Буровой раствор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совэ СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 968048(51) М. Кп,з С 09 К 7/02 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53 УДК 622. 243. . 144. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 231082(54) БУРОВОЙ РАСТВОР Изобретение относится и области бурения неФтяных и газовых скважин, а именно к получению ингибиро ванного, стойкого к поливалентным катионам Са и Но алюминизированного бурового раствора.Известен алюминизированный буровой раствор, содержащий глину, алюмоаммонийные или длюмокалиевые квасцы, реагент - полимер, (полисахарид, полиакрилат) и разжижитель - хромлигносульфонат.Алюминизированные буровые растворы получили распространение как у нас в стране, так и эа рубежом в качестве промывочных систем с низким содержанием твердой фазы, используемых в сильноувлажненных неустойчивых глинах монтмариллинитового типа. Основным ингибирующим компонентом этих систем являются, соли алюминия алюминиевые квасцы, которые при вводе в буровой раствор, имеющиЙ рН = 7-10, образуют химически активное вещество гель гидроокиси алюминия. Гидроокись алюминия; адсорбируясь на глинистых минералах, блокирует их активные центры, повиаая устойчивость стенок скважины и препятствуя диспергированию выбуренной породы Г 1.Недостатком этого бурового раствора является то, что при агрессииполивалентных катионов кальция,имагния показатели его свойств ухудшаются, а при повышении влажностиглинистой породы ингибирующее дейст вие гидроокиси алюминия значительно снижаютсяВ высокощелочной среде (рН 7 11)гидроокись алюминия переходит врастворимое соединение - алюминат 15 натрия, КОторый не спОсобен участвовать в катионообменном процессе. Для их разжижения используются . лигносульфонаты, которые вводятся в. больших количествах, что приводит к вспениванию, Алюминатные буровые растворы оказывают недостаточное ингибирующее действие.В основном, они используются как системы для разбуривания хемогенных пород. Алюминатные растворы Ьбрабатываются большими количествами эфиров целлюлозы и лигносульфонатов,Из-эа слабого ингибирующего действия в алюминатный буровой растворьное раст- лоная ностьется ьюжет переходить значительное количество глинистого материала.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяалюминиэированный буровой раствор,содержащий следующий состав,мас.%:Глинопорошок 8",0-12,0Алюмокаливые илиалюмоаммонийныеквасцы 0,2-0,5Мылонафт, 0,5-3,0 ЧОПолимерный реагентстабилизатор(КМЦ, гипан, мотас,М) 0,3-0,5Разжижитель в .окэил 0,5-0,8 Ч 5Каустическая сода 0,3-1,0Нефть 10,0-20,0Вода ОстальноеВ основе этого состава буровогораствора лежит совместное использо Ованне алюминиевых квасцов и мылонафта. В результате взаимодействияэтих химических веществ в буровом.растворе образуются одно-.,цвух- илитрехоснонные алюминиевые мыла, кото.рые, адсорбируясь на поверхностиглинистой породы, предотвращают еегидратацию и диспергирование.Указанный буровой раствор широкоиспользуется для бурения в сложныхгеологических условиях ( 2 1.Недостатком Известного раствора,является ухудшение реологическихсвойств его с ростом забойных темпе"ратур свыше 160 СС, связанное с загустеванием системы, вызванное.использованием мылонафта,Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за,счет повышения его термостойкостидо 180 С. Улучшение реологических ,40свойств и снижение расхода реагентов-,разжижителей (окзила, КССБ,ФКЛС),Поставленная цель достигается темчто буровой раствор, содержащий ".глинопорошок, воду, алюминиевые квасцы, реагент-стабилизатор нефть, гидроокись натрия в качестве ингибирувщей добавки, обеспечивающей создание на глинистой породе хемосорбционного гидрофобного экрана раствор содержит госсиполовую смолу приследующем содержании компонентов,мас.Ъ:Глинопорошак 8,0-12,0Алюминиевые55квасцы 0,2-0,5ГоссиполоваясмолаРеагент - стабилизатор 0,3-0,7Разжижитель 0,3-0,5 60Нефть 8 0-1 0Гидроокись натрия 0,5-1,Вода ОсталОсобен ю предлагаемоговора явля то, что госсипо 5.ЬО НО СН СНИ С , СН, и С ск ф Омыляемая часть госсиполоной смолы составляет примерно 80 ее состава, Молекула основного компонента, представляющая собой полимер, н результате взаимодействия с каустиком образует натриевую соль, которая обеспечивает разжижение бурового раствора. Строение цепи н молекуле (соответствующее сочетание фенольных ядер) определяет термостойкость этого вещества до 250 С.П р и м е р, Для получения раствора приготавливают водоглинистую суспензию серигвхского бентонита на пресной воде со следующим соотношением компонентов: 9700 г. воды и 300 г глннопорошка.В приготовленнув нодоглинистую суспензию вводят 50 г сухого порошкообраэного КМЦ, 50 г окзила, 1100 г нефти и 10 г каустической соды,10 л исходного раствора отбирают для дальнейшей обработки, оставшееся количество раствора используют в качестве контрольной пробы 1 для замера параметрон исходного раствора. 10 л исходного раствора рвт на дне равные части. В пер нвоцят 15 г, а но вторую 25 иниеных квасцов. Затем весь раствор разделяют на 10 литровых гроб.3-ю и 6-ю пробу обрабатывают мылонафтом в количестве соответствен ,но 25 г и 35 г, а 4-ю и 7-ю госсиполовой смолой в количестве соответственно 25 г и 35 г. В качестве конт рольных, содержащих только алюминиеаэделявую г алвмсмола н щелочной среде(при рН 8,0-10,0) взаимодействует с гидро- окисью алюминия, образующейся при диссоциации алюминиевых (алюмокалиеных или алюмоаммонийных) квасцов. При этом образуется соединение способное образовывать прочные связи с актинныья центрами глинистого минерала.В результате хемосорбционного закрепления на глине алюминиевого производного госсипола вокруг реак" ционноспособных центров глины создается защитный гидрофобный экран, чем достигается высокая ингибирувщая способность бурового раствора, Кроме того, госсиполоная смола имеет и ряд других преимуществ, обусловленных ее строением.Структурная формула основного компонента госснполовой смолы имеет следующий видСНО ОН он снОвые квасцы, были оставлены пробы 2и 5 с содержанием квасцов в количестве соответственно 0,3 и 0,5,После указанной выше химообработки всех проб в пробы первой группы 1-4, вводят по 30 г в каждую глинопорошок иэ керновой глины Келесскогоместорождения, в пробы второй групры 5-7 по 50 г такого же глинопорошка в каждую пробу. Исследовались реологические свойства полученных пробраствора, их термостойкость и ингибирующая способность. Полученные данные приведены в таблице,Данные, приведенные в таблице, . 15 свидетельствуют о том, что пробы, имеющие в своем составе госсиполовую смолу, имеют более низкие фильтрационные и реологические характеристики, чем пробы с мзлонафтом. 20Для выяснения стойкости систем к действию поливалентных катионов были приготовлены пробы 8 н 9, в которые вводят по 20 г хлористого кальция. Раствор пробы 9 (с госсиполом)по сравнению с раствором пробы 8 (с мылонафтом) оказался кальций- стойким - после прогрева показатели его свойств не потерпели значительных изменений.Из таблицы видно, что алюминизированный буровой раствор с мылонафтом оказался термостойким до 160 С. Использование госсипола позволило повысить температурный предел применения системы до 180 С.В условиях Средней Азии этот раствор можнб применять в интервалах от 2000 до 4000.м.Использование предлагаемого раствора по сравнению с известным обеспечивает следукшие преимущества: сокращение расхода раэжижителя (окзила) - 10 т; сокращение затрат времени на проработку сужений ствола скважины и на разбуривание обва" ливающихся пород -430 ч эа счет повышения ингибирующей способности; снижение количества используемых долот (3-х шар.) - 8 шт. за счет сокращения числа проработок ствола скважины; снижениезатрат времени на спуско-подъемные операции ч за счет сокращения числа долблений; сокращение транспортных расходов эа счет перевозок реагентов и долот,фФ гЧг вфв ч Ю 18о 1 1 й 1 .1Я1 1 1 1 1 1 1968048 РазжижительНеФтьГидроокись натрияГоссиполовая смолаВода 0,3"0,58,0"12,00,5-1,02,5-3,5Остальное 0,2-0,5 Составитель Г.СапроноваТехред К.Мыцьо Корректор О.Билак Редактор Г.Волкова Заказ 8028/39 Тираж 661 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жр Раушская наб у д 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 Формула изобретенияБуровой раствор для бурения не" устойчивых отложений, соцержащий глинопорошок, алюминиевые квасцы, реагент-стабилизатор, разжижитель, неФть, гидроокись натрия, ингибирующую добавку и воду, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улуч" шения качества раствора за счет повышения его тормостойкости до 180 С, в качестве ингибирующей добавки раствор содержит госсиполовую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Глинопорошок 8,0-12,0 АлюминиевыеквасцыРеагент-стабилизатор 0,3-0,7 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Гуржиева Н.Г, и др, Использование бурового раствора, обработанного солями алюминия в сочетаниис реагентами - полимерами, при разбуривании неустойчивых отложенийфРНТС "Бурение". М., ВНИИОЭНГ,9 4,1977,5 2. Мариампольский Н.А. и др. Буровой раствор высокого ингибирующегодействия, - Бурение Р 12, М.,ВНИИОЭНГ1978 (прототип).