Способ обработки бурового раствора

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Клз с присоединением заявки Йо С 09 К 7/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Е.И.Абрамова, А.И.Матвиякин, В.М.Лимановскйй, С;А.Гарьян-, ". А.И.Коэубовский, М.Р.Мавлютов и Н.Л.Шавелев Всесоюзный научно-исследовательский ииститут по креплЕниЮ скважин и буровым растворам(54) СПОСОБ. ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА Изобретение относится к технологии приготовления буровых растворов,используемых при бурении нефтяных игазовых скважин в высококоллоидальных зглиностных отложениях,Известен способ обработки буровыхрастворов путем введения хлористогокалия Щ .Однако для поддержания технологических параметров хлоркалиевых буровых растворов на необходимом уровнетребуется большой расход реагентов(стабилизаторов,. раэжижителей).Известен также сПособ химическойобработки буровых растворов путемвведения в него кремнийорганическойжидкости, например водно-спиртовойраствор мононатриевой соли этилсилантриола (ГКЖ) или метилсилантриола,(ГКЖ), Кремнийорганические жидкости проявляют ингибирующее действиена глинистые породы за счет адсорбциимакромолекул полимера на частицахглины, в результате чего на их поверхности образуется гидрофобнаяпленка. Наличие такой гидрофобной .пленки способствует уменьшению набу.хания и пептиэации выбуриваемых глинистых пород, снижению структурномеханических показателей и повышению 30 термостабильности бурового раствора 123.Однако вследствие того, что Кремнийорганические жидкости обладаютвысокой щелочностью одновременно спроцессом гидрофобизации наблюдаетсяинтенсивная пептиэация выбуриваемойглинистой породы, которая к тому жепротекает с большей скоростью. Этоснижает ингибирующнй эффект от применения кремнийорганических жидкостейпри обработке ими буровых растворов.Цель изобретения - повышение ингибирующей способности бурового раствора, обработанного кремнийорганической жидкостьюПоставленная цель достигается тем, что перед введением в буровой раствор кремнийорганической жидкости(ГКЖ,11) ее смешивают с негидролизованным полиакриламидом (ПАА) в соотношении 1:20, причем негидрализо" ванный полиакриламид (ПАА) вводят в количестве 0,005-0,025 к объему бурового раствора.Набухание глинистого шлама в среде, содержащей кремнийорганическую жидкость и полиакриламид, значительно меньше, чем в воде, обработанной только одним ГКЖ.Этот эффект достигается тем, что при использовании кремнийорганической жидкости в комплексе с полиакриламидом происходит частичный щелочной гидролиз полиакриламнда, В про" цессе гидролиза расходуется щелочь, содержащаяся в кремнийорганическойжидкости. Поэтому щелочность системы, содержащей ПАА и ГКЖ(11) меньше, чем щелочность раствора одного ГКЖ(11) той же концентрации. Этс обуславливает снижение пептизирующего действия на глинистые породы буровых растворов, обработанных ГКЖ(11) в комплексе с ПАА, по сравнению с растворами, содержащими одну кремнийорганическую жидкость. Тем самым создаются более благоприятные условия для гидрофобизирующего действия макромолекул ГКЖ(11) на глины. Кроме того, в результате гидролиза полиакриламида усиливается его флокулирующее действие, оказываемое на глинистые породы, по сравнению с негидролизованным полиакриламидом, что объясняется появлением в гидролизованном полиакриламиде наряду с неионогенными амндными функциональными группами анионоактивных. Таким образом при использовании для обработки буровых растворов кремний- органической жидкости в комплексе с полиакриламидом проявляется синергеатический эффект.В качестве исходного бурового раствора использовали 15-ную суспензию глинистого шлама Самотлорского месторождения. Для обработки глинистой суспензии предварительно готовят раствор полиакриламида в среде кремнийорганической жидкости при следующем соотношении компонентов, : сухой гранулированный полиакриламид марки ПАА-ГС, содержащий 50 активного вещества 2, товарная кремнийорганическая жидкость ГКЖ-20 и вода 78.Раствор готовят следующим образом.В расчетное количество воды, подогретой до 40-50 фС, вводят сухой полиакриламид и перемешивают до частичного его набухания, затем добавляют товарную ГКЖи перемешивают до полного растворения полиакриламида. Приготовленным раствором обрабатыва.ют 15-ную глинистую суспензию в количествах 0,5-2,5 к объему исходного раствора, что составляет в пересчете на ПАА (активное вещество) 0,005-0,025 и ГКЖ(товарную)0,1-0,5.Для сравнения был также приготовлен 15-нчй раствор глинистого шламаСамотлорского месторождения, обработанный 0,1-0,5 ГКЖбез полиакрил амида.У растворов замеряли технологические показатели при 20 С и после прогрева при 100 С в течение 6 ч. Кроме того, определяли содержание коллоидной фракции глины в приготовленныхрастворах и после добавления в них1,2,3 сухого измельченного глинистого шлама. Определение коллоиднойфракции также осуществляли как,цопрогрева, так и после. При замерахпоказателей растворов и определениив них коллоидной фракции использовали стандартные приборы и методики.Показатели набухаемости глинисто го шлама Самотлорского месторожденияв различных средах приведены втабл. 1Зависимость технологических показателей глинистого раствора и содер жания в нем коллоидной фракции отспособа химической обработки приведена в табл. 2.Как видно из данных, приведенныхв табл. 2. наименьшее содержание колЗр лоидной фракции глины в приготовленнном растворе и минимальное нарастание ее содержания при добавках глинистого шлама наблюдается в растворе обработанном ГКЖсовместно сполиакриламидом. Таким образом, обработка гличистой суспензии ГКЖ в комплексе с полиакриламидом являетсяболее эффективной в отношении придания бурому раствору ингибирующегодействия на глинистые породы, чем 40 обработка одной кремнийорганическойжидкостью. Помимо этого предлагаемыйспособ обработки отличается простотойтехнологии применения и малым расходом реагентов. Глинистый раствор об работанный ГКЖсовместно с ОААимеет лучшие структурно-механическиепоказатели, низкие значения водоотдачи и рН, небольшую толщину фильтрационной корки (т.к.)ф 0 Ожидаемый технико-экономическийэффект от использования изобретенияможет быть получен за счет повышениямеханической скорости бурения, снижения расхода реагентов для обработки у бурового раствора, сокращения затратна строительство сбросового амбара ирекультивацию земли,К 1 0,68 1,68 0,13 0,26 6,50 0,72 0,27 1,72 0,34 0,21 0,73 0,28 1,73 12,10 0,14 0,40 0,37 9,85 1,37 0,47 0,10 0,29 1,29 10,25 коэфФициент, показывающий степень набухания;отношение объема жидкости набухания кобъему сухих частиц;объем жидкости, поглощенный 1 г сухого вшества мл К 1Характеристика средынабухания Дистиллированная вода 0,1-ный раствор товарного ГКЖ11,45 0,5-ный раствор товарного ГКЖДистиллированная вода + 0,005 ПАА + 0,1ГКЖДистиллированная вода + 0,025 ИАА +.+ 0,5 ГКЖПримечание: К=К+1 -Характеристика набухаемости пробы Пластическая йрочность набухшей пробы, 01 МПа2 х ф х Ц д 3 О 1 Х1 Х 11 О 361,4 1 ъ.1 О 3о хгЦ 1 Оод1 ) сч ф с, с -3 3 ю мсЮ ЮЮ СЧсЮ Ю ОЪ Р 3И3 Н И 3",охднехнх ае оцо аоофооо н 1 Ю11 ОЪсь Ю ф Ю М 3 ОЪ 1 Х 1 1 6 1 1 Э 1 1 сч о 1 1 3 Р,х Фо охеа де о Н 3;ОД 0 Д 3 Н еооо анхаооа Ю Ю Ю Ю.1с с с 1 Ч3 ьЮ -1 1 1 1 Ч 1 11 1:Оо 1 о 3 а 1 аи 1 Ф П 13 еде 1 1 1 1 1 о Ю Ю Ю СЧ Ю СЧ Ю Ю Ю СЧ Ю Ю СЧ Ю 1 1 1 1 1 1 1 1 11 ф л ОЪ и Ю с х 1 с 1 ЮО ах 1 ОЦ до нх о о 1 ЕХОЪ ОЪ сЮ Ю 3 ОЪ 3 Л сг с с О Ю ЮОЪ фУ сч м Ф с с с 0 Ю Ю Ю Ю Ю СС 3 ОЪ с с с ОЪ ОЪ ОЪ Р ОЪ М с с Ю Ю Ю891746 Составитель А.БалуеваРедактор В.Иванова Техред И. Гайду Корректор С.Шекмар Заказ 11148/37 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 формула изобретенияСпособ обработки бурового раствора путем введения в него кремнийорга- нической жидкости, о т л и ч а ю - ш и й с я тем,.что, с целью повышения ннгибирующей способности раствора, перед введением в раствор кремний-органической жидкости ее смешивают с негидролизованным полиакриламидом (ПАА) в соотношении 1;20, причем негидролизованный полиакриламид (ПАА) вводят в количестве 0,005-0,025%к объему бурового раствора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новиков В.С. и др. Результатыпроьаюшленных испытаний калиевогораствора. - "Бурение", 1977, Ю 6,с. 32-36. 2. Авторское свидетельство СССР9 3253342 кл, С 09 К 7/02.