Способ получения облегченного бурового раствора

Способ получения облегченного бурового раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

usiS

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

1 (21) 4780508/03

{22) 09.01.90 (46) 07.06.92. Бюл. и 21 (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) P.P. Лукманов, P.З. Лукманова, Б.3. Кабиров, К.С. Раянов и Ш.И.Ас фаган (53) 622.245 ° 144.4(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР и 829883, кл. Е 21 B 43/25, 1982.

Авторское свидетельство СССР

11 956753 кл. Е 21 В 33/138, 1982.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в част-; ности к способу получения облегченных растворов, и может быть использо-. вано при бурении скважин для облегче" ния процесса разрушения горных пород и выноса выбуренной породы на поверх" ность, при испытании скважин для вы" зова притока нефти и газа из пласта, при подземном и капитальном ремонте скважйн.

Известен способ получения облегченного раствора путем закачки в скважину гаэовыделяющих агентов, s качестве которых используют меловую пасту и кислоту.

Недостатком способа является высокая коррозия оборудования скважины из"эа закачки в скважину соляной кислоты. Необходимость защиты обррудования введением ингибиторов коррозии создает дополнительные сложности в

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОГО

БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Равномерная генерация газа при температуре не выше900С при одновременном снижении плотности и повышении стабильности раствора достигается путем ввода при перемешивании в водный раствор КИЦ хлорида кальция и карбоната натрия в стехиометрическом соотношении с хлоридом кальция. 1 табл. осуществлении способа. Кроме того,ме" ловая паста неравномерно распределяется в растворе..

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения облегченного раствора для закачивания скважин путем введения сульфата алюминия-и мочевины. В качестве газонасыщающего 4© агента в этой системе выступает угле- Об кислый газ, образующийся вследствие термического гидролиза мочевины и взаимодействия с сульфатом алюминия при температурах не менее 1050С.

1 Недостатком известного способа являются ограниченные термические условия, незначительное снижение плотности пенной системы при неоправдан- ф, но большом расходе газовыделяющих реагентов и нестабильность new.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет генерации газа при температурах не выше 90 С, 3

1738821 снижение плотности и повышение стабильности растворов.

Поставленная цель достигается тем, что перед введением в скважину гото5 вят водный раствор карбоксиметилцел.люлозы (КМЦ) и в вязком растворе КИЦ получают конденсированный мелкодисперсный мел за счет химической реакции . между карбонатом натрия и хлоридом кальция, затем осуществляют газоиасыщение введением в раствор сульфата аммония.

В отличии от известного предлагаемый способ дает возможность осуществления процесса при температурах не выше 90 С при выделении га.зообразующего агента - мелкодисперсного мела - . в среде полимерного раствора.

Поставленная цель достигается за 20 счет равномерной генерации газа при положительных температурах не выше

90 С в среде полимерного раствора в результате целенаправленных химических реакций. 25

Способ осуществляют следующим образом, В воде растворяют КМЦ и после полного его растворения последовательно добавляют расчетное стехиометрическое ЗО. количество хлорида кальция и карбоната натрия, затем полученный раствор в скважине смешивают с раствором сульфата алюминия. 8 среде вязкого раствора полимера хлорид кальция реагирует с карбонатом натрия с образованием мелкодисперсного мела, который равномерно распределен в объеме полимерного раствора. При добавлении сульфата алюминия мелкодисперсный мел разлага° ° ется с образованием углекислого газа. Суммарная реакция процесса следующая:

ЗСаС1 +ЗБа СО +А1 (БО,1) +ЗН О вЂ”

- 2А1(ОН)> + 3CaSO<+6NaC1 + ЗСО

Поскольку частицы химически осаж- . денного мела имеют очень малые размеры и равномерно распределены в растворе, пузырьки образующегося углекислого газа также имеют малые размеры и . равномерно распределены в вязком растворе.

В полимерном растворе скорость подъема пузырьков незначительна, по-, этому облегченный раствор имеет низкую плотность и высокую устойчивость.

Стехиометрическое соотношение хлорида кальция, карбоната натрия и сульфата алюминия в растворе должно составлять 1,00:1,00:1,03.

При меньших соотношениях приведенная реакция не проходит до конца, часть компонентов используется нерационально и остается в избытке.

Небольшой избыток сульфата алюми ния положительно влияет иа свойства раствора эа счет образования микрогеля гидроокиси алюминия в среде полимерного раствора.

Пример.,Цля приготовления раствора, содержащего, i: КМЦ 2; хлорид кальция 2; карбоиат натрия 2; сульфат алюминия 2, в 920 мл воды растворяют 20 г КМЦ. После полного растворения полимера при постоянном перемешивании последовательно добавляют 20 г хлорида кальция, 20 г кальцинированной соды и 20 г сульфата алюминия.

В результате реакции. между реагентами образуется углекислый газ, который равномерно распределяется во всем объеме раствора. Плотность облегченного раствора 890 кг/м, время жизни з образовавшейся пены более 300 мин.

Экспериментальные данные эффективности предлагаемого способа получения облегченного раствора приведены в таблице.

Анализ представленных данных дает воэможность сделать вывод о том, что предлагаемый способ более эффективен по сравнению с. известным. Эффективное газовыделение возможно при положительных температурах ие выше 90 С. Полученные облегченные растворы имеют значительно низкую плотность, следовательно обладают высокой способностью снижения гидростатического давления в скважине. По значениям статического напряжения сдвига очевидна высокая выносная и удерживающая способность растворов, приготовленных по предлагаемому способу, за счет высокой стабильности пены обеспечивается качественная изоляция и последующая очистка пласта.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа определяется возможностью эффективного газообразования при положительных температурах небольшими количествами доступных реагентов.Формула и з о б р е т е и и я

Способ получения облегченного бурового раствора, включающий последова1 б готовят водный раствбр карбоксиметилцеллюлозы, в который дополнительно вводят при перемешивании хлорид кальция и газовыделяющий реагент, причем в качестве газовыделяющего реагента используют карбонат натрия в стехиометрическом соотношении с хлоридом кальция.

173882 тельное введение в скважину газовыдеяющего реагента и сульфата алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения эфФективности способа за счет равномерной. генерации газа при температурах не выше 90 С при одновременном снижении плотности и повышения стабильности раствора, предварительно перед введением в скважину ! условная вязкость раствора, С

ЭффекТИВ»

НОСТЬ газовыделения, Ф от расчет»

Время жизни пены, мин

Плотность раствора, кг/м

СНС, „, дПа темпе"

Рату ра, С

Гаэообразующие реагенты и их концентрация, мас.3

Состав раствора по спо собу

СаС! Иа СО >

А1 ($0я)

Иокиц чевина

«НОГО

20-25

2,9 105-11!

9,5.

2,9 20

2,9 90

80

1008

1050 15

1050 15

1,5

5,0

1,5

1,5

* При данных температурах газообразования не происходит

Составитель P. Лукманова

Редактор И. Дербак Техред Л,Олийнык Корректор И. Самборская

Заказ 1976 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

Предлагаемый

1 1,0

2 1,5

3 1,5

4 1,5 . 5, 2., 0

6 2;0

7 2,0

8 2,0

9 3,0

10 3,0

11 3,0

12 2,0

Известный

2

3*

1,0

0„5*

1 0

1,5

0,5

0,9

1,5

2,0

1,0

0 9

1,5

2,0

1,0

0,5

1,0

1,5

0 5

1,0

1.5

2,0

1,0

1,0

1,5

2,0

1,0

0,9

1,0

2,0

0,8

1,8

2,0

2,0

1,0

1,8

2,0

2,0

1000 15 100

950 20 100

960 27 100

890 20 100

990 . 21 !00

710 32 100 .

990 34 100

890 . 34 100

940 38 100

590 Не течет 100 .

850 . - " - 100

934 34 !0030 8,4/7,8

27/17

300 42/32

26/15

480 49/38

44/35

1400

57/56

67/48

28/23