Буровой раствор
Патент 1263705
Авторы
Классы МПК
Буровой раствор
Иллюстрации
Реферат
БУРОВОЙ РАСТВОР на углеводородной основе, включаняций высокоокисленный битум, синтетические жирные карбоновые кислоты структурообразователь , утяжелитель и добавку, о т личающийся тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости при повышенных температурах, он в качестве добавки содержит полиорганоалкоксисиланы и силоксаны (ПОАСС) и гид14оксид натрия, а в качестве структурообразователя - глинопорошок при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Углеводородная основа 34,0-75,0 Высокоокисленный битум 10,0-17,0 Синтетические жирные 0,5-3,0 карбоновые кислоты 1,0-10,0 Глинопорошок 3,0-8,0 ПОАСС от количества sg глинопорошка (Л 0,1-0,2 Гидроксид натрия от количества ПОАСС Утяжелитель Остальное Од СО
С жю СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1И, (51)4 С 09 К 7 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,5-3,0
1,0-10,0
3,0-8,0 от количества g глинопорошка
0,1-0,2 от количества С
ПОАСС
Ждроксид натрия
Остальное
Утяжелит ель
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3819238/23-03 (22) 30.11.84 (46). 15.10.86. Бюл. Ф 38 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) А.В. Казьмин, Ю.Ф. Логинов и Н.Л. Радковец (53) 622.144.3(088.8) (56) Рязанов А.Я. Справочник по буровым растворам. M. Недра, 1979, с. 54-59.
Авторское свидетельство СССР
В 765335, кл. С 09 К 7/06, 1979. (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР на углеводородной основе, включающий высокоокисленный битум, синтетические жирные карбоновые кислоты, структурообразователь, утяжелитель и добавку, о т— личающийся тем, что, сцелью повышения агрегативной устойчивости при повышенных температурах, он в качестве добавки содержит полиорганоалкоксиснланы и силоксаны (ПОАСС) и гидфоксид натрия, а в качестве структурообразователя - глинопорошок при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:
Углеводородная основа 34,0-75,0
Высокоокисленный битум 10,0-17,0
Синтетические жирные карбоновые кислоты
Глинопорошок
ПОАСС
1263705
Полиорганоалкоксисиланы и силоксаны (ПОАСС) вводят в слабощелочной среде в количестве 3-8Х от количества
h глинопорошка. В щелочной среде происходит процесс гидролитической поликонденсации ПОАСС с образованием высокомолекулярных элементоорганических полимеров регулярного строения, которые являются гидрофобизаторами бентонитового глинопорошка.
Технология приготовления утяжеленного бурового раствора на углеводородной основе следующая.
В перемешивающий механизм наливают углеводородную дисперсионн ую среду, нагретую до 70-80 С, затем вводят высокоокисленный битум, синтетичес.кие жирные кислоты и гидроксид натрия с интервалом в 15 мин, затем одно временно вводят глинопорошок, полиорганоалкокси (пропокси) силаны-силоксаны и гидроксид натрия (0,001 от количества ПОЭСС) . Через 20 мин вводят утяжелитель до необходимой плотности. Приготовление раствора проводят в одну стадию, непрерывно, общее время приготовления 1 ч.
Физико-химические параметры буровых растворов приведены в таблице.
Пример 1. Раствор на углеводородной основе (РУО) приготовили в лабораторных условиях при следующем соотношении компонентов, вес.Х;, Дизельное топливо 52,85
Битум высокоокисленный 13
Синтетические жирные кислоты (СЖК) фракций
С вЂ” С 1,5
Гидроксид натрия 0,15
Глинопорошок бентонитовый
Гидрофобизатор — полиорганоэтоксисиланы-силоксаны (ПОЭСС) 5 от коли5,5 чества глинопорошка
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к промывочным жидкостям, применяемым при бурении нефтяных и газовых скважин.
Целв изобретения — повышение агрегативной устойчивости при повышенных температурах.
Гидроксид натрия
Утяжелитель — барит
0,1 от количества
ПОЭСС
2,0
0,2
В лабораторную мешалку фреэерноструйного типа заливают расчетное количество предварительно подогретого
0 до 70 С дизельного топлива и всыпают битум высокоокисленный. Время их совместного перемешивания 15 мин. Затем вводят необходимое количество синтетических жирных кислот фракции С б С и гидроксид натрия для омыления их.
После 10-минутного перемешивания смеси в мешалку совместно вводят бентонитовый глинопорошок, гидрофобиэатор
ПОЭСС, гидроксид натрия (для создания щелочкой среды в процессе гидролити— ческой поликонденсации ПОЭСС), затем через 15 мин в мешалку вводят утяжелитель — барит. Общее время приготовления РУО 60-70 мин.
Приготовленный раствор имеет следующие параметры: плотность 1, 19 г/см ; условная вязкость 138 с; статическое
I мг напряжение сдвига 168/315; фильтсм2 М3 . рация 0 стабильность
30 30 мин
0 г/см ; замер исходных параметров производят через 10 ч после приготовления раствора.
Приготовленный раствор подвергают термообработке в лабораторном автоклаве при 190"С и давлении 300 атм.
Время цикла термостатирования 2 ч, количество циклов термостатирования 3.
Параметры раствора после термообработки существенно не изменились по сравнению с исходными, раствор остался стабильным с нулевой фильтрацией.
Основным показателем количества
4$ раствора является значение стабильности после термообработки.
Пример 2. Утяжеленный буровой раствор на углеводородной основе, приготовленный в лабораторных условиях по описанной в примере 1 технологии, имеет следующий состав, вес.7:
Дизельное топливо 54,2
Битум высокоокисленный 13,6
Синтетические жирные кислоты фракции
c — c
Гидроксид натрия
1263705 глинопопорошка
0,1 от количества ПОЭСС
Гидроксид натрия
Варит
Глинопорошок бентонитовый 1,0
Гидрофобизатор ПОЭСС 3 от количества
Дизельное топливо 52
Битум высокоокисленньп» 10
Синтетические жирные кислоты Фракции ф— С„1,0
Гидроксид натрия 0,15
Глинопорошок бентонитовый 10,0
Гидрофобизатор ПОЭСС 8 от количества
-Приготовленный раствор имеет ,следуюпп»е параметры: плотность
1,20 г/см ; условная вязкость 46 с статическое напряжение сдвига
150/290, ; фильтрации 0,3 з 30 мин
Параметры раствора после термообработки на 170 С: условная вязкость
21 с;- статическое напряжение сдвига 20 мг »Ì3
45/70 — ; фильтрация 0,5 30 3 см™ 30 мин значение стабильности 0,02 г/см .
Таким образом, при наименьшей концентрации гидрофобизатора (ПОЗСС) — 25
- 3X — происходит неполная гидрофобизация глинопорошка, за счет чего снимается и термостабильность бурового раствора.
При концентрации ПОЭСС ниже 3X параметры утяжеленного бурового раствора на углеводородной основе становятся неудовлетворительными, струк-турно-механические показатели (услов35 ная вязкость, статическое напряжение сдвига) низки и раствор не выдерживает термообработкИ вьйпе 120-130 С, т,е. непригоден для бурения глубоких скважин с высокими пластовыми темпера 0 турами.
Пример, 3. Утяжеленный буровой раствор, приготовленный по той же технологии, что и в примере 1, имеет следующий состав, вес.7:
Глинопо рошка
Гидроксид натрия О, 1 от количества ПОЭСС
Ба рит 26,85
Параметры исходного раствора следующие: плотность 1,19 г/см ; условная вязкость 200 с; статическое нап- ряжение сдвига 305/650 мг фильтСМ2 рация 0 см /30 мин.
После термостатирования на !80 С раствор имеет следующие параметры: условная вязкость 123 с; статическое напряжение сдвига 132/262 см
S см2 У фильтрация 0 30 стабильность
30 мин
0 г/см .
При концентрации свьппе 8Х гидрофобизатора глинопорошок становится настолько органофильным, что структурно-механические показатели раствора становятся слишком высокими и остаются такими даже после термообработки; такой раствор трудно прокачиваем, т.е. не удовлетворяет по технологическим параметрам.
Свойства предлагаемого РУО сох" раняют высокую стабильность при многократных термических воздействиях (нагревании-охлаждении), что позволяет использовать этот раствор в условиях высоких пластовых температур при бурении глубоких скважин.
Раствор стабилен во времени, не требует дообработок в процессе бурения. 1263705
ФФФ
IO ф 3 444!
Ф ф Ф Й и! И мъ Й ct
3 3 8
О О О О О О О О О о о g g o о о
04 CO
М о о o o o.
40 ь
Ф о о ф
О О 0 О О
МЪ И ВЪ
* в о о о с о о о
И
О О О О
И а о о о о o o
И О МЪ О О И МЪ М Ъ И OI О D И
Ф Ф ° * « ° «в ° а ь ° а
О И 1Ч 1Ч ф 04 4- 04 ul м! 1Ч Cl 4Ч .ф М 4 4 4 Ъ ГЪ ul C«4 1Ч 4«4 мъ 0 л и и мъ
° ° ° а Ф Ф
4 Ъ О см 0 40 м еч 1Ч Я
ul О И И
Ф ьЪ 0 сО
С4
Ф мъ и о и\
Ф Ф ° ° °
МЪ 0 М 0
О И
40 М
О И И ФЪ
Ф Ф
Ч! ° ф ф
4Ч tu
ul мъ
Ф Ф
0 М
О И
М 40
41 О л Ol ul
М Ф !Ч 4Ф М
0 I4! Э t
CtI ul
° » °
t О
МЪ О 0
0 МЪ Ol
° т т4Ч
О О И И
«
О О О О О О О О О О О О О О 0 О О О
144 и \ а л
Р
Ф Ф
И И 0
0 М
О О
4 Ф
О л
4У ФЪ
О И
МЪ 40 м И
О О
Ф
М 40 ф М
О
В
Л 1Ч
СЧ МЪ л
° °
Л М
° ФЧ
D ul
° ° м и и ul
Ф Ф а
0 1Ч
4 Ъ 4Ъ М
О О МЪ
° а °
О 1Ч 444
М 4 Ъ
МЪ
Ф а
< М
МЪ И
С4 4Ч
И И в В
1Ч О
Н 41
И 4 4\
М и л О
* а
C4t
Ф О
* Ф ч! л
О И О
Ф а °
0 t«el
* °
О4 С44
О М
t 41
44 8
ЕЧ
0 О ф М л
4Ч М 4»
О CO
Ф ф
0 °
I0 4- ul
4Ъ М
Ф Ф
D О
О О
М t4
° Ф т
° ° Ф т Ф»
О м ъ и иС мъ и м 1 uC ul ul мъ ul 44ъ мъ мъ иъ и ul
I 1 1 1 I
1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 I 1 I I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 t 1 1
ul ul ul О О О О О
« « с а Ф
I 1 1 1 Ф Ф 4 t I t Л 4 (4 CV 4Ч М М CV 4Ч
О О мс л
4 ° М
О D а л л си 4 4
О О О ф Ф л
1ч м tu
О О ,с Ф
О О
О О О с
Ф И И
О О О И О
Ф Ф Ф
0 40 0 МЪ МЪ
О О ul МЪ
В Ф
l4t 0 М \ МЪ
И И О с Ф
О О О
Ф Ф
М МЪ ф
ФЪ И И О
° °
О О 4 Ъ
О а
41 1"Ъ
О МЪ О
4 Ъ 4 4 44
Vl ul ul МЪ О мъ О О
° ° Ф
4ФЪ 44 41
Ф МЪ И
Ф Ф
О О а Ф
CO Ф
О О
И О
О О О О
Ф Ф
Ф Ф О И
О О ь И О О О О
Ф Ф а с
° O4 1 4 1 Ъ 14\ 4Ч М МЪ мъ л иъ иъ
Ф Ф
4 м 4 Ъ Ф
О О
4Ч 44
М 4 Ъ
О О О в
О И О и л 40
О О 0
И И
О О
« а
О 04 мъ э
О О О
IO 4 Ъ 4 Ъ и И ul
О ul
Ф Ф
I4l 1Ч
МЪ И
О И мЪ
° Ф
И МЪ И мъ О 0
« Ф .Э и ВЪ
МЪ И И
И е л
40 04 0
4 4!
263705
3 3 В 2.3
g О я 3 ою 3 о юо ю е» ° . е» О с э ° Ф !ч о о
i Ф 1 о .о о о о о о
° e4
* е о о и
° ° о о о о o o
1 * о о о о е
В O
o o о о е о а ° е4 мъ о
° В
"Ь о м о о
an е и
В о o - о о о е î о
В 1 1
Ч(е м
o an
1 ° ! ч и о и е В
Ф Ф е4 е
В ° о о е о е е
О е
t4 о л
1 ° В
Ю Ф О о an
В В, л Ю и
В м е
1 В о е е
Ю е е
an (ч о м
В В В м сп 1 О м
3 3 Ф 3 м Ю л и ю
» е е
В В о о о е
В
О О О е
° е с4 В о е о
О о о
o o o
О ч!
Э 1 е м ь
an О.
1 ° ! е
М 41
t4 е е и и
В со! Ъ. о о
В м е
° е ес е е an
1 В б Ф C(a atl
° м е
В ч! м е е е Ф
В В 1 1 ь е и м о
° 1 е и ю е о
° ° е л е|
* л е о Ф
e4 an
Ф е м
Е ОО Ч(О
° ч м
t4 м О м
С4 ь м\ о л
° - м.а а е е е (Ч о ь ь ь л ю
В б В е Ф °
В
» е an е е е an !
Е Е t4 М Е Ю О М М Ю О
1 1 1 I 1 I 1 1 1 1 е °
° М 1 1 I 1 о о
I I . 1 1 л ч( е а Е ч(М е4
1 1 (1
1 1 1 1 о o o
Ю Ю Л и t4 М о о о о
В а В ! е е е и и и е4
О О
° а л ° м (ч е е о б ° 1 а л л и м м о ю
1 В 1
an e4 м и и о. о
° В аО цр ъе о о
° В
Ю 1Ф о о б б
1Ф vc о о
Е 1 ч(ч!
o o о р
° В е Ф
О О
1 °
Ф an е е е
° 1» е е
* е °
° » е е ! е р о е б
\Ч»»
В В
° ° °
o o в
° ° и о о
В ° м м
° \» е е ь о
В ° а е .е Ю Ь о о
В °
Ю Cl
О О
В В е ь
° °
Е Е О О О О Е
Ф o . а В б м м м сп и и
° n е е an an e о е
Е 1
С4 е е
O О О О О О
М О g g О 4((е е
В В м м е е м д м е е4 ч( е4 и
МЮМ с4 М М М м м c4 cn r е Ф л о
В а о ю е е е о
В
° » ° и и
О О
° 1
o. .(ч е е
° в о о е о
В В
° о о
В л и (е!
Ю м
D Ю
1 В
° t м е е
В В аСа е an
В 1
° » е
° ° е е
° е
° 4
В о
М \ е
an
* ч(м1 о е
an,4 ) an м!
В о о
Ф В м м о о б е
Ю е о
O Ф
an е ь
О и
° n м (ч м е
В
Ю о е
° ° ю е е4 е е б б е l0
» e4 и е е ю ю е» о о е е an е В е е! Ъ
» Ф е °
Ф °
1263705
О (О о л о о ф a/I о о о (О О (О
Ю ОО О О О О ф ф ф СО
Ю ао сч
Ь ю o o
С 4
Ю о о о ю ю о е
l О о
Ю ю о о о ю о ю о о о о о — о
Ю о о о о с
О Ю О О О О
o o o о о
О СО О
С 4 /4 M м(о сО (4
М! О О М! М(* ° Ф ф ф о т о а
СЧ С 4 M м(о
M С:1
С 4 о м(т
Се Сч
М! (/(О
Ф Ф о о о
Г(4"1 м(О С ю т о о мъ
Ф (О о о м(о о в A в
О м(CO O О О о о о
М(О О
Ю Ю
ao o м(о в Ф о сч а к3 " vî сч м(О и
О О м(СО /( (О
Г О ф ф . (О (1 ю ф м(ф сч о ф Г сч т .т
« \ о о
Ь О С О 1/\ о о о о о о
ln
Q О О О О О и Ю
4 Г \
Ю I/c
Ф о
Г \ М
Ф (О Ч;1
М! О (ф (о
Ф В
4О (Г! т с(м(о о
Ф I
М л О О
СЧ С \, (1
0 о в ст (Ч о о о л сч м( м О1 о о
/(м(!
М 4»
14 °
Ф (О
Ю
M о
f м(о
О Г с
СО О
О сч ф со и ю о
О О (4 о о сп еч
М 1/1 мв м(In ln In I/l м(ф м(м(м(«1
О! ! I !! I I !! I I ! 1! ! 1 ! I I I !! ! I !
1 1 Я о о о
В ° л Ф ф еч (ч сч о о
«О
С 4 (4 о о
°
1 ю о о
С- Г" Л
СЧ С 4 СЧ
»4 о м(о в Ф Ф о мт о о о Ю
М! С! О О о о
Ф Ф м(о
О .Ю сЧ (т(Ю Ъ М(О м(м(1п 1/Ъ О ф (Г(«1
° ° Ф в в в о м еч о о м(т м(Ф Г
М (4 ю м(o co
М ГЧ л .о
М! ф М1 О
В в м о о о со 0 о о ф
Ю Ю О в еч ю -т о ю «(ю л ((Г\ (Ч (4 т м м(м(л
О О (n О м((/(В Ф Ф Ф в (Ч O M - (Ч
«с а ф о о о о .т и о м /» (/(м(о о
Ф
О О мв .т
Я а
ao e о - Гч т In л (О
-т ф
C 4 ГЧ
О ч m ч сч «ч
c/
Я
О1 ln
В о сс о
В Ф
M /4 о
Ф л
С4 ф (о
cD м (о (/( е \
С 4 и
1О
Ю п
И о о
Ф ф о (/(CO
С4 о ю
О /4 и .т м(л
Ф о
Г/ С! (/(м(Ф ф л с4 с« о о (О О
Ю
О (1 м1 о с / о
М(1cl о о м ф (Ч.т
Ф
Ю м( о о
Ф мт
Г4
1/1
Г 1 о
Г (4
О (О
Ю (1
Ю (т(о
Ф ф (Ч м(Ю м(Ю (1 м(СЪ
Ю
CO ь ь
/ . О
43 с„r(X
3О
СЧ
Ю
СЧ
Ю
С3
CO ь ь!
I 46
fv ь Ю
Ю Ю мЪ
Ю мЪ
Ю мЪ ю ь
Ю Ю
1 х
1 03 о
X I Х
34 V
I I 0l
О 1 т
lO I X
36 I а! 03
f и
I 1
1 Х
1 7 ! 1
Ю
I I
1 х
1 1
I с6
C х
I0
63 и
63
Ф И
X х, в D
lC а мЪ CO
С 4 мЪ
D о
CO м Ъ
С 4 мЪ
Ь со
СЧ Ф
С 4
Ю О м \
l с/Ъ мЪ
О ь
О
О
l/3
С 4
СЧ
63 о
v
1 Л
f
ССОV
36 Х О
Х 03 Х И
О
С»! ь ! 43 Х, С-3
1 Ф. е о, х мЪ
Cl м Ъ
Ю Ю
Ю Ю ь оъ ь ь
Ch ь сл с Ъ
Cl
° /\ мЪ
СЪ мЪ ь
° О
Ъ
Т
СЧ мЪ
° Ъ
СЧ! х ! + I ! *
1 Ю
1 !
1 f. и
I с6 а о о
I x
С(и
1 34 (ха!
2 63 I 36 а СО! в
3 а о
I Х
I 03
I Х
I Х!
I с6
I f.
0l
0J l6
I0 с6 С
3C а х,.
О 63 Ь
l6 CI мЪ
О ь г» ь
СС ь в
С 3
CO
СЧ мЪ
M мЪ
Ю
СЧ м Ъ
Т с" Ъ ь
С 4 ь ь
С 4
Ю
1и о
x v д
I о мъ сч
1 I
v e
f и о Я
36 30 л о
36 6.
В 36
Ю мЪ
СЧ
Cl мЪ
С 4
D с
СЧ ь л
СЧ
Ю
Ф
С 4 ь
4/3
СЧ ь
О
СЧ
Cl
С 4! А
I с6 03
34 а I
ЛЮ 36
O.О О о о
Юасм ь
О ь
Ю
О ь
Ю Ю
ЧР .О
Ю ь мЪ с/Ъ а
l/3
/Ъ ь с/3!
I !
1
I !
I
1
1
I !
I
\ х
% ь
33 и в х
g o)
f. r x
ХО03
СО И Ц
Ю м
Ю
С Ъ
Ф с Ъ м 3
Ф мЪ
Ю с \ мЪ и !
И а
О3
I о с
О К О
Д 46 30
03 ХО
O 3х о v
С3 с ъ мЪ
Ф
С4 мЪ ь
С 3
° /Ъ
M
4/3 ь
С 4 мЪ мЪ сЧ мЪ
l/3
СЧ
lA мЪ
С 4
СО
3 с 4! (м
I lO
О>4 о
Й 1 Z о
1 а ц I 03
1 !» Ч
О 1 V о о !!
41 46
3 л а о.63 3v
I а, Ф
I 2 а
f»
I Е
1 !"=
1!
1
1
I I
1
4 ! ! !
I ° 4
I °
I 03 I
1 I
1 l6 I я о
I I33 и
1 с6
1 Р
1 63 I
1 46
v о
1 V
1 !
1
1 с3 ао f x
Е с6 Х а а 3/6 033О OV
- !у
1 Е 3. 1
l 2á3705
МЪ СО СЧ СО!
1
1
1 !
I
I !
I ! !
1 !
1 !
I
I ! !
1 !
1 !
I! . 46
03 О
I6 I" и а о
I O и
63 И
/0 И )) сч
3
-! й
36 IC и о о и
j g
Х 34 и о
30 L
О О
3 а о о
Х 36
a a о о
5 6
u u
u u
Я СХ
3Х 2