостатиро 2вания СНС за 1 мин 45, за 10 мин 90 мг/см . Динамическое напряжение2сдвига (ДНС) является приемпемым штрядка 150-180 дин/см .2 45Для рассматриваемой смеси (80+20)ДНС составляет 21-144 до прогрева и30 дик/см поспе прогрева. Ппастичеокая вязкость не допжна превышать 50 сП,Измерения показывают, что до прогревавязкость составляет 14-44, а поспетермостатирования - 45 сП,П р и м е р 2. Свойства предпагаемого барито-сидеритового утяжелитепя,состоящего из 70% барита и 30% сидери та (табл, 1 и 2).Пдотность утяжеленного глинистогораствора составляет 2,09-2,11 г/см,а растворимость утяжепитепя в солянойкислоте порядка 38% от твердой фазы.Это свойство растворимости весьма положительно и. сказывается на вызовепрочного из продуктивного пласта. Вяэкость по СПВ- 25 до прогрева и пооле прогрева 33 с, СНС за 1 мин 2178 с эа искпючением 30% объемного содержания утяжелитепя, поданного в гпинистый раствор, где СНС эафиксиромно(без окэила) 180 с.Поспе термостатирования СНС за1 мин 21 с (норма не бопее 120 с),СНС за 10 мин 39-1;3 и 45 с, ДНС27-168 и 35 дин/см . Ппастическаявязкость составпяет 11-29 и 15 сПП р и м е р 3. Свойства предпагаемого барито-сидеритового утяжепитепя,состоящего из 60% 6 арита и 40% сиде рита.Плотность утяжеленных глинистых растворов 2,03-2,06 г/см, что позвопяетприменять их при массовом бурении(бурить до 90% скважин).Растворимость укаэанного барито-сидеритового утяжепителя в 1 2%-ной сопяной кисцоте при нагреве до 100 С высокая, равная 45% (табп. 1),Параметры гпинистого раствора (табп.2).Вязкость по СПВ23-53 и 50 с,СНС за 1 мин 15-83 и 63 мг/см,СНС за 16 мин 31-150 и 141 мг/см,ДНС 25-114 и 141 дин/см . Пластическая вязкость составпяет 20-28 и 30 сП.Весьма важным параметром дпя утяжепитепей является содержание водорастворимых солей и в том числе капьция. Барито-сидеритовые утяжепители впредла гаемом соотношении (60-80% барита и 20-40% сидерита) содержат 0,25-0,3% ,водорастворимых соней и в том чиспе кальция 0,036-0,044%, что соответствует ГОСТ 4682-74 на баритовый концентрат - утяжелитепь, т,е. добавляемый сидерит к бариту не увеличимет содержание водорастворимых сопей,Таким образом соотношения для утяжелителя смеси сидерита и барита и по реологическим параметрам вполне удовлетворяют требомниям, предъявляемым к утяжелителям, и могут получить широкое распространение при бурении нефтяных и газовых "кважин, а также как специальные сорта утяжепителей (имеющие хорошую растворимость твердой фазы) при вскрытии бурением продуктивных горизонт.в,уЛг А. ВЕпуеВН 8 Йт,-;-". МКорре ОСТОВ Редактор Р. Бипща ор О. Тнгор ж 639 ",.:",;: Подпн арственного,коьатета СССР эобретеннй й,"тиры тнй ква, Жаушская наб.Заказ 1 5/25 ВНИИ Тира ПИ ГосудВЛВМ И , Мос О ИО И 3035:, фд сз ДПредлагаемая смесь дпя утяжелитепя .является и более дешевым продуктом, так как сидернтовая руда, добавленная к баритовому концентрату," имеет стоимост порядка 6-7 руб. эа тонну (такая жепе ная руда из-еа низкого содержания жеп эа в сидерите мало ислопьэуетая в черн 8ртчи), а баритовый Ыонцентразобразный-70 руб за тонну,ешаймый жеИИтеиь дешвиюе Наруб. чем баритобый. Учитываяость в предлагаемом утяжепитепе,ожидать экономический еФфект по,5 мпн. руб. в год.