1470757 - Буровой раствор

Буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение касается бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - снижение показателя фильтрации бурового раствора. Раствор содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%: мелкодисперсный хризотиласбест 0,3-1,0

гидролизный лигнин (дисперсностью 10-100 нм)0,2-1,0

каустическая сода 0,02-0,10

карбоксиметилцеллюлоза 0,8-1,0

хлорид натрия 5,0-26,4

вода остальное. Для получения мелкодисперсного гидролизного лигнина используют многотоннажные отходы биохимического производства - технический гидролизный лигнин (влажность до 70%, размер частиц до 10 мм). Раствор готовят путем диспергирования технического гидролизного лигнина, диспергирования хризотиласбеста и смешения ингредиентов. Диспергирование хризотиласбеста и гидролизного лигнина можно осуществлять на дисковой мельнице с профилированной гарнитурой. Для этого приготавливают суспензию из всех ингредиентов и пропускают ее через мельницу в течение нескольких циклов циркуляции. Зазор между дисками мельницы 1,00-0,06 мм обеспечивает получение гидролизного лигнина дисперсностью 10-100 нм. Раствор обладает приемлемыми структурно-механическими реологическими свойствами, что предопределяет перспективность его использования в промысловой практике. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S1)4 С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,2-1,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4232376/23-03 (22) 20.04.87 (46) 07.04.89. Бюл. Ф 13 (71) Красноярский отдел бурения и испытания скважин Восточно-Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья (72) А.Г.Аверкин, К.К.Делкова, А.В.Бывшев, Н.Г.Дровников, Т.Ю.Свиридова и В.Ф.Черныш (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Ангелопуло О.К. и др. Опыт применения гидрогена с щелочной асбестовой затравкой. вЂ” Бурение газовых и морских нефтяных скважин. - M.

ВНИИЭгазпром, 1981, вып. 4, с.27-30.

Опытно-методические работы по исследованию и разработке промывочных жидкостей с целью предотвращения кавернообразования при бурении скважин в Красноярском крае. вЂ” Иркутск:

ВостСибНИИГГ и МС. 1985, т.1, с.121вЂ”

123. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение касается бурения нефтяных и газовых скважин..Цельизобретения вЂ” снижение показателя фильтрации бурового раствора. Раствор содержит ингредиенты при следуюI

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, используемым для их промывки.

Цель изобретения вЂ” снижение показателя фильтрации бурового раствора.

ÄÄSUÄÄ1470757 А1 щем соотношении, мас.Х: мелкодисперсный хризотиласбест 0,3-1,0, гидролизный лигнин (дисперсностью 10100 нм) 0,2-1,0, каустическая сода

0,02-0,10, карбоксиметилцеллюлоза

0,8-1,0 хлорид натрия 5 0-26,4, вода остальное. Для получения мелкодисперсного гидролизного лигнина используют многотоннажные отходы биохимического производства вЂ” технический гидролизный лигнин (влажность до 702, размер частиц до 10 мм).

Раствор готовят путем диспергирования технического гидролизного лигнина, диспергирования хризотиласбеста, и смешения ингредиентов. Диспергиро®Þ вание хризотиласбеста и гидролизного лигнина можно осуществлять на дисковой мельнице с профилированной гарнитурой. Дли етого приготавливают суспензию из всех ингредиентов и пропускают ее через мельницу в течение нескольких циклов циркуляции. Зазор между дисками мельницы 1,00-0,06 мм обеспечивает получение гидролизного лигнина дисперсностью 10-100 нм.

Раствор обладает приемлемыми структурно-механическими реологическими свойствами, что предопределяет перспективность его использования в промысловой практике. 2 табл..2

Раствор содержит следующие ингреЬ диенты, мас.7:

Мелкодисперсный хризотиласбест О, 3-1,0

Гидролизный лигнин дисперсностью

10-10.0. нм

1470757

Каустическая сода 0,02-0,10

Карбоксиметилцеллюлоза 0,8-1,0

Хлорид натрия 5 0-26,4

Вода Остальное

В качестве исходного сырья для получения мелкодисперсного асбеста используют коротковолокни<-тый хризотиласбест марки К-6-20, для полу- 10 чения мелкодисперсного гидролизного лигнина применяют многотоннажные отходы вЂ” технический гидролизный лигнин биохимического завода влажнос тью до 70Х, размер частиц до 10 мм. !

Процесс приготовления бурового раствора состоит из следующих стадий: диспергирование технического гидро-. лизного лигнина, диспергирование хризотиласбеста, смешение компонентов 20 бурового раствора, стабилизация системы.

Диспергирование технического гидролизного,лигнина осуществляют по замкнутому циклу: рабочая емкость -25 дисковая мельница вЂ” рабочая емкость.

В рабочей емкости готовят водную суспензию лигнина 10Х-ной концентрации.

Циркуляция суспензии про.восходит за счет напора, создаваемого дисковой мельницей с профилированной гарнитурой. При прохождении лигниновой суспензии в зазоре между дисками мельницы (зазор 1,0-0,06 мм) происходит диспергирование лигнина до размеров

10-100 нм. Для нейтрализации кислых

35 продуктов по циклу вводят каустическую соду. Количество циклов соответствует трем.

Суспензия диспергированного JIHI 40 нина имеет следующие параметры:концентрация 10Х, рН 7,5, УВ не течет, СНС 1/10-76/80, д Па, суточный отстой О.

Пример. 500 мл 2Х-ной суспензии мелкодисперсного асбеста смешивают с 50 мл 10Х-ной суспензии мелкодисперсного лигнина. Объем доводят водой до 800 мл. С целью гомогенизации содержимое перемешивают с помощью лопастной мешалки в течение

15 мин. Для стабилизации вводят

200 мл 5Х-ного раствора KMII-600 в воде. Систему перемешивают в течение

5 мин.

Результаты исследований растворов, приготовленных в соответствии с указанным примером, приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из табл. 1 рассол хлористого натрия, стабилизированный

КИЦ-600 (опыт 1), не имеет статистического напряжения сдвига и характеризуется высокими значениями показателя фильтрации (15 см ).

Введение до 1Х активированного асбеста в предыдущую систему (опыт 2) позволяет повысить статическое напряжение сдвига от 0 до 22-24 ЗПа, но показатель фильтрации остается высоким (18 см ) .

Введение до 1Х лигнина в рассол хлорида натрия, стабилизированный 1Х. ным KMIJ-600 (опыт 3), позволяет существенно уменьшить фильтрацию (до

5 см ), но СНС остается равным О.

В опытах 4-,7 представлены рецептуры буровых растворов с использованием композиций гидролизного лигнина и хризотиласбеста. При повышении концентрации лигнина от О, 1 до 1,0Х и постоянном содержании хризотиласбеста 1Х показатель фильтрации уменьшается от 17 до 6 см, при зтом

СНС 1/10 вЂ” раствора возрастает от

14/14,3 до 41/50 ВПа, дальнейшее увеличение концентрации лигнина в растворе до 1,2Х (опыт 8) не способствует улучшению качественных показателей системы, следовательно, не является целесообразным. В то же время снижение концентрации лигнина менее 0,2Х резко увеличивает показатель фильтрации (опыт 4), что также является нецелесообразным.

Таким образом, оптимальная концентрация гидролизного лигнина находится в пределах 0,2-1,0Х.

В опытах 9-12 изучалось влияние

Ь концентрации хризотиласбеста на структурно-механические свойства буровых растворов. Видно, что при содержании в растворе лигнина 1Х, повышение концентрации хризотиласбеста от 0,2 до 1,2Х. способствует увеличению СНС 1/10 от 0,4/2,4 до 47/54 Па, однако повышать концентрацию асбеста более 1Х нецелесообразно из-за увели-. чения показателей фильтрации и

CHC .1/10 (опыты 11, 7 и 12). Также нецелесообразно уменьшить концентрацию хризотиласбеста ниже 0,3 (опыты 10 и 9), поскольку статическое напряжение сдвига приближается к нулевым значениям.

0,2-1,0

О, 02-0, 10

Таблица 1

Показатели (вода вЂ” ост кг/м> УВ> с СНС, СНС 1/10, Ф> см> рН дПа ЗПа кодис- 10Щ-6 оный ест

26,4

26,4, 26,4

26,4

26>4

26,4

26>4 .26,4

26,4

5,0

7,0

7,5

7,О

7,0

7,5

7 5

7,0.

7,0

7,5

7,0

7,5

7,0

1З

14,3

2,4

7,8 го

54 го г0-,8

1 ° 2.

14.

0,4

5 4

18,8

0,4

26 зг зз

З1

25 г1

12ОО

1200 .1200

i20O

1гоо

1010

1,0

i,0

1,О

1,0

i,0

1,0

0,6

0,8

1,г

1,0

1>0

1 г

3 1,0

4 О,1

5 0,2

6 0 5

7 1,0

8 1>2

9 1,0

10 1,0

1,0

12 1,0

13 0,5

14 O5

15 0,5 !

6 0,5

17 05

1,0

1,0 о,г

0,3

0>5

1,2

1,0

i>0

1,0

П р и м е ч а н н е. УВ - услонная вязкость> р - плотность, СНС - статическое напряленне сдвига, Ф - показатель фильтрации> рН - вадородньв1 показатель.

5 14707

Таким образом, оптимальная концентрация хризотиласбеста находится в пределах 0,3-1,0%.

В опытах 13-17 изучалось влияние концентрации КИЦ-600, хпорида натрия

5 на качественные показатели системы, Видно (опыты 13 и 14), что снижение содержания КИЦ-600 от 0,8 до 0,6Х. в растворе способствует увеличению показателя фильтрации от 16 до 25 см .

Увеличение содержания КМЦ-600 от 1 до 1,2Х практически не приводит к снижению показателя фильтрации (опыты 6 и 15) .

Таким образом, оптимальная концентрация КМЦ-600 может быть определена равной 0,8-1,0Х. Из опытов 16 и 17 видно, что уменьшение содержания хлорида натрия ниже 5,0Х также неце- 20 лесообразно из-за низкого значения статического напряжения сдвига, а также снижение активирующего воздействия среды на диспергирование асбеста. 25

Таким образом, оптимальной концентрацией хлорида натрия является

5,0-26,0Х.

Данные эксперименты подтвердили возможность получения бурового раст- З0 вора с малым содержанием твердой фазы при использовании композиции гидролизного лигнина и хризотиласбеста.

При этом 11елкодисперсный гидролизный лигнин понижает показатель фильтра- ции в минерализованном растворе, а

57 6 мелкодисперсный хризотиласбест является структурообразователем.

Сопоставление данного раствора с известным (табл, 2) показывает, что показатель фильтрации изменяется в пределах соответственно 6-12 см (опыты 5-10) и 15-16 смз (опыты 1-3).

Низкие значения показателя фильт-. рации бурового раствора наряду с приемлемыми значениями других технологических свойств предопределяют перспективность использования бурового раствора в промысловой практике.

Формула и з о б р е т е н и я

Буровой раствор, включающий мелкодисперсный хризотиласбест, хлорид натрия, карбоксиметилцеллюлозу и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения показателя фильтрации, он дополнительно содержит гидролизный лигнин дисперсностью 10100 нм и каустическую соду при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Мелкодисперсный хризотиласбест 0,3-1,0

Гидролизный лигнин дисперсностью

10-100 нм

Каустическая сода

Карбоксиметилцеллюлоза 0,8-1,0

Хлорид натрия 5 0-26,4

Вода Остальное

1470757

Таблица 2

Состав, иас.X (вода - остальное) Показатели

1 э, кгlмэ I УВ, с

CHC 1/10 а IIa

Каустическая

Хлорид натрия ф смэ сбест

Иелкодислврсный гидролизный лигнин рн сода

Составитель Л.Бестужева

Техред М. Дидык Корректор M. Демчик

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1431/28 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

0 5

2 1,0

Э 1,5

4 1,0

5 1,0

6 1,0

7 1,0

8 1iO

9 0,2

10 0,5

11 1,2

12 IiO

13 1,0

14 1,0

15, ° 0

16 1,0

0,1

0,2

0,5

1,0

1,2

1,0

1,0 ,1,0

0,5

0 5

0,5

0,01

0,02

0 05

0,10

0,12

0,10

OiiO

0,10

0 05 .0 05

0,05

0 05

26,4

5 0

1,0 1200

1,5 12 10

1>0 1200

1,0 1200

1, 0 1200

1,0 1200

0,6 1200

0,8 1200

1, 2 1200

1,0 1030

1,0 1010

16 !

3/4

6/9

12/!5

14/14,3

14/16

21/26

41/50

40/42

0,4/2,4

18/20

47/54

18/20

18,8/20,8

24/26

15/17

0,4/1,2

7,0

7,5

7 5

7,0

7,5

7э0 . 7,0

7,5

7,0

7 0

Буровой раствор

Патент 1470757