Буровой раствор

(51) 4 С 0 К ВСЕ СОЮЗ АТЕНТНЗ ЕВ Е 4 БЛ ОИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ове Буровой раты при следуюма с, ь;Гидроксидили калияАнионное сдинение хрСмазочная дба вкаДобавка на твор в чает ингредитношении,к бурени н, а име Изобретение относится тяных и газовых скваж уровым растворам.Цель изобретения - сн еф жение при трия,2 меньшения а сност ватоо гезио метал ил на фильтрационная ном сохранении ов еменорка при табильно ти, струк" трационных оих и и но-механийств. ос ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ Сви 1(71) Всесоюзный научно-исследоватеский и проектный институт по креплнию скважин и буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССРй 971861, кл. С 09 К 7/02 у 1980.Авторское свидетельство СССРйф 1148856, кл. С 09 К 7/02, 1983.(57) Изобретение относится к бурению скважин. Цель - снижение производительности за счет уменьшения адгезионных сил на границе металл-фильтрационная корка при одновременном сохранении стабильности, структурно-механических и фильтрационных свойств.Раствор включает ингредиенты при следующем их соотношении, мас.1: гидроксид натрия или калия 0,2-0,5; анионное соединение хрома 0,1-1,5; смаэочная добавка 10-12; добавка на оснгидролизного лигнина 10-30; водаостальное. добавка на основе гидролиного лигнина (БП - 100) имеет следующий состав, мас.Ф: отход пентозногокислотного гидролиза хлопковой шелухи 81,5-90,5; кальцинированная сера12-20; карбоксиметилцеллюлоза 0,51,5; вода остальное. В качестве анионных соединений хрома могут бытьиспользованы бихроматы и хроматы калия и натрия, в качестве смазочнойдобавки - нефть, СИАДи другие,Буровой раствор приготавливают путемрастворения БПв водно-щелочномрастворе гидроксида щелочного металла с последующим добавлением анионного соединения хрома и смазочнойдобавки, Низкие значения адгезионныхсил сцепления на границе разделаметалл-фильтрационная корка при технологически приемлемых значениях стабильности, структурно-механическихи фильтрационных свойств предопределяют эффективность использованияраствора в промысловых условиях.2 табл.1531132 нове гидролизного лигнина 10-30Вода Остальноепричем добавка на основе гидролизного лигнина (БП) имеет следующий5состав, мас.ь:Отход пентоэногокислотного гидролиэа хлопковой10шелухи (ОХШ)Кальцинированнаясода 12-20Карбоксиметилцеллюлоэа 0,5-1,5 15Вода ОстальноеБуровой раствор приготавливаютрастворением добавки (БП) в водно-щелочном растворе гидроксида щелочного металла с последующим добав"лением анионного соединения хрома исмазочной добавки.П р и м е р 1 1 г (02 ь) гидроксида натрия растворяют в 324 г(10 ь) нефти, Раствор перемешиваютдо получения однородной массы и замеряют параметры (табл. 1 опыт 3),П р и м е р 2. В 280 г (56) водырастворяют 2,5 г (05) гидроксидакалия,150 г (301) добавки БП, азатем вносят 7,5 г (15 Ж) бихроматакалия и 60 г (129;) нефти (опыт 5),Пример 3. В 338 г (6763) З 5воды растворяют 100 г (201) БП,затем добавляют 1 г (02 Ф) гидроксиданатрия после тщательного перемешивания вводят 6 г (1,2 ь) хромата калияи 55 г (113) нефти и замеряют егопараметры (табл, 1, опыт 4).Аналогично готовят и другие растворы, составы и свойства которыхпредставлены в табл, 1,81, 5-90, С 40 45 В табл. 2 приведены результаты известных буропь 1 х растворов.Улучшение адгеэионных свойств засчет уменьшения сил сцепления на границе металл - фильтрационная коркаоценивают величиной коэффициента трения (К, ), измеряемого на прибореНК, При этом после контактированияметаллического элемента (моделирующего бурильные или обсадные трубы) 55 с фильтрационной коркой (моделирующую полимерлигниновую или глинистую корки на стенках скважины, полученной иэ исследуемых растворов) определяДля измерения технологических показателей буровых растворов используют стандартные приборы и методики,Как видно из табл, 1, для известных буровых растворов (опыты 1 и 2)имеют место очень высокие значениякоэффициента трения (К, с 0,2). Впредлагаемом буровом растворе этотпоказатель значительно ниже. Кромеэтого, буровые растворы, составы которых удовлетворяют ограничительнымтребованиям предлагаемого раствора(опыты 3-10), характеризуются оптимальными значениями структурно-механических и фильтрационных показателей, достаточно хорошей стабильностью(седиментационной устойчивостью),обеспечивающей возможность утяжелениястандартными утяжелителями.Некоторые запредельные составыбурового раствора (опыты 11, 14 и 15)имеют также низкие знацения показателя К , но они не могут быть использованы, так как не обеспечиваютсохранение стабильности и структурномеханических свойств. Такие растворыявляются седиментационно неустойчивымиЗапредельное увеличение смазочнойдобавки (опыт 18) не способствуетдальнейшему снижению К , а ведет кнеоправданному расходу этого компонента.Реагент КИЦ в составе композиционной добавки БПвыполняет функциюпонизителя фильтрации, хотя и оказывает положительное влияние и на показатель К т (опыт 19). Использованиевместо досавки БПодного из ееингредиентов - ОХШ в составе буровогораствора (опыт 20) свидетельствуето том, что он, в основном, выполняетроль структурообразователя, Крометого, он еще в большей степени оказывает положительное влияние на улучшение (снижение) показателя К , хотяв этом случае и не обеспечиваетсянизкое значение,фильтрации,Совместное использование ОХШи КМЦ (опыт 21) позволяет получитьнизкое значение показателя К , необходимые значения стабильности иструктурно-механических свойств. Однако в этом случае предлагаемый буровой раствор отличается от известного повышенной фильтрацией.5 1531132Использование композиционной добавки БПс анионными соединениями хрома и гидроксидами щелочных металлов в присутствии смазочной добавки позволяет создать безглинистыйбуровой раствор, обладающий низкимиадгезионными свойствами при одновременном сохранении стабильности,структурно-механических и фильтрацион 10ных свойств. Компоненты БПобразуютс укаэанными реагентами бурового раствора связующее сложного состава со значительно меньшими силами адгезии,что вбольшей степени снижает липкость лигнополимерной корки, сформированнойна стенках скважины.Использование раствора в промысловых условиях позволяет повысить эффективность бурения скважин за счетпредотвращения осложнений, связанныхс затяжками, посадками и прихватамибурильных и обсадных труб,ф о р м у л а и э о б р е т е н и я25Буровой раствор, включающий гидроксид натрия или калия, анионное соединение хрома, смазочную добавку и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения его прихвато- ЗО опасности за счет уменьшения адгези 0,1-1 у 5 12-20 онных сил на границе металл - фильтрационная корка при одновременном сохранении стабильности, структурно- механических и фильтрационных свойств, он дополнительно содержит добавку на основе гидролизного лигнина при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ф:Гидроксид натрияили калия 0,2-0,5Анионное соединение хромаСмазочнаядобавка 10-124 обавка на основе гидролизноголигнина 10-30Вода Остальное причем добавка на основе гидролизного лигнина имеет следующий состав, мас.Ф:Отход пентозногокислотного гидролиэа хлопковойшелухи 81,5-90,0КальцинированнаясодаКарбоксиметилцеллюлоэа 0,5-1,5Вода Остальное-оВое-1 11 о о о м ч ч О ч а о м ч 11 ч о ч о л о Ф З с о1 1 1 1 1Ф1 11 О к ак 1 зс зоа С 11 Х1 1 ОЦзЕ 1 1 Ц 11%1-1 1 Оа аЦ-К Е 111- 1111-17О ка тх сЗ Юм х111 11 11- 1 1О К1 й 3О С 1 М1С 1 Ь 1 1 ЮФк ц ОЗ О аа 1 1.еее йеО 1 Ве Ю 1- К ЕФ й1 а М О- В 11 1 О 1 1 о 1О 1 1 1 Ра с1Ю 1 1 Ю1е 1 1-1 Ц11 1 1 И 1Х 1о 1 11 1 1 11 11 11 11 Э 1:У 1й 1 1С 1 11 111 1 1 1 1 1 1 11Л М1 е-О 1 1 ооооооо1 е Ч М Ч Ч Ч Ч1оЧ Мееее Ю Л аО1 Ф у с Ф о ъ С С 0 З ъ э а ф О ф Ф а - о о е 1 о ъ сс Э отъ я Ф о ъ ъ ъохэя у эхал 0 с эзра э съъезз лаъа хл лэ л - вхъэхь хлъелэ аэ ф аэ и з - з эоъаоф сз о ээофяс ф а а эвфээ 00-0 оъсоь ОсфСС а с е с хъэ 1-ъэ ссв сс ъъэтъв ъ - а 1- а ъ схос э 3 зод1о аълъ ъво фФ О ас Отот хво ъЯл О.3 13-осэаоъ х лс ъъЯ оФ Ъ О аъс о с01О у а а Ф Оъ у ъ всм ъо- ъ т с ФООЪа а в въо т а ъс2 х: лф 0 Фъв с вт а 1 хс р в 1 о ст э 8 е Ъ гс - е Ъ О 1 Х 0 еоэ с - Ф ъ ъооо ввх тФЪЪХ в а а ю ло охо соло 0 а л х ъ - а а осс ъ о ъ-ъв, О О та о о э 1 Э а а о е сф 1 Еооэ сеа а--в е. с 1 1 1 1 1 1 1 Ф 1,. о ООЦтооооооооооо 1 ов в в а ав 1 1 О 1 ооььвоьььььь 1 11 1 1 11 1 1 1 11 1УЦЛЛ - ЛМС 1 ЧЭ 1 1СЧ СО Ц .Ф 1 Л Ю Ц В Ю й 1 1 а. 1, 1 Ч О О О О О О Ю О О 1 1 1ее а ва е аа в 1 1 1 1 Х1ооооооооооо 1 1 1----1 1 1 1 1 1 1 1 1 11са м Оъсч м Ц 1 1 1 ДЕ ва 1 1Со СО В В СУ О О сО 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1т 1со 1 1 Е о 1 Ю,О,О,О ю,О О О,О,О сч1 1 1 1 1, + --1 1 1в 1 1 1 1 Р 1 О ЕСс Сф Сс С а ММ еО1 1 О СС 1Л е МСЛОМММО 1 1 1 1 Е 1 1 181 1 Ф 1 в. 1О ЕО 1 д С 1 ц 1 ЛеО 1 Ч ац а 11 ММ 1 ЧММ Ю а 1 1 1 1. 1 1- 1 1 1 О 131 1 1 Ф 1М О С О 0 Щ еО О 1 О 1 О 1 СЧМ-МЧ еО 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 11м у м цсо лц-у ц цсчвеоооооооооооСс. О1 11 1 1 О 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1Ю с 1СЧ М У Ц О Л СОоВ 1 1 в а 11- в 1 1 й 3 а 2 в а Д 1 й во 3 фСоц ао Ов ВМк фа ос1 ф О 11-7 ф ф о о . 1 О О О О в а Т 1 1 в ф 1- 1 о о хОО ОО сЮОО 8 с 8 2 3 ой 1 ОД ссо 1 11531132 таблнк2 Состав раствора, ь (вода-остальное) Свойства растворю Характеристикараствора р, т, снс снСььг/снт с ЛПю дПю БПБнкронат Хронатнатрию калил НартОЗ ГКНГидроксиднатрию 13 11,6 0,268 0,3 0,25 1,02 86 95 3120,3 1,06 11 18 76 0,00 Нэвестннй раст ор0,00 Запредельноесннвенне снаэочной добавки (черти) до нуле ведетк некоторону поаневьвтю К,т0,00 Овод снаэочнон до.бахи внэиеэет некоторое сннеениеК, прн одновреиеинсьь чреэиернои эа.гудении раствора 20 1,2 6 9,0 0,126 1,01 Нетекучнй 10 0,3 0,25 2 11 11,5 0)216 0,(ли гиии)1,2 1,08 570.3 0.98 8 66 1020 0 12 12,3 0,182 0,00 невестина раствор 00 10,2 0,566 - Нсключение иэ состава БПреево увеличивает К иухудеает есе йокаэателн раствора Составитель Л,БестужеваТехред М. Ходанич Корректор С.Чернию Редактор Г,Волкова Заказ 7960/52 Тираж 631 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101