Реагент для обработки буровых растворов

Реагент для обработки буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: реагент получают высушиванием водной суспензии, включающей в себя акриловый полимер, гипан или нитронный реагент НР-5 в количестве 10-30%, водорастворимые гуматы, например УШР или ГКР, а количестве 66- 88% и дополнительно содержащей акриловый олигрмер, например ОЛД-04А или низкомолекулярный гипан-ВПР(П), в количестве 2-10%. Применение данного реагента обеспечивает снижение расхода реагента при обработке бурового раствора и предупреждение осложнений, связанных с неустойчивостью стенок скважин. 3 з.п, ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}s С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕ) НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4924211/03 (22) 02.04.91 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам Научно-производственного объединения "Бурение" (72) Б.М;Гаврилов, Ю.Н.Мойса, Д.M.Пономарев, С.Г.Тищенко, А,П.Крезуб, А.И.Пеньков, Н.Т.Рудь, В.Н,Кошелев, M,È.Ëèïêàñ и

А.Н.Басанов (73) Б.M.Ãàâðèëîâ, Ю.Н.Мойса, Д,M.Ïîíîмарев, С.Г.Тищенко; А.П.Крезуб, А.И.Пеньков, H.Т.Рудь, В.Н.Кошелев, M.È,Ëèïêåñ и

А.Н.Басанов (56) Авторское свидетельство СССР

f+ 998855001144, кл. С 09 К 7/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N- 1189867, кл. С 09 К 7/02. 1984, Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к реагентам для приготовления и обработки буровых растворов.

Известен реагент для обработки буровых растворов, содержащий полиакриламид и щелочной раствор гуматов калия или натрия.

Недостатком данного реагента является низкая стабилизирующая способность в минерализованных буровых растворах.

Известен реагент для обработки бурового раствора, содержащий акриловый полимер, гидроксид натрия, гуматы, сульфат натрия и воду.

Недостатками указанного реагента являются невысокая эффективность, что приводит к очень большому em расходу (15—

„„5U 1797618 АЗ (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: реагент получают высушиванием водной суспензии, включающей в себя акриловый полимер, гипан или нитронный реагент HP-5 в количестве 10-30 Д, водорастворимые гуматы, например УШР или ГКР, в количестве 6688% и дополнительно содержащей акриловый олигомер, например ОЛД-04А или низкомолекулярный гипан — ВПР (П), в количестве 2-10%. Применение данного реагента обеспечивает снижение расхода реэгента при обработке бурового раствора и предупреждение осложнений, связанных с неустойчивостью стенок скважин. 3 з.п, ф-лы, 2 табл.

20% от объема раствора) и низкая ингибирующая способность в пресных и минерализо- . ванных буровых растворах, Целью изобретения является повыше- 4 ние ингибирующей и стабилизирующей О способности реагента в пресных и минерализованных буровых растворах. Со

Поставленная цель достигается тем, что реагент, включающий акриловый полимер и водорастворимые гуматы, дополнительно содержит акриловый олигомер при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Акриловый полимер 10-30

Водорастворимые гуматы - 60 — 88

Акриловый олигомер 2 — 10

В качестве акрилового полимера реагент содержит, например, гипан (ТУ 6-01166-74) или нитронный реагент (HP-5) (РД

1797618

39-0147009-734-89 "И нст рук ция по ре цептурам, технологии приготовления и химической обработке буровых растворов", Краснодар, 1989, с.43 — 46). в качестве водорастворимых гуматов используют, например, углещелочной реагент (ТУ

39-01-247-76) или гуматно-калевый реагент (ГУ 39-932-84), в качестве акрилового олигомера используют, например, акриловый разжижитель для буровых растворов недиспергирующего типа (ОЛД-04А) (ТУ 6-0226-88) или низкомолекулярный гидролизованный полиакрилонитрил марки ВПР (П) (Технологический регламент ДПО "Оргстекло").

Отличительной особенностью изобретения является синергетический эффект, обусловленный различным и взаимодополняющим молекулярно-массовым распределением веществ при совместном. действии на глинистую фазу бурового раствора гуматов, акриловых полимера и олигомера.

Для оценки свойств реагента приготавливают образцы с различным содержанием компонентов, состав которых приведен в табл.1..

Реагенты получают следующим образом, П р о т о т и и, Для получения 1.000 r жидкого реагента в стеклянную емкость вместимостью 2000 мл заливают 730 r воды и при постоянном перемешивании лабораторной мешалкой последовательно растворяют в ней 70 г NaOH, 50 г УЩР и 50 г йа230 . Затем в полученную смесь вводят

100 г отходов нитронного волокна и после выдерживания на водяной бане в течение 5 ч охлаждают до комнатной температуры.

В результате получают жидкий реагент следующего состава: акриловый полимер

5, гидроксид натрия 7, водорастворимые гуматы 57ь, сульфат натрия 5%, вода— остальное.

Реагент состава 2, Для получения 100 кг сухого реагента в реактор заливают 700 л воды и нагревают ее до 60 С. Затем при постоянном перемешивании.с интервалом в

40 — 60 мин последовательно добавляют

33,3 кг 15 -ного водного раствора гипана (5,0 кгв пересчете на сухое вещество), 125,3 кг порошкообразного УЩР (94,0 кг в пересчете на сухое вещество) и 2,5 кг ОЛД-04А (1,0 кг в пересчете на сухое вещество). Полученную суспензию перемешивают в течение 60 мин и высушивают с помощью аппарата РКСГ (сушилка распылительная кипящего слоя с гранулированием) или сушилок других типов (вальцевая, распыли, тельная и т.д.).

В результате получают сухой реагент следующего состава: акриловый полимер

5, водорастворимые гуматы 94 и акриловый олигомер 1 .

5 Реагент состава 1Ф 5. Технология получения аналогична составу 2 с той разницей, что расход компонентов составляет: 15о ный водный раствор гипана 133,3 кг (20 кг в пересчете на сухое вещество), ГКР 98,7 кг

10 (74 кг в пересчете на сухое вещество), ОЛД04Л 15,0 кг (6 кг в пересчете на сухое вещество).

В результате получа.от сухой реагент следующего состава: акриловый полимер

15 20, водорастворимые гуматы 74%, акрилавый олигомер 6 .

Образцы реагентов других составов получены аналогично.

Эффективность действия реагента оце20 нивают на следующих рецептурах глинистых буровых растворов. .Рецептура 1 (пресный раствор), мас, : бентонит марки ПБГМ 4,0, каолин-гидрослюдистый глинопорошок марки ПКГ 11,0 вода — остальное.

Рецептура 2 (соленасыщенный раствор), мас, : бентонит марки ПБГМ 4;О, каолин-гидрослюдистый глинопорошок марки П КГ 11,0, хлористый натрий 30,0, вода

30 — остальное.

Технологические свойства буровых растворов определяют на стандартных приборах в соответствии с РД 39-2 — 645-81

"Методика контроля параметров буровых

35 растворов".

Стабилизирующие свойства реагентов и их термостойкость оценивают по показателю фильтрации (Ф, смз) при температуре

20 С и после термостатирования в течение

40 6 ч при 200 С (пресный раствор) и 170ОС (минерализованный раствор).

Ингибирующие свойства реагентов оценивают по показателю диспергирующей способности (Д, ), который определяют по

45 ста нда рт ной методике (Com рею!stion and

Performance апа!уз! з of water drillind fiulds.—

M., 1976, — перевод М 1871, брошюра фирмы

Mogcobar (Dresser) Д 125, 45 М, 46 — 0002).

Опыт 1 (прототип). Для приготовления

50 1000 г бурового раствора в зксикатор вместимостью 2000 мл заливают 810,0 г воды, засыпают 40,0 г бентонитового глинопорошка марки ПБГМ и перемешивают лабораторной мешалкой в течение 60 мин. Затем добавляют 50,0 г жидкого реагента (прототип) и перемешивают в течение 30 мин, После этого добавляют 110,0 г глинопорошка марки ПКГ и после перемешивания в течение 30 мин измеряют показатели свойств бурового раствора.

1797618

Дальнейшееувеличение в реагенте кон15 центрации акриловых полимера и олигомера (состав 7) не приводит к значительному росту стабилизирующей способности реа. гента (Ф = 3,5 — 5,0 см") и несколько ухудшает его ингибирующие свойства (Д = 81,4—

20 83,3 %).

Предлагаемый реагент, содержащий водорастворимые гуматы, акриловые полимер и олигомер, устраняет недостатки прототипа, а именно обладает повышен25 ной стабилизирующей и ингибирующей способностями и позволяет снизить расход реагента при обработке буровых растворов и предупредить осложнения, связанные с неустойчивостью стенок сква30 >кины. Реагент может быть использован при бурении скважин в сложнгях горно-геологических условиях.

Формула изобретения . 1. Реагент для обработки буровых рас- творов, BKlllQ÷àlîùèé акриловый полимер и водорастворимые гуматы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабилизирующей и ингибирующей способностей реагента в пресных и минерализованных буровых растворах, он дополнительно содержит акриловый олигомер при следующем соотношении компонентов, мас. ; акриловый полимер 10-30; водорастворимые гуматы 60-88; акриловый олигомер 2 — 10.

Показатель фильтрации 8,5 см (до проз грена) и 12,0 см (после прогрева), а показаз тель диспергирующей способности 84,1%.

Опыт 2, Для приготовления 1000 r бурового растнора в эксикатор заливают 850,0 г воды, засыпают 40,0 г бентонитового глинопорошка марки ПБГМ и перемешивают н течение 60 мин, Затем добавляют 10,0 r сухого реагента состава 3 и перемешивают в течение 30 мин. После. этого.добавляют

110,0 r каолин-гидрослюдистого глинопорошка марки ПКГ и г1осле перемешивания в течение 30 мин измеряют показатели свойств бурового раствора.

Показатель фильтрации до и после поогрена соответственно 4, 5 см и 5,5 см, а показатель диспергирующей способности

90,3%

Результаты опытон приведены. в табл.2.

Как видно из приведенных данных, чистые гуматные реагенты (составы 1 и 8) обладают недостаточно высокими стабилизирующими (Ф = 9,0 смз) и низкими ингибирующими (Д = 76 — 77%) свойствами в пресных буровых растворах. Добавка акриловых полимера и олигомера в количествах соответственно 5 % и 1 (состав 2) не приводит к значительному улучшению стабилизирующих и ингибирующих свойств реагента.

Реагент составов 3 — 6, 9, 10, содержащий 60 — 88 водорастворимых гуматов, 10 — 30% акрилового полимера и 2 — 10% акрилового олигомера, обладает повышенными стабилизирующими и ингибирующими свойствами как в пресном (Ф = 3,5 — 4,5 см, з

8 Д = 89,8 — 94.0 (), так и в соленасыщеннои (Ф = 3,5 — 5,5 см, Д = 94;0 — 97,1 %} буровых растворах. Прогрев раствора при температурах соответственно 200 С и 170 С не привел к заметному росту показателя филь10 трации (Ф = 3;5 — 7,5 см ), что свидетельствует о высокой термостойкости указанных соста нов.

2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что в качестве акрилового олигомера он . содержит акриловый разжи>китель ОЛД-04А или низкомолекулярный гидролизованный полиакрилонитрил..

3. Реагент по п.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что в качеСтве акрилового полимера он содержит гипан или нитронный реагент

HP-5, 4, Реагент поп.1,отл ича ю щи йся тем, что в качестве гуматов он содержит углещелочной реагент или гуматно-калиевый реагент.

1797618

1797618

Та бл и ц а 2

Влияние состава реагента на технологические свойства буровых растворов

Параметры раствора до

Параметры раствора после прогрева

Добавка реагента, Номер опыта

Состав реагента

Рецептура раствора прогрева

УВ, с 7 /, дПа о, CÌ3

) УВ, с Ф, смз

)40

18,5

8,5

4,5

4,0

4,0

3,5

4,0

4,0

Исходный раствор н.т

66

43

41

41

42

12,0

5,5

4,5

4,0

3,5

Прототип 5,0

1,0

1,0

1,0

1,0

5,0

4,5

1,0

1,0

7 10

8 1

53

51

11,5

10,5

7,5

9,0

2,0

9 2

8,5

5,0

1,0

1,0

10 7 !

1 8

11,0

>40

9,0

40,0

9,0

5,0

5.5

4,5

3,5

5,0

4,0

31,0

4,0

2,0

Исходный раствор н. т.

10,0

3,0

112

74

76

Ь2

62

14,5

7,5

6,5

6,0

4,0

7,0

5,0

>40

12 Прототип

13 3

14 .4

3,0

3,0

15 5

16 6

3,0!

7 9

18 10

3,0

3,0

19 2

20 7

127

117

3,0

5>0

3,0

Составитель Д.Пономарев

Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Редактор О.Стенинэ

Заказ 665 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

34

39

39

38

38

49

46

49

48

156

88

68

74

52

48

96

58/71

b/ I 1

О/3

О/О

0/0

О/О

О/5

О/О

4/7

О/3

3/6

3/7

14Ь/146

66/92 . 24/69

21/72

15/33

21/27

21/46

18/41

66/99

О/3

65,2

84,,1

90,3

89,3

92,0

91,7

93,5

91,0

76,0

79,4

82,2

77,2

53,0

85,0

9b,4

96,2

96,8

97,1

96,0

96,6

64,1

83,3