Буровой раствор

(71) Волго-Уральский научно-исследотельский институт по добыче и переработсероводородсодержащих газов(56) Булатов А.И, и др. Справочник по прмывке скважин М.: Недра, 1984, с.49-50,Авторское свидетельство СССРйг 1208063, кл. С 09 К 7/02, 1984,(57) Изобретение относится к бурентяных и газовых скважин в разрезженных плотными, неустойчивымии аргиллитами, в том числе с переслем солями. Цель - повышение качерового раствора (БР) эа счет улучшкрепящих свойств. Раствор содержи аке Р Фоию неф ах, сло глинами аивани ства бу ения его т следу Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин в разрезах, сложенных плотными, неустойчивыми глинамии аргиллитами, в том числе с переслаиванием солями.Цель изобретения является повышениекачества бурового раствора за счет улучшения его крепящих свойств,Буровой раствор содержит глину, реагент-стабилизатор, калийсодержащий минерализатор, плав - отход производствапротивоэадирной присадки к смазочныммаслам - и воду при следующем соотношении компонентов, мас,%:Глина 5 - 30Реагент-стабилизатор 1 - 4,5 - 15 3,0 - 18Остальное ащего минеражет содержать ю соль МИН нта-стабилизарахмал или их держ ор мо лексну реаге ЛС, к уемыи в буровом т собой термиче астворе плав и обработанГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ющие ингредиенты при их соотношении, мас.%: глина 5 - 30; реагент-стабилизатор 1 - 4; калийсодержащий минерализатор 3,5- 15,0; плав - отход производства противозадирной присадки к маслам 3 - 18; вода остальное, В качестве калийсодержащего минерализатора БР содержит хлорид калия или комплексную соль МИНили МИН, а в качестве реагента - стабилизатора - КМУ, КССБ, ФХЛС, крахмал или их сочетание, Используемый в БР плав представляет собой термически сработанные (при температуре 1000 - 1060 С) отходы производства противозадирной присадки к смазочным маслам, получаемые на стадии очистки осерненных фракций полимера - амина или тетрамера пропилена. Основными компонентами плава являются Ма 2504 92-94%; СаЯО 4 0,5-2% и ИаО 0,5 - 2%, Приготовление БР заключается в перемешивании входящих в него игредиентов.2 табл. КалийсодержащийминерализаторПлав - отходпроизводствапротивозадирнойприсадки ксмазочным масламВодаВ качестве калийслиэатора буровой растхлорид калия или компи МИН, а в качестветора - КМЦ, КССБ, ФХсочетание.Использпредставляе10 15 утяжелителем в количестве до 40 для по-,:, .лучения требуемой плотности р).П р и м е р(раствор 7, табл,1), В емкость,55 ные (при температуре 1000 - 1060 С) отходы производства противозадирной присадки к смазочным маслам, получаемые на стадии очистки осерненных фракций полимера - амина или тетрамера пропилена.Плав имеет следующий состав, мас, : Йа 2504 92-94 йаС 0,5 - 2 Са 504 0,5 - 2 Ее 20 з, РеО 0,01 - 0,05 МагО 0,001 - 0,02 Вода 0,01 - 2 Нерастворимый осадок 0,01 - 2 Буровой раствор получают в следующей последовательности,В глиномешалку или металлическую емкость, сходную для перемешивания, набирают воду, добавляют щелочь, вводят глинопорошок, Глинистый раствор тщательно перемешивается до получения слабоструктурирован ной суспензии. Добавляют реагент-стабилизатор и тщательно его смешивают с глинистым оаствором. Вводят электролиты: сначала плав - отход производствапротивоэадирной присадки к смазочным маслам, перемешивают до полного растворения, затем хлорид калия или МИН, или МИН. Смесь интенсивно перемешивают в течение 1,5 - 2 ч, после чего замеряют его технологические показатели, оценивают крепящие свойства. При необходимости в буровой раствор вводят смазочную добавку, например нефть в количестве 10 или СМАД 1-2 , или графит 1 ф .При необходимости буровой раствор может быть утяжелен баритом или другим удобную для перемешивания, объемом 1200 мл набрали 750.мл воды, добавляли 50 г глинопорошка (бентонит иджеванский), перемешивали лабораторной мешалкой до получения слабоструктурированной суспензии, затем вводили 10 г КМЦ, 10 г КССБ,добавляли 30 г плава, смесь компонентов перемешивали в течение 10-20 мин до полного растворения плава и добавили 150 г МИН. Смесь компонентов бурового раствора перемешивали в течение 1,5 ч, после чего замеряли технологические показатели, оценивали крепящие свойства,В табл.1 приведены рецептуры и технологические свойства растворов,В табл,2 показано влияние вида ингибитора разупрочнения на свойства растворов.Для приготовления буровых растворов(табл,1) испольэовали глины трех типов -20 25 30 35 40 45 50 бентонит модифицированный монтмориллонитового типа, бентонит иджеванский -опыты 1,4 7-11,27, глину каолинитового типа - опыты 5, 12 - 16, гидрослюдистую глину пермотриасовых отложнений - опыты 6,17 - 26,В качестве электролитов использовали КС - опыт 1, МИН- опыт 2, МИНсовместно с М 9 С 2 - опыт 3, плав - опыты 4 - 6 плав + МИН - 1 в опытах 7 - 11, плав+ КС - опыты 12 - 16, плав+ МИН- опыты 17 -26.В качестве реагентов стабилизаторов в составах буровых растворов использовали следующие: КМЦ+КССБ - опыты 1 - 5;КССБ+крахмал - опыт 6; КМЦ - опыт 14, КССБ - опыты 8,9; крахмал - опыт 19; КМЦ+ КССБ - опыты 7,10,11,17; КМЦ+ФХЛС - опыты 20,23,25; крахмал+КССБ - опыты6,13,17,21,22,24,26; крахмал+ФХЛС - опыты 12,16; КМЦ-ФХЛС - опыты 20,23,25,Замер технологических показателей производили в соответствии с общепринятыми методиками.Крепящие свойства бурового раствора оценивались по коэффициенту устойчивости аргиллита,Эксперимент, с аргиллитами производился по следующей методике: 20 г воздушно-сухого аргиллита (т) с размерами частиц от 1-5 мм, помещали в сосуд емкостью 0.5 л, содержащий 300 мл фильтрата испытываемого бурового раствора, и производилось обкатывание сосуда с его содержимым в течение 64 ч. При этом применялось специальное вращающее устройство. Общее время контакта аргиллитов с фильтратами бурового раствора составило 264 ч. Разрушенными считали частицы аргиллита с диаметром менее 0,5 мм. После обкатывания содержимое сосуда переносилось на сито с диаметром ячеек 0,5 мм и промывалось водопроводной водой. Остаток аргиллита высушивался до постоянной массы (а) в сушильном шкафу при 105"С, КоэффицЪе 1 т устойчивости определяется как выраженное в процентах отношение массы остатка на сите после высушивания(в) к первоначальной массе аргиллита (гп) К, = - " 10003Для. получения удовлетворительных технологических показателей условной вязкости (УВ) статического напряжения сдвига (СНС) и водоотдачи (Ф) в состав бурового раствора вводится реагент-стабилизатор, Расход реагента-стабилиза 1641851тора в составе раствора составляет 1-4 мас.(табл.1),Для получения удовлетворительных структурно-механических показателей УВ и СНС расход глины составляет 5 - 30 ф.При содержании глины менее 5 ф структура в растворе снижается - невозможно производить утяжеление (опыт 27), При содержании глины более 30 буровые растворы имеют высокие значения структурно- механических показателей и требуется дополнительная обработка раствора для дальнейшей его эксплуатации (опыты 25, 26),Буровой раствор, содержащий только хлористую соль, например, КС 1, МИНили МИНсовместно с бишофитом (опыты 1,2,3) имеет недостаточно высокий коэффициент устойчивости к разрушению аргиллита Куст = 84-80,02 и неудовлетворительные показатели структурно-механических свойств - УВ и СНС.Буровой раствор, содержащий только плав - отход противозадирной присадки к смазочным маслам - имеет удовлетворительные показатели структурно-механических свойств, невысокий коэффициент устойчивости аргиллита, на одном уровне с раствором, содержащем хлористую калиевую соль (опыты 4 - 6).Наибольшой коэффициент устойчивости аргиллита показывают буровые растворы, содержащие с своем составе плав - 3,0- 18 совместно с КС или МИН, или МИНв качестве 3,5 - 15 Повышение К достигается за счет синергетического эффекта от действия ингредиентов раствора (табл.2). Коэффициент устойчивости аргиллита растворов, содержащих сульфат натрия, соответствует 73,2 - 77,1 (см. примеры 3 - 6), Растворы, содержащие в.качестве добавки плав, имеют более высокий коэффициент устойчиво сти аргиллита 80 - 84,2 (примеры 6-8),При концентрации плава менее 3,0 происходит снижение коэффициента устойчивости аргиллита, примерно на 5 - 7; (опы Формула изобретения Буровой раствор, включающий глину, реагент-стабилизатор, калийсодержащий минерализатор и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества бурового раствора за счет улучшения его крепящих свойств, он дополнительно содержит плав - отход производства противозадирной присадки к смазочным маслам, при следующем соотношении компонентов, мас.:Глина 5 - 30 Реагент-стабилизатор 1 - 4Калийсодержащийминерал изатор 3,5 - 15,0 Плав - отходпроизводствапротивозадирнойприсадки ксмазочным масламВода 3 - 18 Остальноеты 11,16,21), Концентрация плава более 18 не предлагается ввиду ограничения растворимости плава при 20 С и неспособностью к дальнейшему улучшению коэффициента устойчивости (опыт 27).Ввод калийсодержащего электролита в состав бурового раствора менее 3,5 и более 15 ф также снижает коэффициент устойчивости аргиллита на 5 - 7 (Куст 93,22 - 85,15) (опыты 10,11,15,16.20,21,26) против предлагаемых составов растворов, имеющих более высокий коэффициент устойчивости аргиллита 97,2-98,0 .Использование в буровых растворах до 33 калийсодержащего минерализатора без добавок плава не обеспечивает достаточного крепящего эффекта Куст 86 - 86,2 (см, примеры 1,2), в то время как при совместном их применении коэффициент устойчивости аргиллита достигает 96,1-96,5;, Совместное использование известных добавок количественно усиливает крепящее свойство состава.Указанные положительные качества раствора предопределяют вазможность его использования в промысловых условиях.16 Л 1851 С 4 СО СЧ О СЧ О р о О а Ф О О СЧ О 1, (О О СС 4С О Ч СЧ л й а а счО, с о Г-- СЧ О ф ю г. а О ф ф - О Л ф ф - - г И О) О С СВ Ю СТ О ф О) О) О) О) ОЪ ф О) О СВ Ю О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О О Л СОСОСОаГ)ОааФФа 1 Л 1 ЛФ 4 ЛаФ "4 Фа 4 фулф:3 4 ООЧУ СЧЧДф ЧОЧ Ос сч сэ г) сч - сч сч сч - ч сч ч сч О сО г- о "4 С""ъК , " . съсщ Ъ..Г 3 Ю О СЧ О 1 СО 1 Л СО 1 Л СЧ Ф 1 ЛГ 3 О О О Л О- с- СЧ СЧ- с- ч - т- к - с- ч - т - СЧ Г) С 3 СЧ С О Ч О Со (О О Ч ОСо СЧЧ СО С 4 О - Л СО СЧ СЧ Сф) С) Г) - СЧ Г) С) Г) Г) Ч Г) Г) СТ С а а О) ОЪ сЧ О Х 1 Л Я О ф СО СО О Ч О Ч Ч СЧ СЧ с - СЧ 4 Ч Ч СЧ Ч О( СКс:Г Р 7 фФ сФ СЧ Чс Ч- СЧоооао о оо ол о о- СЧ Ч- СЧ С 4, Ч Ч Ч Ч Г) о о ао О СЧ а, О а л О О О О О О О О О О О О О Л с- ч- с- " Ч С 4 Ч СЧ Ч Сф) Г) Г) Г) о о а о о ффсч)а оОООафОооООг; О СО ф сОа СО Ог Ф т лооаа мг г"- ф Сф) О ф Ф ф СЧ О Ф Ф СЧ СЧ Ф Й Сф Сф) СЧ Сф) СфЪ СЧ СЧ ООООООООООО О О й г Ф й г г СЧ (О О С 1 Сб г СЧ СЧ г СЧ СЧ СЧ СЧ Сф) 1 1 -фр 1 1 1 1 1 гС) ОООООО С) ффС) С) Е) Дйфс Д 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ййООООООййй ООООООООООО