Буровой раствор
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к области бурения скважин в геологоразведочной отрасли и нефтяной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения и очистки забоя скважин за счет снижения условной вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи. Буровой раствор содержит следующие ингредиенты, мас.%: бентонит 2-5, крахмал 4-5, гидроксид натрия 0,5-1,0, смола с содержанием метилольных групп 30-34% 6-10, вода остальное. В качестве смолы с содержанием метилольных групп 30-34% используется карбамидная смола КС-11, представляющая собой вязкую жидкость с содержанием сухих веществ 62%. Для приготовления раствора в воде растворяют гидроксид натрия, крахмал и смолу. Затем полученный раствор смешивают с бентонитовой суспензией. Использование в составе раствора карбамидной смолы с содержанием метилольных групп 30-34% обеспечивает низкую условную емкость раствора и высокую мгновенную водоотдачу, что обусловливает повышение эффективности разрушения породы на забое скважины и его очистки от шлама. Использование раствора позволяет уменьшить стоимость строительства скважин. 1 ил.,1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК ()ÓÈ А1 (19) (11) (б)) 4 С 09 К 7/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,5-1,0
Гидроксид натрия
Смола с содержанием метилольных групп 30-34%.
Вода
6-10
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4238667/23-03 (22) 30.04.87 (46) 07.04.89. Бюл. N - 13 (71) Ростовская геологоразведочная экспедиция Южного производственного геологического обьединения "Южгеология" (72) В.А,Евецкий, А.Н.Костьппев, О.К,Белкин и И.М.Давыдов (53) 622.243.144.3 (088,8) (56) Булатов А.И, и др, Справочник по промывке скважин. И.: Недра,, 1984, с. 106-108, Белов В.П.. Недиспергирующий буровой раствор с низкой концентрацией твердой фазы. PHTC "Бурение", 1983, У 5; с. 12-13. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение касается бурения скважин в геологоразведочной отрасли и нефтяной пром-сти. Цель изобретения — повышение эффективности разруше- ния и очистки .забоя скважин за счет снижения условной вязкости бурового
Изобретение относится к области бурения скважин в геологоразведочной отрасли нефтяной промьппленности и предназначено для их промывки, Цель изобретения — повышение эффективности разрушения И очистки забоя скважины за счет снижения условной вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи.
Буровой раствор содержит, мас.X:
Бентонит 2-5
Крахмал 4-5
2 раствОра и увеличения мгновенной водоотдачи. Буровой раствор содержит следующие ингредиенты, мас.%: бентонит 2-5; крахмал 4-. 5; гидроксид натрия 0,5-1,0; смола.с содержанием метилольных групп 30-34% 6-10; вода остальное. В качестве смолы с содер-. жанием метилольных групп 30-347, используется карбамидная смола КС-11, представляющая собой вязкую жидкость с содержанием сухих веществ 627.. Для приготовления раствора в воде растворяют гидроксид натрия, крахмал и смолу, Затем полученный раствор смешивают с бентонитовой суспензией.
Использование в составе раствора карЖ бамидной смолы с содержанием метилольных групп 30-34% обеспечивает низкую условную емкость раствора и высокую мгновенную водоотдачу, что обусловли- С вает повышение эффективности разрушения породы на забое скважины и его очистки от шлама. Использование раствора позволяет уменьшить стоимость М строительства скважин. 1 ил,, 1 табл. р
В качестве карбамидной смолы с содержанием метилольных групп 30-347 используется смола КС-11, представляющая собой вязкую жидкость плотностью 1160 кг/м и вязкостью 15 с
3 по ВЗ-l. Она содержит 627 сухих ве ществ, 4% свободного формальдегида 1470758
30-34 метилольных групп и имеет рН 8,5.
Приготовление бурового раствора осуществляют известным способом. Для этого в одной части необходимой массы воды растворяют расчетные количества гидроксида натрия, крахмала и карбамидной смолы КС-11, а затем полученный раствор смешивают с бенто-0 нитовой суспензией, приготовленной иэ остальной массы воды и расчетного количества бентонита, не подвергнутого гидратированию и диспергированию. 15
Пример 1. В .500 г воды растворяют 5 F гидроксида натрия, 40 г крахмала и 60 г смолы КС- 11 с содержанием метилольных групп 30, а в 375 г воды вводят 20 r бентонита и перемешивают до получения однородной суспензии. Полученные крахмальный реагент и суспензию бентонита смешивают и перемешивают до получе ния однородного раствора, Приготовленный буровой раствор имеет следующий состав, мас. : бентонит 2; крахмал 4; гидроксид натрия 0,5;
КС-11 6; вода 87,5, Он характеризуется следующими параметрами:
1050 кг/м ; УВ = 43 с;.В, = 4 см
В. = 0,5 см ; СНС, „р = О/13 дПа;
l ч перемешивания: r>z = 0,4, тз
О ° 8; rÄ z = 2у9 и r«< 1уО X/ìêM через 4 ч перемешивания бурового раствора, Приняты следующие условные обозначения,: p — плотность; УВ условная вязкость;  — водоотдача за 30 мин;  — мгновенная водоотдача; СНС „„ — статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин; С суточныи отстои; rno r><, r
r <, — соответственно плотность распределения частиц со средним радиусом 70, 85, 100 и 115 мкм.
Экспериментальные работы по оценке технологических свойств бурового раствора выполнены путем оценки комплеска обычно измеряемых характеристик с использованием общепринятых методик и приборов ° Плотность измеряют пикнометрическим методом, услов-55 ную вязкость - с помощью воронки
ВБР-1, водоотдачу — на приборе ВМ-6, статическое напряжение сдвига — на приборе ВСН-З, рН вЂ” с помощью прибора РН-340, суточный отстой — с помощью мерного цилиндра объемом 100мл, недиспергирующие свойства — седиментационным анализом по оценке плотности (функции) распределения частиц бентонита определенного размера.
Мгновенная водоотдача на приборе
ВМ-6 определяется по методике, включающей использование графического способа, Например, определение мгновенной водоотдачи по примеру 3,(см. таблицу) осуществляют следующим образом.
В процессе измерения водоотдачи по секундомеру отмечают промежутки времени, в течение которых водоотдача достигает 1, 2, 3 и,4 см . Они соответственно составляют 3, 5, 9, 18,5 и 43,5 мин. Полученнь|е точки наносят на график в системе координат водоотдача — время.
На чертеже изображен график в системе координат водоотдача " время.
Через точки 1-4 проводят. кривую.
Из начала координат к этой кривой проводят касательную 0 „ Прямолинейный участок кривой (от начала координат до точки 1), отсекаемый касательной, соответствует величине мгновенной водоотдачи которая опре"
Э э деляется по графику и составляет 1 см
Бодоотдача за 30 мин также определяется по графику (точка 5) и составляет 3,5 см . э
Р е зультаты ис следов ания рас творо в приведены в таблице.
Анализ полученных данных показывает следующее. При содержании в буровом растворе ингредиентов, мас. бентонит 2-5 крахмал 4"5, гидроксид натрия 0,5-1; КС-ll 6"10 (примеры
1-5) условная вязкость составляет
40-45.с, а мгновенная водоотдача
0,5-1,0 см, Это. свидетельствует оэ том, что вязкость ниже, а мгновенная водоотдача вьппе аналогичных параметров известного бурового раствора (примеры 8, 9), которые соответственно составляют 60-75 и 0 сэ что способствует снижению условной вяэ" .кости бурового раствора н увеличе-. нию мгновенной водоотдачи.
Остальные технологические парамет" ры данного бурового раствора: 0
1, 1050 кг/м; В = 3 4 см СНС„!
3 — О/16 дПа; C = 0; рН 9-10 соответс тв уют параметрам изв ес тно го рас т5
1470 вора: О = 1050-1080 кг/MI; В
3-4 см; СНС, о = О/20 дПа; С = 0„
° РН 9-10..
Недиспергирующие свойства данного бурового раствора (r = 1,0; гв 1,5; г оо = 3 5; г))g = 1,8
85 чеРез 1 ч и г „= 0,4; г88 = 0,8; соответствуют свойствам известного раствора: г о = 1 0; r = 1,6; юо г = 0,3; г89 = 0,7; г,оо = 3,0;
r = 1,1 через 4 ч). Так же, И5 как и в известном, в данном буровом растворе диспергированных частиц ра.диусом 16-18 ìêì не обнаружено. Это свидетельствует о сохранении недиспергирующих свойств.
С увеличением содержания в буро- 20 вом растворе смолы КС-11 в пределах
6 10 мас. отмечается увеличение
3 мгновенной фильтрации с 0,0 до 1,0см (примеры 1, 2, 4, 5), а при содержании ее более 10 мас. мгновенная - 25 фильтрация не возрастает (пример 7), Это свидетельствует о нецелесообразности увеличения содержания КС-11 более 10 мас. . С уменьшением содержания смолы КС-11 относительно 6 мас.Х отмечается возрастание вязкости (пример 6), кроме того, при этом имеет место возрастание водоотдачи до 4,5 см и .снижение мгновенной во,доотдачи до нуля. Это свидетельствует
:о нецелесообразности уменьшения со держания КС-ll ниже 6 мас,X.
r758 6
Таким образом, использование карбамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 30-34Х позволяет снизить вязкость бурового раствора с 60-75 до 40-45 с и повысить мгновенную водоотдачу с нуля до 0,5
1,0 см при сохранении недиспергирующих свойств.
Экономическая эффективность от применения предлагаемого бурового раствора может быть достигнута за счет увеличения механической скорости бурения, сокращения затрат .времени на борьбу с осложнениями, а также снижения расхода реагентов.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Буровой раствор, содержащий бентонит, крахмал, гидроксид натрия, карбамидную смолу и воду, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения и очистки забоя скважины за счет снижения условной вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи, в качестве карбамидной смолы буровой раствор содержит смолу с содержанием метилольных групп 30 34Х при.следующем соотношении ингре диентов, мас. :
Бентонит 2-5
Крахмал .4-5
Гидроксид натрия 0 5-1 0
Смола с содержанием метилольных групп 30-34Х 6-10 Rop,à Ос тальное
1470758
3 1 сп
1 н
1
1 о о н
Г Ъ3 а 1
Р I
Зс I
И
Э I
Р 1
ОООООО
В В В В ° В о-« а . а во о
В В а
СЧ С!Ъ M в в О1 О\ а а а сч сч сч cv в в а В
СЧ 3Ч
СОCOCOСОСОф СОЛ3 а а а В а а а а. ооооооооо 3 Ф
° а В В В В
000000 С Ъ СВ3
В В а о о о
co co co
В В В и со со
В В а
M 3В3 3!Ъ
1
1 I
I со со со со а а а « ф Со а а 33Ъ 33Ъ Ю 33Ъ а а а «а а
С Ъ С!Ъ СЪ С Ъ 3!Ъ С Ъ!
3Ъ 33Ъ 33Ъ 33Ъ а 3О а а а а а а
ИРР а а а
Г=I
Н 1 о о о а а «
ОО0ООО
° а В «««
3СЪ
С3 Â «ССВОВО о\
I М
I а
1 с оососоооо
Р.
I 6.
I Э
1 X
1 cd
1 Р.
cd
1 о cd
I с Ъ сч
1 а а ос
1
33Ъ а оЪ< eo О сч сч а соосс
-с-ос ю
3!Ъ M W са3
- =с
o X
3 И а а с
33Ъ а
3В) С Ъ
1 с3
1 а
1 3Р
330 3ЪсЧО
w w w w w cni
<Ч О 3Ъ б !Ол
О а 33Ъ 33Ъ О О а33Ъ РЛСОЗЪ оооооо
X н х
I и о
1 Х
О 33
° o
C3 O
X 1
3С
Ц о
Е . .)
0М
РОф РОЕ
1 а р х и х
I
1 л
33Ъ33ЪЛОО Л а В В а В В ооо-о
1 х
3С Ц а cd
X 33Ъ Е 3Ъ а 3С
Ф3 С е о
1 Id
C3 о
1 О
l х х g э о
3О
1 Р, I Э
r X
1 Х
I Р, 1 И
Э 1
1 333 1
1 cC3 I
1 о| а 3» 1 м ! и !
К
Х I х
Э I .1 и 1 Н
Ф I 1
Р I
iC I 3п
& 1 Ю
О 1 н о
Х 1
1 1
В!
3 V ! — — -- .!
33Ъ
В сч сч M мъ сп3 гч о о о ф et) CO ооо с!!
РО
О 3
В В
-о3Ъ 3Ъ
33Ъ СЧ Е
РЛСОВ! л
1 е
I O ! С3
3, 3С
1 lo
1 Р.
46
1 Х
I «с
1
I i
I
1470758
Я
Ъ 8 1 (;) фО 4У5
185_#_ 30 фЮЯЯ, МУР
35 310
Составитель Л.Бестужева
Редактор Н.Тупица Текред М.Моргентал Корректор H,Kopoab
Заказ 5090 Тираж 631 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101