Буровой раствор

Буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержа11№1й лигносульфонат, полимер-стабилизатор (КМЦ или метас), хлорид калия, полиакриламид, 3%-ную водную глинистую суспензию, отличающийся тем, что с целью повышения качества раствора путем усиления его флокулнрующей способности по отношению к глинистой породе, он дополнительно содержит побочный продукт произвол- ., 1) ства сульфонатных присадок(Карпатолили побочный продукт производства диметилдиоксана (флотореагент-оксаль Т-80, Т-81) или гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость (ГКЖ-И) ГКЖ-11), при следующем соотношении компонентов, мас.%: Лигносульфонат5-15 Полимер-стабилизатор ГКМЦ или метас) ,0,1-0,4. Полиакриламид 0,01-0,1 Хлорид калия1-7 Побочный продукт производства сульфонатных присадок (.Карпатол-1 )или побочный продукт производства диме (О тилдиоксана (флотореагент-оксаль Т-80, Т-81) или гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10, ; ГКЖ-11)0,5-3 3%-ная водная глинистая суспензия Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3СЮ С 09 К 7 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

f.

С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,1-0,4

0,01-0, 1

1-7 (21) 3353283/23-03 (22) 21. 10.. 81 (46) 07.04.83.Бюл. Р 13 (72) Л.И.Сивец, Л.В.Янко, Р.Г.Хекало. и Л.И.Ковалевская (71).Полтавское отделение украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (53) 622.243.144.3(088.8) (56) .1. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов.М., "Недра", 1972, с. 329-332.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 663710,, кл. С 09 К 7/02, 1976 (прототип) .

Ф (54) (57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий лигносульфонат, полимер-стабилизатор (КМЦ или метас), хлорид калия, полиакриламид, ЗЪ-ную водную глинистую суспензию, отличающийся тем, что с целью повышения качества раствора путем усиления его флокулнрующей способности по отношению к глинистой породе, он дополнительно содержит побочный продукт производ...SUÄÄ1010 1 - A ства сульфонатных присадок(Карпатол-1) или побочный продукт производства диметилдиоксана (флотореагент-оксаль

T-80, T-81 ) или гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость (ГКЖ-10, ГКЖ-11 ), при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Лигносульфонат 5-15

Полимер-стабилизатор (КМЦ или метас )

Полиакриламид

Хлорид калия

Побочный продукт производства сульфонатных присадок (Карпатол-1)или побочный продукт ®

Ф производства диметилдиоксана (флотореагент-оксаль Т-80, Т-81) или гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (ГЮК-10, ГКЖ-11) 0,5-3

ЗЪ-ная водная глиниСтая суспензия Остальное

1010101

5-15

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам.

Известны буровые растворы с малым содержанием твердой фазы с использованием метаса, гипана, полиакрилами- 5 да и др. полимеров для флокуляции частиц выбуренной породы (1 j, Недостатком этих растворов является ограниченная флокулирующая способность, что не обеспечивает в долж 10

Ной мере выделение из раствора поступающей выбуренной глинистой поро ды и, соответственно, не предотвращает роста вязкости, статического

Напряжения сдвига и плотности раствора в процессе бурения, Наиболее близким техническим решеа нием к предлагаемому является буровой раствор с малым содержанием твердой фазы, в котором для предотвращения гидратации и диспергирования глинистых частиц используется хлорид калия, а флокулянтами служат полиакриламид и метас(2 ).

Недостатком этого раствора является его ограниченное флокулирующее действие на выбуренную глинистую породу, не обеспечивающее поддержания минимально низкого содержания твердой фазы, и соответственно, низкой плотности бурового раствора при 30 прохождения высококоллоидальных глин, что отрицательно влияет на скорость бурения.

Цель изобретения — повышение качества раствора путем усиления его флокулирующей способности по отношению к глинистой породе.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий лигносульфонат, полимер-стабилизатор (КМЦ 40 или метас ), хлорид калия, полиакриламид, 3о-ную водяную глинистую суспензию, дополнительно содержит побочный продукт производства сульфонатных присадок (Карпатол-1) или побоч- 45 ный продукт производства диметилдиоксана флотореагент — оксаль T-80, Т-81 или гидрофобиэирующую кремнийорганическую жидкость (ГКЖ-10, ГКЖ-11), при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Лигносульфонат

Полимер-стабилизатор (КМЦ или метас ) 0,1-0,4

Полиакриламид 0,01-0,1 55

Хлорид калия 1-7

Побочный продукт производства сульфонатных присадок (Карпатол-1 ) или 60 побочный продукт производства диметилдиоксана (флотореагент — оксаль

Т-80, T-81) или 65 гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (ГКЖ-10, ГКЖ-11) 0,5-3

3%-ная водная глинистая суспензия Остальное

Карпатол-1 (ТУ 38. 4. 01. 87-80 ) побоч ный п родук т йрои э водс тв а суль фонатных присадок, представляет собой композицию, включающую продукты сульфирования минеральных масел и имеет следующий состав, Ъ: сульфонаты натрия, не менее 28; содержание сульфата натрия, не более 15; содержание минерального масла 15-35; содержание воды, не более 35 Карпатол-1 имеет плотность при 20ОC 1,0г/см 3.

Флотореагент — оксаль T-80 (см

ТУ 38. 103429-80 представляет собой доведенный до необходимой кондиции побочный продукт производства диметилдиоксана. Флотореагент T-80, 81 йрозрачная, не расслаивающаяся жидкость с плотностью 1,06-1,8 г/смЗ

Массовая доля диметилдиоксана не более 1,0%, массовая доля гидроксильных групп 23-36%.

ГКЖ-10, ГКЖ-11 (,МРВТУЕ 4 212-61) гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости имеют плотность 1,20 г/см содержание сухого вещества 30%,, рн = 13-14.

Наличие в составе раствора присадки Карпатола-1 или гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11 или флотореагента-оксаль повышает смазывающую способность раствора. При этом не исключается возможность использования нефти и других смазочных добавок, применяющихся в бурении для обработки буровых растворов.

Повышение структурно-механических свойств при необходимости осуществляется гидратированным бентонитом в сочетании с силикатом натрия или

СМАДом., Утяжеление раствора производится баритом.

Раствор готовится следующим образом.

В ЗЪ-ную водную глинистую суспенэию вводится лиеносульфонат (КССБ, ФХЛС, окэил, затем полимер-стабилизатор †(КМЦ,.метас ), хлорид калия, полиакриламид и Карпатол-1 (ГКЖ-10, Т-80). После полного растворения компонентов производится определение по- казателей свойств бурового раствора.

В полученный состав вводится гидратированный бентонит 25Ъ-ной концентрации в количестве 7,5 г (в пересчете на сухое вещество ), что имитирует поступление в раствор раэбуривае мой глинистой породы. Полученная суспензия перемешивается в течение

15 мин на высокооборотной мешалке (3000 об/мин) после чего переливается

1010101

14 3/6 12

58

12. 0/О

65

10 О/О

62

8 О/О

8 О/ О

11 5/9 14

81

8 О/ О

63

8 0/О

68

9/О 6

L0

18 14/25 10

О/О 8

61

О/О 7

76 в мерный цилиндр объемом 250 см3 и оставляется в покое, через 30 мин, фиксируется отстой. Затем химической пипеткой отбирается верхняя часть в колйчестве 4/5 объема — 200 (так называемый "слив" ). В "сливе" определяется содержание остаточного бентонита коллоидная составляющая ), вязкость, статическое напряжение сдвига и водоотдача. Оценка флокулирующей способности, т..е. степе- . 10

3%-ная водная глинистая (ВГС )суспензия

+ 4Ъ КССБ + 0,25Ъ КМЦ +

+ 0,05% ЛАА + 4,0Ъ КС1 +

+ 1,75% Карпатол-1

ВГС + 5% 1(ССБ + 0,25Ъ

КМЦ + 0,05Ъ ПАА + 4,0Ъ

KC1 + 1,75Ъ 1(арпатол-1

ВГС + 10Ъ 1(ССБ + 0,25%

КМЦ + 0,05Ъ IIAA + 4,0Ъ

КС1 + 1,75Ъ Карпатол-1

ВГС + 15% КССБ + 0,25Ъ

КИЦ + О, 05Ъ IIAA + 4, ОЪ

KC1 + 1,75Ъ Карпатол-1

ВГС + 16Ъ КССБ + 0,25Ъ

КМЦ + 0,05Ъ ПАА + 4,0Ъ

КС1 + 1,75% Карпатол-1

6 ВГС + 10Ъ КССБ + 0,05Ъ

КМЦ + 0,05% ПАА + 4,0%

КС1 + 1,75% Карпатол-1

ВГС + 10Ъ KCCS + 0,1Ъ

КМЦ + 0,05% ПАА + 4,0%

КС1 + 1,75% Карпатол-1

ВГС + 10% КССБ + 0,4% ЛЩ

+ 0,05% ПАА + 4,0% КС1

+ 1,75% Карпатол-1

ВГС + 10Ъ КССБ + 0,5% КМЦ

+ 0,05Ъ ПАА + 4,0% КС1 +

+ 1,75Ъ:(арпатол-1

ВГС + 10% KCCS + 0,25Ъ

КМЦ + 0,005Ъ ПАА + 4,0%

KC1 .+ 1,75% Карпатол-1

ВГС + 10% KCCS + О, 25%

КМЦ + О, 01% EIAA + 4, 0%

KC1 + 1,75Ъ 1(арпатол-1

ВГС + 10Ъ КССБ + 0,25%

КМЦ + 0,10% IIAA + 4,0%

I(С1 + 1,75% Карпатол-1 ни предотвраения перехода глинистой породы в раствор, ïnðîèýâîäèòñÿ по величине отстоя и содержанию бен тонита (коллоидной составляющей) в

"сливе" после отстоя в течение

30.мин при значении водоотдачи, не превышающем 10 см,а также по показателям вязкости и статического напряжения сдвига.

Результаты лабораторных испытаний приводятся в таблице..

1010101

13 8/14 б

86

72

74

8 О/О 8

74

8 О/0, 8

11 5/10 9

32

9 0-0 9

51

8 О/О 8

8 0/0 8

9 О/О 7

8 0/О 8

58

10 О/0 7

9 0/О б

9 0/О 7

71 °

7 О/О 7

70

59

9 0/О 8

ВГС + 10% КССБ + 0,25% КМЦ

+ 0,05% ПАЛ + 0,05% КС1 +

+ 1,75% Карпатол-1

ВГС + 10% КССБ + 0,25%

КМЦ + 0,05 ПАА + 1% КС1

+ 1,75% Карпатол-1.

15 ВГС + 10% КССБ + 25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 7% КС1 . + 1,75% Карпатол-1

16 ВГС + 1О% КССБ + 0;25%

КМЦ + 0,05% IIAA + 8% КС1

+ 1,75% Карпатол-1

17 ВГС + 10% КССБ + 0,25% KMII, + 0,05% ПАА + 4,0 КС1

+ 0,4% Карпатол-1

18 ВГС + 10% ICCCE + 0,25% КМЦ, + 0,05 ПАА + 4,0% I

+ 0,5% Карпатол-1

19 ВГС + 10% КССБ + 0,25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 3% Карпатол-1

20 ВГС + 10% КССБ + 0,25% КМЦ

+ 0,05% ПАА + 4,0% КС1

+ 4% Карпатол-1

21 ВГС + 10% КССБ + 0,25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 1,75% флотереагента T-80

22 ВГС + 10% КССБ + 0,25% KMU, + 0,05% ПАА + 4,0% КС1

+ 1,75% ГЕЖ-10

23 ВГС + 10% окзила + 0,25% КМЦ

+ 0,О5% ППА + 4,0% KC1 +

+ 1,75% Карпатол-1

24 ВГС + 10% окзила + 0,25% КМЦ

+ О, 05% IIAA + 4, 0% КС1

+ 1,75% флотореагента T-80

25 ВГС+10% окзила + 0,25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0 КС1

+ 1,75% ГКЖ-10

26 ВГС + 10% + 0,25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 1,75% Карпатол-1

27 ВГС + 10% ФХЛС + О, 25% КМЦ

+ 0,05% ПАА + 4,0% КС1

+ 1,75% флотореагента T-80

28 ВГС + 10% ФХЛС + О, !5% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 1,75% ГКЖ-10

10 О/0 б

7 О/О б с

Продолжение таблицы

1010101

Продолжение таблицы

3 4

58

30 ВГС + 10 окзила + 0,.25Ъ метаса + 0,05% ПАА + 4,ОЪ КС1

+ 1,75Ъ флотореагента Т-80

31 ВГС + 10% ФХЛС + 0.,25% метаса т- 0,05% IIAA +

+ 4,0% КС1 + 1,750 ГКЖ-10

7 0/0 6

53.

9 0/О 8

56

ВГС + 10% КССБ + 0,25%

1"МЦ + 0,05Ъ IIAA + 4,0%

КС1 + 1,75% Карпатол-1 +

+ 3% бентонита

1О О/О

61

ВГС + 10% КССБ + 0,25Ъ КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4, 0% КС1

+ 1, 7 5% фло торе а ген та

T-80 + ЗЪ бентонита

9 0/О 7

56

ВГС + 10 КССБ + 0,25% 1<МЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 1,75Ъ ГКЖ вЂ” 10 + ЗЪ бентонита

8 О/0 8

62

ВГС + 10% окзила + 0,25%

I

КС1 + 1,75% Карпатол-1

+ 3% бентонита

76

10 О/0 87

ВГС + 10% окзила + 0,25%

КМЦ + О, 05Ъ НАА + 4, ОЪ

КС1 + 1,75% Флотореагента

Т-80 + 3% бентонита

9 О/0 6.

56

ВГС + 10% окзила + 0,25Ъ

ИЩ + О;05Ъ ПАА + 4,0Ъ

КС1 + 1,75% ЕКЖ-10 +

+ ЗЪ бентонита

9 О/0 7

65

ВГС + 10% ФХЛС + 0,25% КМЦ

+ 0,05Ъ IIAA + 4, О КС1

+ 1,75% Карпатол-1 + 3% бентонита %

7 О/О 7

ВГС + 10% ФХЛС + 0,25% КИЦ

+ 0,05% ПАА + 4,0% КС1

+ 1,75Ъ флотореагента T-80

+ ЗЪ бентонита

7 0/О 6

ВГС + 10% ФХЛС + О, 25Ъ КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0Ъ КС1

+ 1,75Ъ ЕКЖ-10 + 3% бентонита

9 Î/О 8

60

ВГС + 10%

+. 1,75% Карпатол-1 + 3% бентонита

8 0/О 7

59

ВГС + 10% КССБ + 0,25% метаса + 0,05 IIAA + 4, ОЪ КС1

+ 1,75Ъ флотореагента T-80

+ 3% бентонита

8 О/О 6

54

29 ВГС + 10Ъ КССБ + 0,25% метаса

+ 0,05Ъ ПАА + 4,0% КС1 8 O/0 7

+ 1,75Ъ Карпатол-1

1010101

9 О/О

56

О/О

45

О/О

46

8 0/0 7

53.72

9 О/О 8

70

8 О/О 7

0/О 8

72

7/8 10

13

6/13 10

86

5/9 32

53

14 6/14 9

33

13.. 5/10 10

32

12 4/8

35 81

18 12/25 9

19 91

16 10/22 9

20 92

ВГС + 10Ъ К ГСБ + 0,25% метаса + О ) 05% ПАА + 4, 0%

КС1 + 1,75Ъ ГКЖ-10 + 3% бентонита

ВГС + 10Ъ окзила + 0,25Ъ метаса + 0,05Ъ ПАА + 4,0Ъ

KC1 + 1,75% Карпатол-1

+ ЗЪ бентонита

ВГС + 10Ъ окзила + 25Ъ метаса + 0,05Ъ IIAA + 4,0Ъ

КС1 + 1,75% флотореагента

Т-80 + ÇЪ бентонита

ВГС + 10% окзила + 0,25% метаса + P,P5% IIAAl + 4,0%

КС1 + 1,75% ГКЖ-10 + ЗЪ бентонита

47 ВГС + 10Ъ ФХЛС + 0,25Ъ метаса + 0,05Ú IIAA + 4,0 КС1 +

+ 1, 75Ъ Карпатол-1 + 3% бентонита

ВГС + 10Ъ ФХЛС + 0,25Ъ метаса + О, 05% ПАА + 4, 0%

KC1 + 1,75Ъ флотореагента

Т-80 + ЗЪ бентонита

ВГС + 10% ФХЛС + О, 25% м таса + 0,05Ъ IIAA + 4,0%

KC1 + 1, 75% ТКЖ-10 + 3% бентонита

ВГС + 10% КССБ + О, 25%

КМЦ + О, 05Ъ IIAA + 4, ОЪ КС1

ВГС + 10% окзила + 0,25%

КИЦ + 0,05Ъ ПАА + 4,0Ъ

ЕС1

ВГС + 10% + 0,25%

КМЦ + 0,05Ъ ПАА + 4,0% КС1

ВГС + 1U% КССБ + 0,25% метаса + 005% ПАА + 40Ъ

КС1

ВГС + 10Ъ окзила + 0,-25% метаса + 0,05% ПАА + 4,0% КС1

ВГС + 10Ъ ФХЛС + 0,25Ъ метаса + 0,05Ъ IIAA + 4,0% КС1

ВГС + 10Ъ КССБ + 0,25% КМЦ

+ 0,05% IIAA + 4,0% КС1

+ 3% бентонита

dlC + 10% окзила + 0,25%

КМЦ + 0,05Ъ IIAA + 4,00% КС1

+ 3% бентонита

Продолжение таблицы

1010101

Продолжение таблицы

6 Ч

17 13/27 8

94

19 14/28 8

93

60 ВГС + 10Ъ окзила + О, 25% метаса + 0,05% IIAA +

+ 4,0% КС1 + 3% бентонита 20 11/23 8

18 12/26 8

94

Составитель В.Ягодин

Техред И.Гайду Корректор 1О.Макаренко

МРедактор И.Касарда

Заказ 2404/12

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская н аб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

58 ВГС + 10Ъ ФХЛС + 0,25%

КМЦ + О, 05% IIAA + 4, 0%

КС1 + 3% бентонита

59 ВГС + 10% КССБ + 0,25% метаса + 0,05% IIAA +

+ 4.0% .КС1 + 3% бентонита

61 ВГС + 10% ФХЛС + О, 25% метаса + 0,05% ПАА + 4,0%

КС1 + 3% бентонита

Как видно из таблицы составы, содержащие 5-15% КССБ (ФХЛС, окзила ), а

0,1-0,4Ъ КМЦ (метаса)) 0,01-0,1% полиакриламида, 0,5-3,0%.Карпатола-1 (ГКЖ-10, Т"80 ) и 1-7% хлорида калия при вводе в них:высоколлоидальной глины (бентонита) дают отстои B среднем на 50% больше, чем таковые в пробах, не содержащих карпатола-1 (ГКЖ-10, T-80). Содержание остаточного бентонита в "сливе" известного раствора в среднем йа 40% выше, чем в

"сливе" предлагаемого состава. Все это свидетельствует о высокой флокулирующей способности этого раствора.

Содержание КССБ менее 5%, а КМЦ менее 0,1% не обеспечивают снижение

° водоотдачи, увеличение концентрации

КССБ более 15% и 1(МЦ более 0,4% 4р не оказывает существенного, влияния на показатели раствора. Количество полиакриламида менее 0,01%, а Карпатола 1/Т-80, ГКЖ-10 менее Ор5% не обеспечивает достаточной степени флокуляции, а увеличение этих компонентов соответственно свыше

0,1% и ЗЪ нецелесообразно,так как флокулирующее действие системы на глинистые частицы не изменяется.

Количество КС1 менее 1% не обеспечивает предотвращение гидратации и диспергирования глинистых частиц, а количество более 7% не,оказывает влияния на указанные процесса.

Предлагаемый буровой раствор значительно уменьшает переход выбуренной глинистой породы в раствор за счет предотвращения диспергирования, обеспечения флокуляции и седименf тации ее частиц при низких показателях вязкости и статического напряжения сдвига, что позволяет бурить с промывкой малоглинистым буровым раствором, -.:ю следовательно, способ-. ствует повышению скоростей бурения.