Способ оценки ингибирующих свойств буровых растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 09 у ЕТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ глинистои породы, дополнительно определяют коэффициент коллоидальности глинистой породы, причем прессование осуществляют при 40-45 МПав течение 4-6 мин, а увлажнениеглинистой породы производят исходяиз соотношенияМ = ЗЗ,ЗК,где Я - влажность глинистой породы,К - коэффициент коллоидальности,и оценку ингибирующих,. свойств буровых растворов ведут по показателюувлажняющей способности исходя изследующей зависимости: че ожнеУ П - показатель лажняющеи сп ти собл- врев б вьдерживания обравом растворе, ч;я скорость увлажн т - тек ния,УДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(53) 622,243.144.2(088,8) (56) Городнов В,Д. Физико-хими ские методы предупреждения осл ний в бурении. М.:Недра, 1977 с. 18-27.Пеньков А.И, Буровые растворы для проводки скважин в сложных условиях РНТС, - Бурение, 1981, У 5, с. 19-23. (54)(57) СПОСОБ ОЦЕНКИ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, включающий увлажнение глинистой породы, получение образца прессованием, определение текущей скорости увлажнения глинистой породы образца в буровом растворе во времени и последующей оценки по полученным данным ингибирующих свойств буровых растворов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и надежности способа и расширения возможностей способа путем учета свойствИзобретение относится к абластиисследования при бурении нефтяных,газовых и геологоразведочтых скважин В частности для исследава 1 Ияустойчивости стенск скважины привоздействии на них промывочных рас"воров, а также для оперативногаконтроля за качеством бур вогс расвора при бурении в неустойчивых атложениях применительно к даннымГЕОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ.Целью изобретения является павыешение точности и ь.адежности способаа также расширение Базмажнастеиспособа за счет учета свойств глинистой породы.Пример осуцествления способа Б;:1;комОВыи Саригюхскии бента 1 ит н кец(аргиллит), Оба образца рьЕзмась нпросеяны через сито с диаметрсм ат"верстий не больше 025 мм Вла 1;н:тстглинапорошков составила ебенО:, ту10%, по ар гиллиту О, 5%. 3;г ем Оппеделили коэффициецг коллаидальнастиэтих образцов о адсорбции Ие"Нлееа-.Вай синиф КОллаиДальнасть тентаниаравна 0,54, коллонпальнос"ь аргил л"та 0,07. Затем произведено предв .еЕ:тельное увлажнение глинопарошков 11 озависимости У 33,.3 К, По бентоцитуЪЕ = 333054 = 18% па аргиллнт уУ= 33,3" 0,07 = 2,3%,ПреДварительно улпажценньй т хт 1 опор Ошок Б количестве 2 О г 3 а стНаг.в пресс-форму и прт 1 давлении 00:ЕаВ ТЕЧЕНИЕ 5 МИН абраэцЫ БЬЕДЕЕржИБ:;е цпод давлением, Набор рабочега цан,пс-.ния в 40,0 МПа производится Еоси.е нно в течение 30-40 с.После выдержки образцов пад илением нагрузку снимают и Вьпрессац,вают образцы из пресс-формы. тордеобразцов ципиндрической фс рмы терт тнируют, опуская их в рас.,теВпеццьп".парафин на глубину 2 мм каждый,Бурение скважины велась на патМЕРЛИГНОСУЛЬФОНп ТНОМ ГЛИНЕ Стаи РЕ:норе (КМЦ, ССБ, КССБ).,Результаты применения способа;ценки ингибирующих свойств бурав.гворов на данной скважине приведеыв табл, 1.По данным табл,. 1 видна что 1 нзначениях показателя П па безен 1:ту1,96-2,20 "/ч- и па автиллиту2,50-2,60"/чч бурение шла безосложнений, следовательно дпя да 1:.НОГО ЛИтОЛОГИЧЕСКОГа РаЗРЕЗа Зтн Цчения показателя П являются Оттимазьзымя для проводки скважины без ослож.,ец;й. Правыение их приведет к аслож.нен ю ствола скваед 1 ны.:1 а,цапнай буровой последние 150 мдо проектной глубины 3500 м, бурение Велось без обработки раствора алюмо;,1 ЕВЬЕЕИ КВБСЦаМИ, ВСЛЕДСТВИЕ ЧЕГО повысилось значение показателя Ппа1,0 ясОБИ т да 2 5 О /чи па ар 1 ллиту до ,7 /ч"-". Зта, в свою ОЧЕРЕДЬ, ГтРИБЕЛО К т 1 ОЯВЛЕЦИЮ ОСЫПЕЙ пародь.Показате 1 ь фнеьтрации бурового лат твар т Б ите звгле 303,-3481 м был 1 ав-Б 45-55 смз, Информацию об ингибирующей способности раствора и соста;ьио ствол;. Скважины па этому показат-.,тю утттгть нелт,зя,Предлагаемый способ позволяет точзаб,Бгазремеццо получить инфорт,.ию о:Енгнбирующей способностиУ 1 ОНОГО РБСТВОРа И СОСТОЯЬИЯ СТВОЛа1т, ",ЕЕЬЦ ,1 екуея скорость увлажнения (Ч 1)г 1 и 1;, зазисит ат времени нахожденияобразца -1 контакте с исследуемымтас Вадачтабл. 2 гаказано Влияние вреБць Выдержки образца в исслепуемома - . в а р с .,Еад 1:,:ным, щтиветтенным в табл,2,1;итс "ра 1 Нк (фиг) ГратЕикзависимати , атописываетсята р м улойЧ =-ГЕ Каллаидапьнасть (К 7 бентонита,рттЕзделяется по адсообции метиленоч Ой си тт ч,аксимы 7 ьпяя каллаидаль Ость об"азцов природных глин по -.-, - ,:Нчет а равна 0,.85Разница межДу Еа.т,танцаЕВНОтЬЮ ИССЛЕДУЕМай ГЛИНЫЬЕБКСЕтЕЕЕЕЬНЗ ВОМажнай КОЛЛОИДБЛЬ-.ОсЬю О"разпа любой природной глины .О.гзетс.Вует фактическому значе"Е ОЛУЕЕНЕО У РаСЧЕтнЫМ ПУТЕМ- :ерас тетное Ь = -0,307, а разни. :.ОДс коллоидальностью бентонита,:. Е,-кс 1:.1:.л;тОй каллоидальцастью приОдных гтте равна О. 310, Данное пав:;топи:. "Отзедено для различных ти:ОБ глин с р:.1 зцай каллоицальнастью,Г;ОЛУЧЕ 1:ЫЕ ПРИ ЭТОМ ЗНаЧЕНИЯ ГРИВЕг: В;:. бл: 3.тта ст;:,"3 зпии ГтривецсННЫХ ДБННыхабт:3 делан Вывод а целесообраз; асти определения значения показателя степетн - Ь расчетным путем.По да; в :ным табл, 3 строится граг 11 к 1,Еттт-:. , зависима ти -Ь от К.Сравнительными исследованиямикинетики увлажнения глин различноготипа установлено, что показательстепени-Ь зависит от коллоидно-химической природы глины. Величина егоизменения прямо пропорциональна коэффициенту коллоидальности К (фиг. 2)и может быть представлена какЬ= К - 0,85,Зависимость И = Г(К) полученав результате обработки экспериментальных данных, приведенных в табл.4,в которой также показано влияниепредварительного увлажнения образцаглины до его изготовления на показатель увлажняющей способности готового образца.Исходя из полученных данных, приведенных в табл. 4, выбраны исходныевлажности образдов, при которых показатель увлажняющей способности образца глины при контакте с исследуемойсредой будет иметь максимальноезначение, т.е. для бентонита - 207для палыгорскита - 107 и нефтеабатской глины - 57, По данным табл. 4построен график фиг, 3,При меньшей степени предварительного увлажнения глинопорошков илииспользования их без предварительного увлажнения образцы при давлении40,0 МПа получаются некачественными,так как при выпрессовке их из прессформы они разрушаются, В этом случаедля прессования и получения качественных образцов потребуется увеличить давление до 600,0-800,0 МПа,что, в свою очередь, приведет к рядунедостатков по отношению к способуизготовления образцов (высокое давление, увеличение времени испытанияс часов до суток и т.д,).Таким образом, образец глинистойпороды после помола необходимо увлажнять для получения качественных образцов, используя прямую зависимостьколлоидальности глинистой породы инеобходимого предварительного ее увлажнения по зависимостиИ = 33,3 К.График зависимости У = Г(К) построен ж данным, приведенным в табл.4.При оценке ингибирующих свойствбуровых растворов можно использоватьпороду любой коллоидальности, Приэтом для получения качественных образцов необходимо установить оптимальную величину начального увлажненияразмолотого порошка породы. Как показано в табл. 5, величинаоптимального увлажнения различныхтипов глин зависит от коэффициентаих коллоидальности.5Оптимальная влажность - это влажность при которой, возможно изготовление качественных образцов.Изготовление образцов производится в цилиндрической пресс-форме поддавлением не ниже 40 МПа. Выбор это-го давпения обоснован в табл. 6.Выдерживать под давлением образцы необходимо 4-6 мин. Как показалиисследования, время набора рабочегодавления существенно влияет на показатель увлажняющей способности образцов и сопоставимость результатов (табл. 7), поэтому время наборарабочего давления должно быть 30-40 с, 20П р и м е р. Приготовлены образцы различных типов глин-бентонит,палыгорскит, нефтеабатская глинапри различных давлениях, времени на.бора рабочего давления и времени выдержки образцов под давлением. Изготовленные образцы помещались в исследуемые среды и затем после четырех"часовой выдержки определялась ингибирующая способность этих сред для каждого типа глин по показателю увлажня- ЗОющей способности из соотношенияПк -о,65 Результаты исследований приведеныв табл. 8,35Как видно из таблицы 8,для различ ных типов глин наименьшим показателем увлажняющей способности обладает глинистый раствор, содержащий0,657 метаса, следовательно, этотраствор будет обладать лучшей ингибирующей способностью по отношениюк другжч.Проведена сравнительная оценкаингибирующих свойств буровых растворов семи различных по составуфильтратов буровых растворов. Исследования проводились на бентоните(немодифицированном) Инджеванскогозавода. По предлагаемому способу50 были изготовлены образцы (давление40,0 МПа, влажность образца 193,время набора рабочего давления 40 с,время выдержки образца под давлением при прессовании 5 мин). После55 выдержки их в исследуемых растворахв течение 4 ч были определены их показатели увлажняющей способностирастворов.1222 б 70 3Результаты исследования показаны на фиг. 4, где графически изображено, что наиболее эффективными являТ а б л и ц а 1 Забой,м Тип раствора и обработка Параме гры Примечание Ту с Ф 30 за1 мин за10 мин по бенто по аргилниту литу 2707 70 8 5 60 120 2707 Гипсованиес добавкойЭМЦ 30 б,О 12 Эб 3,95 2,91 2757 Алюмокалиевые квасцы 93 7,0 150 150 2921 3034 Алюмокалиевые квасцы 35 4,5 3 12 2,00 9 В 2,50 37 5,5 б 24 3181 3481 40 4 5 3 12 2,50 Таблица 2 Текущая скорость увлажнения, Ч , 7/ч Среда Глина за 4 ч забч за 30 ч 3,9 бО 67 б 5 8,1/5 БентонитСаригюхский11 сорт Полиме рлиг"носульфонатный ЭМЦ, ССБКССБ С 3350 м раствор не обрабаты- вался Дистиллированная вода++0,57. Мются алюмокалиевые и гипсокалиевые растворы, Составы исследованных растворов приведены в табл, 9. Показатели увлажняющей способности бурового раствооа П, 1/ч3,30 Сильные осыпи породы 2,б 1 Полностьюликвидированы осыпи 2,50 Полностьюликвидированы осыпи 2, 70 Осыпи породы1222670 а б л и ц а 3аХМВ а ьа ьюв Показатели Бентонит Са- Палыгорскитригюхский11 сорт Нефтеабатскаяглина Коэффициентколлоидальности (К) 0,54-0,56 0,32-0,36 0,47 0,16-0,18 Фактическоезначение Ь -0,307-0,380 Таблица 4 Нефтеабатская глина Палыгорскит Глина 0,16-0,18 0,32-0,36 0,54-0,50 Влажностьобразца доиспытания,7. 20 30 50 10 20 . 30 5 10 20 Показатель(П) 233 139 52 8,7 6,7 4,5 27,6 19,2 15,5 П р и м е ч а н и е. Показатель П в среде вода +0,653 МТаблица 5 Порода Бентонит Саригюхский 34,0 0,56 19 33,2 11,3 0,34 Палыгорскит Нефтеабатскаяглина 33,3 0,18 Аргиллит с буровой У 1 На- дежденская 33,3 0,06 Коэффициентколлоидальности (К) Коэффициентколлоидальности (К) Оптимальнаяначальнаявлажностьобразцов, Е Смесь 07 бентонита,ЗОЕ нефтеабатскойглины1222670 10 Таблица 6 Давление при изготовлении образца, МПа 80 120 160 20 30 40 10 13 13 13 2,8 Таблица 7 Образец Скорость набора рабочего давления при различныхдавлениях 40 МПа 30-40 МПа12 1222670 Раствор Состав Гуматный Лигносульфонатный Калиевый Алюмокалиевый Гипсокалиевый Ингибированный алюминиевыми мылами жирныхкислот1 Вода + 4% УЩРВода + 1% КМЦ + 3% КССБ Вода + 10% НАН + 0,2% метаса +/У/7 СО- Оиеи тель Г.Сапронова1.Попович Корректор И.Эрдейи Сост Техр Редактор Т.Кугрышева Заказ 1669/24 Тираж 644 Пвенного комитета СССРретений и открытийЖ, Раушская наб д исн ИИ осудар лам из Москва 30 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная мал- Яиена- Гопсо- МнмЬра- Колие- Аяюмаиыв супыра ьа 5 юнныб алый иопценарниу Д-купа /Х%ИП) й(рми ЖХЮ 4