Реагент для обработки бурового раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО,14 С 09 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ 1-03 ении орораствора при одновременном повьппего селективно-флокулирующих и идораэрушающих свойств. Реагснт содер.от следующие ингредиенты при их соотношении, мас,Е: полиакрилонитрил8-12; каустическая сода 5-8; алюмокалиевые квасцы 3-5; бурый уголь 1525; вода остальное. Пригс тс вленпреагента заключается в щелочном гидролизе полиакрилонитрила в присутствии бурого угля и алюмока.,венькквасцов. В качестве источника полиакрилонитрила можно использовать от"ходы волокна нитрон, В буровой раствор реагент вводится и количестве5-7 мас.Ж. У растворов, обработанныхреагентом, хорошие селективно-флокулирующие свойства, выражающиеся восаждении грубодисперсной твердойфазы и в стабилизации коллоидной фазы. 7 табл,мокалиевы 3,0-5 15-2 БурыйВодаОн ввколичесВ ка Остальноой.рас гво ится в буро е 5-7 мас.У стве источни олиарил ни роизводст Реагент а воло нитрон.ют следующи готовл образом.690 г вводят 50 волокна н оды нагревают до 80-85 Сщелочи и 80 г отходоврон, Через 35-40 мин пе 8-1 2а 5,0-8,0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Д.А.Галимов, Б.А.Аидресон, Г.П.Бочкарев и З,М.Шахмаев (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР998484, кл. С 09 К 7/02, 1980,Авторское свидетельство СССР998485, кл. С 09 К 7/02, 1981.Авторское свидетельство СССР1189867, кл. С 09 К 7/00, 1984. (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, Цель - повышение способности улучшать кольматирующий эффект бурового Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, а именно к реагентам, используемым для обработки бурового раствора,Цель изобретения - повышение способности реагента улучшать кольматирующий эффект бурового раствора приодновременном повышении его селективно-флокулирующих и породораэрушающих свойств,Реагент содержит следующие ингредиенты, мас.Х:ПолиакрнлонитрилКаустическая сод можно использовать отходыКак следует из данньгх табл, 2 обраостка исходной бентонйтовой сусл.=.нзии предЛагаемым реагентом (опыты 3-5 и 9-11) позволяет получить б,/ровые растворы с качественными технологическими параметрами (низкие значения вязкости и показателя фильтрации). При этом показатель "мгновенной" фильтрации, который для обеспечения хорошей породоразрушаю 3 0" 111 ЕВ К НЦ 11 11 ВО 1/С Д 111 1 Р 1/я-:з.,ни/1///1 и 1о в//локид (температурао1 еси п,:дг 1 и/яде 1 ся до 90-95 1. вводят150 - бурого угля в виде пс рсп 1 ка),11 Ерс/г 11 в яд//1/ РП 1 Г Ч 0 13 МИИ ь В 1 ОП 51 Т/ /, гЦВ 11 в" Ь а;1 ЕЬВ ЗНИИ .О Г ДЛЮМОК Д /ЛЕВЫХ квасцов.Приготовляют различные составы реагентд, использованные для обрабо 1.: 1 гг/ииистых буровых растворов.01 с ц. венке технс 1 погичегких пара,ров 1;д, ."; о у",ествпяют по стдилд; тным методика: и стандартным и борям.,По 1 гд:- 1 ель мгновенной" фильтрации опредсв . г по известной методике, ВВ 11 чина "го равна величине оти 1.зкд. стскаемого на оси с рдинат лрямс/линейным участком кривой фильтр.1 В 1 В,. построения в координатах Р -где С - время фильтрации,Кольматирующую способность растворов оценивают на установкеУИПКнд естественных кернах (пес 1 ДНИКДХ) .,В лабораторных условиях проводятэкспериментальные исследования коль/1 дтирую 11 гих, селективно-флокулирую/11/1 х и породоразрушающих свойств бу 11 св 1 зх растворов, обработанных пред,1 д"демым и известным реагентдми./;11 г 11 ЗД 1 РС.ДЕЛЬНЫЕ ЗНаЧЕНИЯ КО 1111 ОНЕНь Укдзд 1 ны 1 и редгентами обрдбдтывдт .;с.:гц 11 ый глинистый раствор, приготовленный из бентонита (5 мдс.7) П гв 1 ЕЮщий Пг 1 ОтНОСтв 1,04 Г/СМ, уС- ло;Вую Вязкость 7 с, показе-ель Фильтрации более 40 см зд 30 мин,3В тдбг., 2 приведсны данные о пд .1/дметрдх растворов, обработднны . указанными редгентдми, их киль 11 атирующей, селективно-флокулирующсй и породордзрушаюшеи способностях./шей гв , б гости должен быть равнымН, = "."3 гм , находится в оптималь 1 ых пределах (2,5-4 см ). У раство 5ров обработанных известным реагенго,"1 1 опыты 7 и 13), при той же концентрации (5-7 Е) показатель фильтрации зндчительно больше (5 и 19 см ),а показатель мгновенной" фильтрации,наоборот, ниже оптимальных значенийи равен 1,0-1,5 смзУ растворов на основе предлагаемого редгента более низкий показатель рН (8,2-8,7), вследствии чего15 предотвращается коррозия легкосплавленных бурильных труб,Предлагаемый реагент придает раствору хорошие кольматирующие свойства, проявляющиеся в незначительномпроникновении фильтрата в керн(4,0-8 мм) и в образовании тонкойфильтрационной корки (0,5-0,8 мм),в результате чего коэффициент восстансвления проницаемс.сти значитель 25НО ВЫШЕ, ЧЕМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВДНИИ ИЗвестного реагента (9-97 вместо 5460 Х).У растворов, обработанных предлагаемым едгентом, хорошие селективио-фзокулирующие свойства, выражающие .я в осаждении грубодисперснойтверпой фдзы (до 92-973) и в стабилизации коллоидной фазы, У известного редгентд ярко Выражены стдбили 35 з 1 ру 1 г 1/1 ие свойства, поэтому осаждениетвердой фазы незначительно (25-287).Растворы, обработанные реагентомс компонентным составом ниже значе 111.й (опыты 2 и 8) имеют более высо 9. 40 кий показатель фильтрации (1,2-14 см )и у них хуже кольматирующая и селекгивно-Флокулирующая способность,При использовании реагента с компонентным составом вып 1 е значений (опыты 6 и 12) указанные показатели практи ески не улучшаются,Из предварительно гидратированного бентонита приготовляют растворплотностью 1,04 г/см . Раствор обраЭодтывают реагентом. Далее в него вводят"загрязняющую" добавку - гидрослюдистую глину в количестве 57 от объема раствора, После перемешивания втечение 30 мин определяют стандарт 55ные технологические параметры. Затемпробу раствора подвергают центрифугированию в течение 120 мин при1000 об/мин и у фугата вновь определяют стандартные параметры;В табл, 3 приведены составы реагентов, которыми обрабатывают исходный бентонитовый раствор (составы1-3 с граничными и средними значениями компонентов, состав 4 аналогичен реагенту по составу 3, но беэбурого угля, а состав 5 аналогиченреагенту по составу 3, но беэ алюмокалиевых квасцов). Для сравнениябентонитовый раствор такыре обрабатывают известным реагентом (состав 6),Результаты экспериментов по оценке селективно-флокулирующих свойстврастворов, обработанных реагентамииэ табл, 3, приведены в табл. 4 (. -плотность раствора, УВ , - условнаявязкость по малой воронке, У - показатель фильтрации),Исходный бентонитовый растворимеет плотность 1,04 г/см , условную3вязкость 4 с (по малой воронке, когода в нее наливается 200 см раствора и замеряется время истечения изэворонки 100 см ), показатель фильтрации 32 см за 30 мин статическое напряжение сдвига (СНС) за 1 и 1 О минравно О.Как следует из приведенных втабл,данных, у растворов, обработанных реагентом (составы 1-3),обеспечивается фактически полноеудаление после центрифугирования частиц эагряэнителя" - грубодисперснойгидрослюдистой глины, играющей рольвыбуренной породы (шлама), При этомплотность растворов после центрифугирования становится равной плотности исходного бентонитового раствора,снижается вязкость и СНС. Однакоколлоидная глинистая фракция из раствора не удаляется, поскольку у фугата низкая водоотдача, а вязкостьи СНС несколько выше, чем у иСходного бентонитового раствора, Все этосвидетельствует о хороших селективнофлокулирующих свойствах предлагаемого реагента: из раствора удаляетсятолько грубодисперсная твердая фазаи сохраняется коллоидная фракцияглинистой фазы.Если в реагенте отсутствуют бурый уголь (состав 4) или алюмокалие-,вые квасцы (состав 5), то селективнофлокулирующие свойства растворовухудшаются: параметры фугата почтине отличаются от параметров растворов до центрифугирования, то же самое относится к известному реагенту. 1 О 5 ".0 25 30 35 40 45 50 55 Кольматиручпэя ;.псгобностьровых растворов во многом .ависит отсвойств образующейся глинистой корив частности от ее проницаемости, Урастворов, обработанных реагентом,образуется тонкая маэпроницаемаякорка, которая предотвращает проникновение тонкодисперсной твердой фазы и фильтрата в пористую среду, таким образом обеспечивается высокаякольматирующая способность раствора.В табл. 5 приведень 1 данные, хаоактеризующие кольматирующую способность составов из табл. 3,Как следует из приведен ых птабл. 5 данных, составы 1-3 обеспечивают высокие коматир,чепце свойства образующейся гллнистой корке;при малой ее толщине ".,вко сли-.;яе 1 -ся глубина проникновения фи:ьтгатав керн, а таке твердей фазы, Обэтом можло сулить го тому 1,1 ктугоясстано;ление проницаемости непосредственно после Лильтрации досэгает 91-94 Х, а после среза,;я с керна слоя толшинои 1,5 чм перзона;а.дъи;- я проница ель с ть прятк о хи во с саливается полностью (98- 1;),11 ри отсутствии В рлг 1 те э 1 лс сиз комГРнсчтов соста 111, 1ьлатирунэая способноэ". ра, тк, оа с, -шественно у. Удшас тся: э ачит эьноуведичивается глубина пронкн вепцяфильтрата и твердой вязы в ко;: чтоотражается на восстановленщ прони.цаемости, У известного реягента(состав 6) кольматируюшая способность еще хуже: даже посге срезаи яс керна слоя толщиной 1,5 мм восстановление проницаемости достигаеттолько 722,Таким образом, только ня.ч.ео."оих ингредиентов (бугого угля иалюмокаллевых княс,ов) в реагте(составы 1-3) поэтоляет пс ду-ит. "уровой раствор с псныше лн 11 .-,ьл,тирующими и селектиннэ-Фл . к. л 1".улщими свойствами и оптнл ьнл и зн.: -"чениями показателя л-повеяойФильтрации. Причем комбинация эцхкомпонентов обусловливает сил,.ргетический эффект воздействия на указанные параметры раствора, посколькупри отсутствии в реагенте одного нзних (состав 4 и 5) эти показатслухудшаются в 2-3 раза, Ес.г в реагенте отсутствует бурый уголь (состав 4), то при обработке данным реа1502596 3-5 15-25Остальное квасцыБурый угольВода Таблица 1 Содержание ингредиентов, мас.Х вода - остальное) Состав тЩелочь БурыйВодорастАлх 1 мо - каяиеСульфатнатрия Отходволок)голь воримыегуматы на) , одно о глинистого растР "1;.в показатель ф льтрации унеличнва ся более чем в 2 раза (по с, анчению с составом 3), глубина проникно"пения фильтрага в керн увелизнается"оч ги н 5 раз ( гаол, 5), носсчаион -ление про ница емо с ти со ставляе т лишь657. (вместо 942), грубодисперснаяфаза осаждается лишь на 387 (вмес - 10то 97 е), При отсутствии в реагентеая мокзлиевых квасцов (состав 5) водоотдача раствора ухудшаетсч в 3 раза 1 по сравнению с составом 3), глуби;.а п 1 л;нпкцовения фильтрата в кернувеличивается в 4 раза, восстановление проницаемости составляет 687(вместо 94/), грубодисперсная фазаосаждается лишь на 337, (вместо 972).Хорошие породораэрушающие свойстна растворов, обработанных реагенгом, обусловлены их низкими реологическими свойствами и оптимальнымиц изначениями показателя мгновенноифильтрации 25В табл. 6 приведены сравнительные данные о показателях разбуривания образцов мрамора микродолотамипри промывке составами из табл. 3,Образцы мрамора разбуривают микродолотами при скорости вращения шпинделя 98 об/мин, осевой нагрузке32 5 и., гидростатическом давлении50 к /ем создаваемом при циркуляци а тнора, обраоотанного состав". -.), сбе л чивают высокую скорость разоуривания порода, У растворов без 40одного из компонентов (составы 4-5)скорость разбуривания в 2 раза ниже,а у известного реагента (состав 6)она чиже в 3 раза,В цбл, 7 приведены результаты чсчолгзования реагента (состав по табл, 3) для обработки малоглинисто" го ",аствора из бентонита (опыты 2-7) и глинистого раствора иэ глинопорошка (опыты 9-14), подтверждающие возможность его использования для обработки любых типов глинистых буровых растворов.Результаты исследования реагента показывают его способность улучшать кольматирующий эффект бурового раствора при одновременном повышении его селективно-флокулирующихи породоразрушаюших свойств, Укаэанные качества реагента определяют эффективность его использования в промысловьгх условияхФормула изобретения Реагент для обработки бурового раствора, содержаший полиакрилонитрил, каустическую соду, водораство римые гуматы, неорганическую соль серной кислоты и воду, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его способности улучшать кольматирук,щий зффек бурового раствора ири одновременном повышении его . елек гивчо - флокулирующих и породоразрушающих свойств, реагент содержит в качестве водорастворимых гума тс: бурый уголь, а в качестве неорганической соли серной кислоты - алюмокалиеные квасцы при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:Полиакрилонитрил 8-12 Каустическая сода 5-8Алюмокалиевые1502596 101 Х МЭД Ол иаю л Э1 О 1 О 63 О Н Х О 1 О 1 О 1 Х 1 0 1 11 ОЭ Х О есХ ХЙ Э О Э аО д Ф Х ХХХ 1 1О Ф Н аОООв СЧ ООИа а а ИО ИО вХ 1 НХОЭОДХ:Гйм и) ФИЛОв л л е О СО СО ф О. 4 1 о) С Ю 15(бХ Х 1 0Е О О О 1 ОХ Сч С 11 1 д Ф Э ОД ЦО ЭО О Э Ф Э 1 О ОН 1 1 С Х О ЖХД ГЧ М О Ф 4Ю 1 О 5ДИОЮ 1 11 ЮО 1 ГЮ 1 ЮО 1 4 Цд1 Х Х 1 О Э Х Э Й ВМ Х СФ О Н ХФ 1 С Е О в О Ю Э Ю О О Ф Э аОНХХаО1 1 1 ОИ ОЛффСЧСЧИОИ ЛООООСЧ ООООСЧ О И СО Л И И Оф Л И И О а л л в л в л л в л л в л М ООООСЧООООСЧ Иф СЧИИЛЛ М Л О О О О И ф О О О О М ОО И СОСЧ СЧ И ф СО О фОСЧМОЛф ОСЧОф 0 Л Л ф Г" Л Л Л ф Л Л Л Л Л в л е в в е л а л в л а л О О О О О О О О О О О О О ООИООИООСИОО 1 О л в л а а а в л а а л л 1 лЛМММллОМСЧГ 1 1 О О 1 а О С О О л СЧ в - л вЛ 1 -ГОИИ Л ф О - СЧ И О О СЧ М И 1 СО ГЧ-СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ -ф СЧ СЧ СЧ СЧ ГЧ И ИО 0 ЛО ИО Л Л СООООООООООООО ОООООООООООС ва в в в в в с в в И И И И И Л Л Л Л Г Л15025962 Таблица 3 СосСодержание ингредиентов, мас.7, (вода - остальное) тав Щелочь АсмокалиеОтходволокнанитрон Бурый уголь Водорастворимыегуматы Сульфатнатрия вые квасцы 8,0 5)0 3,0 15 10)0 6)5 4)О 20 12,0 8,0 5,0 25 12,0 8,0 5,012,0 8,0 - 25 12,0 8,0 8,0 8,0 таблица 4 Параметры раствора после введения реагент и "эагряэнителяя (до центрифугирования)1502596 4Таблица 6 Состав ПлотУсловПоказаПоказаМеханическая ность,г/см ная реагента потабл. 3 тель фильтрации,3 см тель н мгновенной" фильтрации,з см вязскорость при раз- буривании мрамора,м/ч кость,с1,07 6,5 8,0 4,0 1,07 7,0 7,0 3,5 1 в 07 80 6 эО ЗэО 1,07 6,5 14,0 2)5 1 в 07 515 18)0 2 юО 1,07 6,5 19,0 1,5 12,4 11,8 11,2 5,6 5,4 2,8 Таблица 7 Параметры растворов Опыт Сос- Контав центрацияреагента рН СНС, дПа Услов- ПоказаПлотная тель фильтрации,5 см ность,г/см за 1 мин за 1 О мин вязв растворе,мас.Х кость, с Составитель Л, Бестужева. Техред М.Ходанич Корректор Л. Бескид Редактор Н. Гунько Заказ 5042/34 Тираж 631 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 7 5 5 7 6 6 7 7 1 5 8 2 5 9 3 5 10 4 7 11 5 7 12 6 7 13 15 14 2 5 15 3 5 ,16 4 717 5 7 18 6 7 1,03 18 1,04 18 1,04 19 1,04 19 1,05 20 1,05 20 1,05 20 1,06 21 1,06 22 1,06 22 1,07 23 1,07 25 1,18 28 1,18 29 1,19 30 1,19 32 1,20 351,20 39 10,0 10,0 9,0 9,0 8,0 8,0 8,0 7,0 6,0 6,0 5,0 5,0 6,0 5,0 5,0 5,0 4,0 4,0 0 0 0 О.0,2 0,4 1,2 1,4 1,8 2,4 2,8 3;2 5,2 5,8 6,8 10,2 12,2 16,2 0 8,1 0 8,2 0 , 8,3 0,2, 8,4 0,4 8,5 0,8 8,6 1,8 8,2 2,1 8,4 2,2 8,5 4,2 8,5 4,6 8,7 6,8 8,0 7,2 8,2 8,8 8,3 14,4 8,4 18,6 8,5 22,8 8,6