Буровой раствор и способ его получения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическикРеслублии(51)М, Кл, С 09 К 7/02 Ъоудвротаенный квинтет СССР ао делам нзобрвтвннй н открытнй(54) БУРОВОЯ РАСТВОР И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ ГлинаКарбоксиметилцеллюлоза 5 Изобретение относится к приготовлению буровых растворов, применя. емых при бурении скважин в условиях полиминеральной агрессии.. Известен буровой раствор, содержащий глину, стабилизатор- реагент карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и защитный коллоид поливиниловый спирт (ПВС) и воду, который готовится введением реагента-стабилизатора в глинистый раствор. Такое комбинирование КМЦ с раствором другого полимера- ПВС обеспечивает устойчивость соленых буровых растворов к хлоркальцие" вой агрессии 1 ,Недостатками бурового раствора и способа его обработки являются неработоспособность бурового раствора при больших концентрациях солей и трудность регулирования его структурно-механических свойств.Наиболее близким к изобретению техническим решением является буровой раствор, содержащий глину, карбокси 2метилцеллюлозу, реагент-присадку, воду, и способ его получения, включающий приготовление глинистой суспензии и введение в нее карбоксиметилцеллюлозы суспензии и реагента-присадки 2 1.Известный буровой раствор, полученный известным способом, имеетнедостаточно низкую водоотдачу ивысокую удерживающую способность. оЦель изобретения - понижение водоотдачи и повышение статическогонапряжения сдвига раствора,Поставленная цель достигается темчто буровой раствор, содержащийглину, карбоксиметилцеллюлозу, реагент-присадку и воду, в качествереагента-присадки содержит оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношениикомпонентов,мас.4:. Способ получения бурового раствора включает приготовление глинис.той суспензии и введение в нее карбоксиметилцеллюлозы и реагента-присадки, причем перед введением реагента-присадки (оксиэтилцеллюлозы) вводят карбоксиметилцеллюлозу. 10Такое совместное использование реагентов КМЦ и ОЭЦ обеспечивает полную растворимость и коллоидную устойчивость растворов против агрессивного действия поливалентных солей. и КИЦ является высокогидрофильным полимером и способна связывать значительное количество воды, присутствующее в растворечисло гидратации 8 ) за счет наличия карбоксильных групп. 20 Поэтому при совместном использовании предлагаемых реагентов и при соблюдении последовательности ввода, суммарное связывание воды в несколько2 минерализованнои среды: 9 фраз выше, чем при использовании только одного реагента ОЭЦ - неионогенного эфира целлюлозы. Это проявляется на значениях фильтрации буровых растворов, которая значительно меньше при совместном использовании стабилизатора КМЦ и ОЭЦ. Способ обработки бурового раствора заключается во введении при перемешивании в глинистую суспензию расчетного количества сначала стабилизатора КМЦ, затем ОЭЦ при перемешивании до их полного растворения. К готовому буровому раствору добавляют соли одновалентных и двухвалентных металлов (до насыщения хлористого натрия с добавками различных количеств хлористого кальция) для создания,полиминеральной среды. Для регулирования рН раствора вводят щелочь,Стабилизирующие свойства бурового раствора оценивают по фильтрационным и структурно-механическим свойствам (табл.1).5 9813В таблице приведены технологические показатели буровых растворов, содержащих 5 мас.4 бентонита; 33 реагента суммарное количество реагентов КМЦ с ОЭЦ и КМОЗЦ), 20 и 263 хло ристого кальция, прогретых при 150 С в течение 6 ч. Водоотдачу определяют на приборе ВМпосле охлаждения ; раствора до 20 фС.оРастворы, обработанные совместно реагентами КИЦи ОЭЦ, имеют водоотдачи ниже,чем растворы, обработанные КМОЭЦ,39 бПри:стабилизации насыщенного хло. ристым натрием бурового раствора, содержащего до 10 хлористого кальция, при 150 С водоотдача раствора, обработанного КИОЭЦ, в 1,5, раза вы-ше, чем у бурового раствора, обра" ботанного совместно реагентами КИЦ ,и ОЭЦ. В табл.2 приведена стабилизация соленых глинистых растворов реагентами КМЦ и ОЭЦ,-ФЙ 4 0 0 СО 0 0 1- оолХ Ю о а 1 л О Л ч- сЧ сЧ Шм м с. Ч С Б сЧ сЧ Ю сч сч15 981339Прямой порядок ввода реагентоапредпочтителен, как обеспечивающийбольший защитный эффект буровогораствора от агрессивного действиясолей полиминерального составатабл,2 ).Первоначальный ввод КМЦ, а затемОЭЦ прямой порядок ) благодаря водородной связи обеспечивает создание вокруг молекул КМЦ, адсорбированных на глинистых частицах, защитнойоболочки из индиферентных к полиминеральной агрессии молекул ОЭЦ. Защит"Гная оболочка предотвращает дезактива"цию КМЦ - образование недиссоциирующих солей с катионами двухвалентныхметалловнапример, с кальцием ),При обратном порядке ввода реагентов адсорбцированная йа глинистыхчастицах ОЭЦ уже не способна выполнять функции "защиты" от двухвалентных солей; и в этом случае эффективность совместной обработки буровогораствора данными реагентами становится меньше. Это отчетливо заметнопо величине фильтрации растворовпри высокой температуре и перепадедавления.Обработка бурового раствора реагентамипрямой .порядок ввода ) обеспечивает малую величину водоотдачибуровых растворов, содержащих большое количество одйо- и поливалентных катионов 1 253 хлористого натрияи до 104 хлористого кальция ) после2-х часового прогрева при температуредо 150 С (табл.2 ),Совместное использование в буровых растворах, КИЦ и ОЭЦ позволяетснизить горячую водоотдачу при температурах до 150 С в условиях полиминеральной агрессии (25 хлористогонатрия и 10 хлористого кальция).Способ обработки технологически 16 прост, не требует дополнительных затрат. Совместное использование позволяет снизить расход дорогостоящего ОЭЦ по сравнения с прототипом.Предлагаемый буровой раствор может быть использован при бурении легко- набухающих и размокающих пород, что обеспечивает безаварийность проходки.Зкономический эффект от применения 10 предлагаемого способа обработки составляет 14452,5 руб.формула изобретения 13 1, Буровой раствор, содержащийглину, карбоксиметилцеллюлозу,реа-,гент-присадку и воду, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения статического напряжения сдви 20 га и понижения водоотдачи, он в качестве реагента-присадки содержитоксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.4:Глина 5 0 - 8,025 Карбоксиметилцеллюлоза 1,5 - 2,0Оксиэтилцеллюлоза 1,0 - 1,5Вода Остальное2, Способ получения бурового30 раствора, включающий приготовлениеглинистой суспензии и. введение в неекарбоксиметилцеллюлозы и реагентаприсадки, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что перед введение реагентаприсадки (оксиэтилцеллюлозы ) вводятФарбоксиметилцеллюлозу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кистер Э,Г. Химическая обра 40 ботка буровых растворов. М., "Недра",972, с, 166.2. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов, И., "Недра",1972, с, 170-171,Заказ 9630/36 Тираж 6 р Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5