Буровой раствор

Буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 09 K 7/00

В(!Р ", 1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы с.:;. :, 4,5-6,0

0,75-1,0

0,2-0,3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 384586 5/23-03 (22) 04. 12. 84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) В.А.Беликов, А.П.Лубенский, В.Д.Иалеванский и З.П.Семиколенова (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Анисимов Л.А., Потатов А.Г, Геология, разведка и разработка залежей сернистых газов. М.: Недра, 1983, с. 151-152.

Беликов В.А. и др. Исследования растрескивания углеродистой стали под напряжением в водных растворах сероводорода и буровых растворах, содержащих сероводород. РНТС Бурение, И.: ВНИИОЭНГ, 1982, Ф 10, с. 19. (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, состоящий из бентонитового глинопорошка, конÄÄSUÄÄ 1257083 А1 денсированной сульфид-спиртовой барды, хлорида кальция, гидроксида натрия, воды и добавки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения коррозионной активности бурового раствора по отношению к стальному оборудованию в условиях сероводородной агрессии, он в качестве добавки содержит гексаметилентетрамин при следующих соотношениях компонентов, мас.Х:

Бентонитовый глинолорошок 3-15

Конденсированная суль4ид-спиртовая барда

Хлорид кальция

Гидроксид натрия

Гексаметилентетрамин О, 1-3,0

Вода Остальное

С

ЪЮ

М

Ql

1)

1257083 2

Изобретение относится к бурению газовых и нефтяных скважин, в частности к промывке ствола скважин при вскрытии и проходке продуктивных го-ризонтов, флюиды которых содержат сероводород.

Целью изобретения является снижение коррозионной активности бурового раствора по отношению к стальному оборудованию в условиях сероводородной агрессии.

Гексаметилентетрамин (уротропин)— (СН ) N4 ниэкомолекулярный поли

6 4 амин жирного рода. Хорошо растворим о в воде (150 r на 100 r воды при 20 С) и в спирте.

Конденсированная сульфид-спиртовая барда (КССБ) — продукт конденсации ССБ с формальдегидом и фенолом в кислой среде с последующей нейтрализацией щелочью.

Буровой раствор готовят следующим образом.

Пример 1. В исходный буровой раствор, состоящий, r: бентонитоэый глинопорошок 100 г, КССБ 60, хлорид кальция 10 r, гидроксид натрия 2 и вода 915 вводят 0,05-3,0 мас.% (0,530 r) гексаметилентетрамина (примеры 3-19).

Технологические параметры полученных буровых растворов приведены э табл.

Ввод гексаметилентетрамина (ГМТА) в концентрациях О, 1-3,0 мас,% не оказывает отрицательного влияния на технологические параметры бурового раствора. При концентрациях реагента, превышающих 3,0 мас.%, наблюдается рост величин предельного статического напряжения сдвига бурового раствора.

Исследование сравнительной стойкости к коррозионному растрескиванию проводят на образцах, представленных проволокой из углеродистой стали

65 Г, диаметром 1,8 мм, при приложении одноосного растяжения 12,3 МПа (0,5 от предела прочности стали).

В течение всего времени испытания буровые растворы продувались сероводородом с расходом 1,5-2 дм /ч.

Буровой раствор, насыщенный сероводородом, в котором образец разрушается менее, чем эа 24 ч, считается высокоагрессивным по способности вызывать сероводородное растрескивание стали под напряжением, а малоагрес15

55 сивным — в котором образец не разрушается э течение 100 ч.

Результаты испытаний, проводимых по указанной методике в устройстве

HNFT (институт металлургии), приведены э табл. 2, где даны средние величины определения времени коррозионного растрескивания испытуемой стали, полученные в ходе трех экспериментов.

Анализ данных табл. 2, проведенный на основе описанной методики сравнительной оценки стойкости углеродистой стали к корроэионному растрескиванию под напряжением, показывает, что высокоагрессивный по отношению к испытуемой стали исходный хлоркальциевый буровой раствор по данному показателю незначительно улучшается после добавления 3 мас.% реагента Т-66. Только при обработке исходного бурового раствора водорастворимым низкомолекулярным полиамином жирного ряда (ГМТА) в количестве

0,1-3,0 %,äîñòèãàåòñÿ резкое увеличение времени коррозионного растреекивания испытуемой стали под напряжением, позволяющее считать полученный буровой раствор малоагрессивным по отношению к углеродистой стали. Достаточно низкая агрессивность бурового раствора достигается добавлением в него 1 мас.% ГМТА с одновременным получением необходимых структурномеханических и минимальных фильтрационных параметров бурового раствора, в связи с чем такой раствор следует считать оптимальным.

Повышение устойчивости углеродистой стали к коррозионному растрескиванию при воздействии сероводорода или сульфидов проявляется и при более высоких концентрациях ГМТА (см. табл. 2). Однако при этом наблюдается рост величин предельного статического напряжения сдвига буровых растворов, который при концентрациях реагента, превышающих 3,0 мас,% становится весьма ощутимым.

Таким образом, нижний предел концентрации водорастворимого ГМТА в предлагаемом буровом растворе устанавливается равным 0,1 мас.%, так как при уменьшении данной концентрации резко уменьшается время коррозионного растрескивания углеродистой стали под воздействием сероводорода.

Верхний предел — 3,0 мас.% определяется отсутствием необходимости провеТаблица 1

Технологические параметры

Прн» мер у

1 впав вязкость с

l1J>OT>>OCT» °

xr/», t0

ГМТ>> . Вода

Водо- р&

Г отда- .ие, см

Предельное статическое наиряксние сдвига

КССВ

Бенрнд кальрохсид наттонитовый глннопорсииок за 1 мин ° аа 10 мин,!

Па Па

I ция рня

4,9 8,9

84 2 27 30

1,05

t 92 55 09 02

1,05

4,6 8>95

4,9 8>9

25 24

64, 15 27 30

1,05

72.

1,05

4,9 6,25

27 21

84,1

1,05

4>5 & ° 53

84,0

26 30

1,05

4,3 8,47

838 30 Ээ

1,05

3 l 36

33 39

83,3

1>06

82,4

1,06

81 7 SO 1&9

210

63,8

8,0 6,0 1,0 0,2 1 0

26 27

80 3 32 Э9

76,6 48 60

t 05

1>06

144

I,OS

81,8 37

102

1,OS

105

81,05 34 42

80,55 31 36

6 7

l,OS

4,3

1 ° O5

80,4

27 30

4,2 8,9

4,0 8,6

80>25 29 33

84 I 05

6,8

80,2

28 ЭО

1,05

19 115 60 10 03 I >05

1>5

79,7 32 36

4,6 В,Э з 12 дения дополнительной химобработки исходного раствора в течение длительного времени при бурении.

В некоторых случаях при бурении скважин стабилизация хлоркальциевого бурового раствора может осуществляться вместо КССБ другими реагентами, например карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) или модифицированным крахмалом (МК-t). Однако сочетание водорастворимого ГМТА с КМЦ или МК-1 в обычно применяемых концентрациях делает практически невозможным достижение необходимых технологических параметров бурового раствора, таких как условная вязкость, предельное статиКонцентрация реагентов, нас ° %

8,9 S,4 0,9 0,2 2,9(Т-663 &1,7

3 92 S5 09 02 ОOS

4 9,2 5,5 0,9 0,2 О,1

5 9,2 5,5 0,9 0,2 0,2

6 9,1 5,5 О ° 9 0,2 0,5

7 9„1 5 ° 5 0>9 0,2 1,0

8 90 5>5 09 02 20

9 8>9 5,4 0>9 0,2 2,9

11 11>5 60 10 02 10 I2 150 60 10 02 10

13 115 45 10 02 10

14 115 525 10 02 1>0

15 115 60 075 02 t o

16 11 5 6,0 0,9 0,2 1>0

17 tl S 6,0 1,0 0,25 1,0

IS 11, S6,0 1,,0 0,3 1,О

57083 4 ческое напряжение сдвига и водоотдача (см. табл. 3).

Приведенные в табл . 3 данные показывают, что из условий сохранения необходимых технологических параметров хлоркальциевого бурового раствора, позволяющего предупреждать коррозионное растрескивание углеродистой стали под напряжением при воз10 действии сероводорода или сульфидов, необходимо сочетать дополнительное введение в исходный буровой раствор водорастворимого низкомолекулярного полиамина жирного ряда с обработкой

15 раствора конденсированной сульфидспиртовой бардой (KCCH).

4,0 В,Э9

4,6 8,26

8 ° 8 8; 15

5 ° 1 6,5

3,9 6 ° 4

Э,7 В,г

5,3 6 ° 6

4,4 8,5

1257083

Таблица 2

Время коррозионного растрескивания стали, ч

Буровой раствор

Исходный (пример 1 в табл. 1) 5,1

Исходный + 3 мас.7 реагента

Т-66 (прототип) 12,0

Исходный + 0,05 мас.7 гексаметилентетрамин (ГМТА) 4,7

Исходный + 0,1 мас, ГМТА

Исходный + 0,2 мас, . ГМТА

Исходный + 0,5 мас.X ГМТА

Исходный + 1,0 мас.X ГМТА

Исходный + 2,0 мас.7 ГИТА

Исходный + 3,0 мас,X ГМТА

138

223

124

> 720

>720

>720

Таблица 3

Предельное статичес- Водооткое напряжение сдви- дача, ra

Условная

Буровой раствор вязкость, с

3а 1 мин, За 1,0 мин, Па Па

87

Исходный + 1,0 мас.X ГМТА

4,0

Исходный, содержащий вместо

6,0 вес.% КССБ 2,0 мас.

КМЦ-600 + 1,0 мас. ГМТА

228

204

11,3

272

Исходный, содержащий вместо

6,0 мас. КССБ 1,5 мас.%

MK-1 + 1,0 мас. ГМТА

447

375

6,1

Н.Т.

Составитель Борискина

Техред M.Коданич - Корректор М,Максимишинец

Редактор Э.Слиган

Заказ 4881/20

Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4