Полимерный буровой раствор

Полимерный буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР на основе воды, содержащий метас и структурообразователь, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет снижения его водоотдачи, повышения ингибирующих свойств в условиях плюсовых TeMnepatyp до 180°С, в качестве структурообразователя буровой раствор содержит сульфат железа (III) или сульфат алюминия (III) или их смесь, причем компоненты взяты в следунхцих соотношениях, . мае, %: 0,35-0,5 Метас Сульфат (Л железа (III) или с сульфат алюминия (III) или 0,18-0,3 их смесь Вода Остальное р со Ч О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1169976 (5114 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

4ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

О, 18-0,3

Остальное (21) 3626479/23-03 (22) 21.04.83 (46) 30.07.85. Бюл. ¹ 28 (72) M.È.Ëèïêåñ, Г.Я.Дедусенко,Е.Н.Бурунова, Е.А.Ануфриева и P,С.Лернер (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт. буровой техники (53) 622.243.144,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 428078, кл. С 09 К 7/02, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 360897, кл. С 09 К 7/00, 1977 °

Патент США № 3921733, кл. 175-65, опублик. 1965.

Лернер P.Ñ. и др. Исследование гидрогеля метаса в качестве основы полимерных и полимербентонитовых растворов. Научные труды ВНИИБТ, М., 1981, вып. 53, с. 16 (прототип). (54) (57) ПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР на основе воды, содержащий метас и структурообразователь, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет снижения его водоотдачи, повышения ингибирующих свойств в условиях нлюсовых температур до 180 С, в као честве структурообразователя буровой раствор содержит сульфат железа (ТТТ) mm сульфат алюминия . (III) или их смесь, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, мас. 7:

Метас 0 35-0 5

Сульфат железа (ТТТ) или сульфат алюминия (III) или их смесь

Вода

1169976!

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к полимерным буровым растворам, использующимся для бурения нефтяных и газовых скважин с высокими забойными температурами и вскрытия продуктивных пластов.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет снижения его водоотдачи и повышения ингибирующих свойств в условиях плюсовых температур до 180 С. о

Пример приготовления состава.

К 400 r 0,5Х-ного раствора метаса с рН 7,7 (2 r на сухое вещество) при перемешивании дЕбавляется 20,8 r

5Х-ного раствора Ре,(80 ) (1,004 r на сухое вещество), при рН 9-10 обеспечивается образование полимерного бурового раствора, характеризующегося следующими показателями: P = 1,01;

УВ

При других соотношениях компонентов технология приготовления предлагаемого состава аналогична описанной выше.

При добавлении в предлагаемый полимерный буровой раствор 4Х порошкообраэной глины (имитация накопле- 30 ния тонкодисперсного шлама) последняя при центрифугировании (имитация механической очистки) отделяется на

98Х от полимерного раствора и свойства последнего близки к свойствам ис- З5 ходного раствора (табл. 4-6). После термостатирования полимерного бурового раствора при 180 С в течение 5 ч

О и последующего охлаждения свойства полимерного бурового раствора прак- 4g тически не изменяются (табл. 1-3).

При взаимодействии метаса с солями указанных поливалентных металлов происходит образование комплексных соединений, в которых комплексообраэователь, например ион Сг+, связан во внутренней сфере с двумя карбоксильными группами полимера. Это дает воэможность получить гидрогель метаса — полимерный раствор, обладающий 5О высокой термостабильностью и ингибирующей способностью — свойствами гидратационного замедлителя и флокулянта высокодисперсных глинистых частиц. Последнее обеСпечивает при у соответствующей механической очистке поддержание заданных показателей в процессе бурения.

При расчете полимера и структурообраэователя исходят иэ необходимости введения во внутреннюю сферу комплекса двух карбоксильных групп полимера.

Конкретные примеры приготовления следующие.

Пример 1. К 400 г 0,5Х-ного раствора метаса с рН 7,7 при перемешивании добавляется 14,6 г 6,8Х-ного раствора Сг,(S04),, рН раствора поддерживается в интервале 9-10, что обеспечивает образование стабильного полимерного раствора — комплекса метас-Cr,(SO<), за 4 ч.

П р и м а р 2. К 400 г 0,5Х-ного раствора метаса с исходным значением рН 7,7 ° при перемешивании прибавляется 7,0 г 6,8Х-ного раствора Сг (804)з и 4,8 r 10Х-ного раствора Al,(S04), Условия получения такие же, что и в примере 1.

В таблице 1-4 приведены показатели предлагаемого полимерного раствора с различным компонентным составом и .известного раствора.

Как видно иэ приведенных таблиц, полимерный буровой раствор обладает необходимыми структурно-механическимии фильтрационными свойствами, В таблицах 1-3 приведены данные, подтверждающие термостойкость полимерных растворов на основе метаса и солей поливалентных металлов. После термостатирования при t80 С в о течение 5 ч растворы сохраняют низкие значения водоотдачи (e„ ) и рабочие реологические свойства.

Флокулирующая способность этих растворов определяется по количеству удаленной центрифугированием из раствора порошкообраэной глины, которая вводится враствор иподвергается контактированию сним в течение 1 ч.

Данные таблиц 4-6 показывают, что вводимая в раствор глина практически не переходит в его состав и может быть до 98Х удалена при очистке с помощью центрифугирования.

Концентрации метаса,обеспечивающие рабочие показателираствора,соответствуют 0,35- 0,5Х,а солей 0,18-0,30.

Уменьшение и увеличение этих концентраций не позволяет получить полимерный раствор с низкой фильтрацией, обладающей необходимыми структурно-механическими, ингибирующими и флокулирующими свойствами термостойкостью до 180 С.

1169976 м з

° f

»

1 Ж л

1 О

СЪ л

Ch м л

Ch g о

Ц

С Ъ Ц о

00 м. л л

Ю л

СО

СЧ л

00 Ch л л о л

СЧ л

СЧ ь л

Ch о

Р ж

cd

v

Е о

О

Э

fe сО

С Ъ

Ch о ч-! и

I Ж

3Л

С Ъ

С Ъ СЧ

М СЧ л

» л м м

Э

Э

v Ж о ж

3 Э

Р ф 333

Оi !» о 30 333

& и и

cd

О,Л

О

Ж С0

Ц ч

Э

Ж ф D ф Ц ф

3С о л

00 о о л л

СЧ 00

СЧ о л

00 . ь л

СЧ м л

СЧ

С Ъ

СО л

СЧ

СЧ

1О л о

3 !

Ю л. л

33Ъ Ф. л

СЧ О л

CO л

CO О л О

CO л л

СЧ л О

° \

СЧ вЂ” Л

t! о о

Ю л

Ю л о л о л о л ь л л

% %

00 л

Ch м л

3СЪ л л

Ch Ch

СЪ л

Ch ж

СЪ 3» о л о л

I o ел

1 El

I I

CO л л

CO л О. 00 л сО

Ch Ch

° \ л л . л СЪ л

СО сО

Ю ! фи.-и СЧ

1 Х 1 м л

СЧ

СЧ и

Ch

СЧ

СЪ

00 е» Ch

° л М

СЧ

Ch и сЧ .сЧ О л л л

СО СЧ . 6Ъ

cv м

Ю л

СЧ

СЧ л л л ао О м О л л л

СО Ch Ch

СЧ» СЧ о

9 1 о л ь о л а о л л

00 сО л

СЧ О л

СЧ

00 л

00 л

3СЪ

СЧ л

CV

СЧ л л е» е» о о л л

° %»

1 Q I о л! .

I Ю

t м

I Э

° \ ь

+ " v ее м

М CO

О еч

° ч ф

+ХЕ

СО

° г»

СЧ л» л л о о

Ю м л

D сп л о О

СЧ л о

СЧ л о

00 л

D 3Ъ л о

I ЪЗС

I ф

1 1

I Э

1 Х

& dl о и

cn O л Ое о мо

ЬР

Л ° э и

Ж ф

Ж Е

cd cn Л

И СЧ СЧ ф л л

I- D D м л! о

3: И

v o

I 3л и о

N3 O ж и

М 333

Ц о

133Ъ СЪ

М Vl cn 4n cn cn 33Ъ л Л л л л л л л о о о о о о о о

3

f2

Р

Х о а

R ф

° Д л н л-- ф и

11

l6 ф &

Е ф

Е ф

34 ж о

С3, В3

1169976 х О

1 О л

1 О

1 !

1 х л л

О1

1 О м л л л

CP О О 1 м л

О б О л л

О1 О

4 х

О1 СО о л л л

С 4 л

Ю о

CO л л л

Р4 л х х х х о а

Ч> о х

Ю х

CQ и о

X а о О со О Ю

I i

СЛ

Q) х х

Q) с

О !

QI !

» и о

И и!

I о

О о 1 з 1

Ю О л

О м

Ю л

С 4

co o л л л

СЧ

С 4. С 4

Ю со л

СО Ch л С 4 м о и х

1

1

CCI 1

1

l-1

O O О л л л .4" с 4 М

Ю л л ао о

СО

Ц

С4

I 1»

I сб а

1 0) Х сс

Х о

l —

Ю л

Ю л о л о л

Ю л о л о л

Ю СО СО л л л

Ю rl C

"\ л

1 I а I — — — — 3

Х Ю со

Ц

° л

o o a !.х

1 о

Ю л О

Ю л

Ю л

С 4

С5 а о » и (б а

1 о 1

l о х

Ю CO

00 О .4 т—

Я ! СО

1 >

Ю О с4 с1 л л л л

Л СО Л М

Ч Ч С 4

Ю л

СС

o o o л л л

GO - Ю

СЧ С4 С4 о л

С4 л л

I !

1 т

Ю л о л

Ю л о

Ю л о л

1 м 1

Ю

M! с 1

i I

< л л

1Г л

Ю м л л л

o o o

-Ф

С 4 л

С 4 л

o o

3 Фс4 м

Н И и

<Ч С6

Е л о и

И Ю х E

QJ о и

o а

I= o

tf о л Q

QI U

° и! х и и! <б I Ю с ) м л о и л

СЧ С4 л л

o o

С/1

О л

Ю м л

3/1 л

Ю л о л л л л л л

o o o

Е 1 Е

Е СС! с! х

Е QI

А и о и

1 и о

Сб С- о о х а о

o о и с

С5 а (С4 а U

QI О

X Е б с4 с 4 б О

Ф

O -О - O

С Ю сЧ вЂ” с4 СЧ..

СЧ -4 с 4 СО с- С4.О Ф С 4 О 1 CO M CO л л л л л л л и М О С4 О С4 О СО с4 СЧ с1 М с1

1169976

I х

0 I о о л л °

Ch Ch ОЪ

С Ъ а л В

ОЪ Ch ОЪ с!Ъ

О1

М

Ц о

И О л О ° \ ъ о

00 " СЧ

СЧ л

СЧ о О СЧ л ° л л л

00! л е

1 !

« о ! о

) х. л а

an ю л

СЪ И

00 т»

CO O

СЪ

СЧ ь

СЧ ь л

00 сО л л 0 ф

С!!Ъ

ЧР О л ° л 0 00 сЧ сЪ л

I !

I 3

CV л сЪ

00 О л л о сч

СЧ СЧ о л ° \ о о л О л

Ю с"Ъ л

Ю л о о

О О О л сч

° л л ° !

ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ

СЧ !О СЕ л л а

Caa Oi Ch ж Ц 00 00 с"Ъ

Л Л--,О О

О л О о о ф, а л а СЧ С!Ъ

Я,) ч» т»

СЧ

Сч

СЧ

СЧ л л

СЧ сч -"О л л о, о сч

«о

00 со л се л е!Ъ е Ъ

ССЪ О СЧ

ССЪ И СЪ

-0 О ф

° л ° л еЪ сЧ О

СЧ С Ъ

v х

О О Э сЧ аСа Э Ii

М ol

Ю л

О О еЪ О а а В а

ССЪ 00 СЧ

° СЧ СЧ

Й ж

3 о

О О О О О О О

В л л а л л °

Ф «Ю % %

ССЪ, ССЪ л со о о

В а а о о о о

ОЗ

ФЧ

ССЪ !л

Л 00 СЧ С Ъ о о л л е! а о о о о о

Л О л л о о

В,С»

+ЮО

oI ala

И НСП

ad О л!

E Э К" 36 о х

° СЪ л

О !СЪ СЧ СЧ

О! al Л Ла рюоо

ЬФ

° 1 й

СЪ еЪ л а о о

ССЪ

ССЪ л л о о

Э а

ЦЭ О ибо IМ ) о о ° о м м н v н о ! 2

v o

С0

Ф н о о о ж

m н и о

Е .g m

Ц о y 1 о

Ц

М

ad

m о

Ц сСЪ ф .

Сб Ф

С4 о э

v m

ad

О,О

Р хо

Ц 00

Ф Ж

m О!

g о

СЪ

СЧ еЪ еЪ О а л В а о о о о

1369976

1,(.

О Ь О М О с а а а

1 еЧ л 00 00

Оъ 00 м . Оъ ао

О, N «Ъ Оъ «О 00

»«00»» N 00 . ЕЧ а с 6 а а с о D

«са с

«ч

О с ° с а а

ОЪ ОЪ О\

ЕЧ N с

««ъ О« еч «0 Ф

Ic0 !» аЪ еЪ с « .ЪО ъо 1 о а! и

tf Ж а0 О е Ъ .е ° еч а0

»

»е

««Ъ

«еъ! o

«!«! «

Й са а, 3

11 о!

Ц л

««1, I

О о с еч

« Ъ еч еч

I с о

«О с

«»!

О с

««Ъ о с!

Сч Г Ъ

Оо

° ° «»! о оо

4 с с

» Ю» о с

««Ъ

О а

О с

««Ъ о с

« !

О с

СЪ еЭ О с

«Ф о о а а

О с

О с

»а о

Ф

О .Ф

«Ъ ««Ъ

«aa Oa еъ О

«\

«аа О«

00 с

«еъ х

Ц

О е х

00 00

О с и0 «О

О

«е»

D

О о0 6 с с л г»

Оъ Оа с а л л еч

«е«afa

« Ъ «Са

»« о0

«

«О ! »

« Ъ

° ч . л

«0

«О а!

v о ("

О с еч

«ч а с

00 N еч е.Ф -Ф а

« 00

« Ъ CV

N с

»!

О О с аъ ао,еч ао

* ф о«

N а0 юЪ

О а о

«О л о а о с а

СЪ а о а о с о о а

4 I

° « ! а! о- ч.

+ОО

° ««е

«еъ с

00 - л

° - еч с ° о о о

° ю «О

3".,Ы

I о о о о е«хо о хе

u!ca

1 еЪЛ

О чЪ ЕЧ ЕЧ ас r с а

ОЕ О О О

2 а!

У5

Г !

;!

ОЛ.

Ц!

3 °

««О

1! о!аv !ач е х . "«а «а х а!а«аоо еа ot а«x х е х

О D О «0

N «Ъ O иЪ ЕЧ с с а

О О О О О

° Ca

vl «еъ ac! aca aca с а A c а о о о о о

116997б

12 о

Ф

I C! а (C(1 «(4 У( (C«(О

О«

»Ф

0t, Ц

Ч о о х и (CI а 1 О

Ф о

»О (4 еCO ь л IO

° ф

CO (ч

«(Ъ

M л

00 о

CO

С 4

Ф 00 е а сч сч

С« е

CO (4 о (ч е а е сч

CO сч м с» 1 I (4

О 1 о о *

«О ф о

» (Ю е сч л

С« (4

С4 о е

-Ф (4 о е еЪ

«с\

\4 « ь о

«(Ъ

° C4 о о сч

С« а

О ь

Ц

I

v 4I («(х х

Х (QI Ц с е а

1 I Я йю p ì ц ««ы с» о о е.е

О е

» о о е

Ф Ф

О О CO а е

Ф Ф Ф

О е.Ф

С« е

Т о

a CO

«7« ф чъ е

O«О«

«(Ъ ф О е «

ОЪ О«О« (00 Х а

О О

И х о

Ц е о о

О О О е е л сч сч

О е О

О О о

Сч»» СЧ (4 с Л л

СЧ Q (4

О

-т ф

Ф

«О Ф х v а о v ф

О I

5Г !

" I

t(«(О

l4 о !

Ъ ф а (4 О С4

Г Ъ С Ъ С Ъ (О Ф (ч а

«съ С Ъ «О сч сч

О (O е а

«О ф

С4

° Ф ("Ъ (« о а о

О О О сч а е ° а еЪ ОЪ ф еЪ

Ю е а а е о (Л м

+ос (» м

v ucn

ОО

СЪ ОО СЪ е а с а

О О О О

«C«сч е * о о ес

С4 (Ъ О а

О О О е

Ф С4

«4«Х х v о

«съ 1»

«съ съ о е а а о о и

«съ

С»«М «(Ъ а * а о о о о еЪ Ъ СЪ а е

О О О е a ° )

ООО

О(ОХ она о х а х о (««

ill

v cf е(Ч х о

О, X Ì х ц о

«Ъ с( (О (« о

С( ( х (б (o l o: а ь

С» 1.

1 в

B. 1 х ((«1 йГ

О

v t c« ((C ф а

z l ! (» е(! с) I cc« (О 1 О"

«« I

О 1 (х

СЧ Ь СЧ О

«О СЧ СЧ СО Л о ф о сч о ф О О О

О. ОР л ф «У« е Ф е t а *

° Э .О О м О О ф О 0 -З М е с а е а

Ф«CI«O«O«О«

Ц O«e . 3 са О х о о

«О 1» «Ъ О о о о а а а е («Ф 0 л сч сч сч сч

О О О О О О О О О

o o

° Е

O O C ч О 00

10 L O ч е

0а о е л

Ю с0

В

If O

1 са» м

С0

Оъ м чэ

Е 1 Е

CII 0с 0с м е М\

Ot 1

° Щ а л о е л сс

В чс

Ю

° n an1 аа Э ч ч м ч саС ч В ч о т а а а

00 О сч м о

1 сс 4t ч

Ю о

С0 сас

I с о а а е

\CI a»

° Фс

В м сс о

1 ч C0 а сО

М Е ° I» о о о о

1 L а а см о а а о

° Ф Ф

1 а

Ch Фс л сч а а

CIa 0a сс

CIa ссс Ф

В В

ССс Ch

ICa Р; а ° сч м о

° \

00 е сО

В а О с0

С0

° - CaI е м.

° сайф

4 с» ч ф ч ч. о а а

° м

С4 о ю

В 1 ч со ю \О ° I» о о o o а ° В е

° а»»» а ч ч

Л С0 сч о о

1 а В В о о о о ч м

В о ч о а ° о о ч с0 ° М о

° 1 1

o o o ч л о а о

In с \

° » о

Ю о ч о ч

In о ч

М 0 Ч о о о

an ч о ч ч о с 1

Ф \ сс

ВС сс с.Ф

Фг И(I 3)

L (g В а ч а

Сс

1169976 м о чс

В а 1 ь м сс

cv сс

10 а 4 сс л с 4 лд О о сС а Э о

O сс с"1 ч м

O IC

)ь о

° а 1 В

O D о

1 1 В

° о о

Вчй оооо