Буровой раствор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К ЛВтОРСКОМ СВИДИтИЛЬСТВЮ
С 09 К 7/02
9кударстве«ыИ кои«тат
СССР
II0 аелаи «зебрете««й и открыт««
Опубликовано 23. 11. 81. Бюллетень № 43 (53) УДК 622.243. . 444 (088. 8) Дата опубликования описания 25. 11.81
С.А, Кеворков, З.С, Ковалева, В.К. Коновалов, Г.В. Беликов, А.И. Анцибаров и Н.Л. Иариампольский (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-.исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам Иинистерства нефтяной промышленности СССР (71) Заявитель (54),БУРОВОЙ РАСТВОР
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к промывке скважин ингибированными буровыми растворами.
Известно использование в бурении скважин при температурах свыше 100120 С буровых растворов, содержащих о глину, едкий натр, лигносульфонаты, ингибирующие добавки (хлорид или сульфат кальция) .(1), Их применение рассчитано на уменьшение диспергирования выбуренного шлама и снижение набухаемости глинистых пород, слагающих стенки скважин.
Недостатком этих растворов является наличие, агрессивных анионов
S0@ a Cl . Слабая чувствительность растворов к обработке их реагентами для регулирования свойств создает трудности при эксплуатации и обуславливает высокую стоимость обработки.
Наиболее близким по составу ингредиентов к предлагаемому ра твору является известковый буровой раствор, работающий при температурах до
100-120 С и содержащий глину, едкий натр, известь и лигносульфонаты 121.
В этом растворе ион кальция ока,зывает наиболее мягкое коагулирующее воздействие. Раствор достаточно чувствителен к обработке химическими реагентами, так как не содержит агрессивных ионов S04 и С1
Недостатками указанного раствора является ограниченность ингибирующего влияния в связи с незначительной концентрацией ионов кальция (100300 мг/л) и низкая термоустойчивость (100-120 С).
Содержание ионов кальция в известковом растворе определяется раст20 воримостЬю извести, которая сдержи- . вается высокой щелочностью раствора (pH ll-12,5). В известном составе бурового раствора щелочь (едкий натр) обязательно должна вводиться в известковый раствор для обеспечения эффекта стабилизации структурнл-механических свойств лигносульфонатными реагентами.
Область применения этих растворов существенно органичена из-за их отвердевания при высоких температурах, что обусловлено высокой щелочностью растворов.
Цель изобретения — усиление ингибирующей способности раствора и повышение его термоустойчивости.
Указанная цель достигается тем, что в качестве стабилизатора струк— турно-механических свойств буровой раствор содержит модифицированный трибутилфосфатом лигносульфонат при следующем соотношении ингредиентов, вес.Е:
7 — 11
0,3-0,5
Гпи на
Известь
Иодифицированныйл трибутилфосфатом лигносульфонат 3 — 5
Вода Остальное
В раствор может быть добавлен утяжелитель (в частности барлт) для обеспечения требуемой плотности. Допускается ввод в раствор реагентов, регулирующих водоотдачу (напри 11ер1
КМЦж).
Для указан»ого модифицированного лигносульфанатного реагента. характер»о ослабление водородных связей гидратирован»ых поверхностей частиц на границе раздела фаз, что вызвано наличием в реагенте трибутилфосфата.
Это позволяет поддерживать рН буровых растворов, обработанных лигносульфонатами, модифицированными трибутилфосфатом, в пределах 7,5-9.
Известно, что растворимость извести зависит от рП раствора. Так, если при рН 12 содержание растворимого кальция составляет 200-300 мг/л, то при рН 8 оно равпо 1200 мг/и.
Следовательно, при сния<ении щелочности бурового раствора растет его ингибирующее действие.
Уменьшение рН известкового бурового раствора позволяет увеличить его термостойкость до 140 С.
С целью поддержания рН бурового раствора в пределах 7,5-9 исключается ввод каустической соли, а модифицированный трибутилфосфатом лигносульфонатный реаге <т следует добав83136
25
4 лять без предварительной нейтрализации его щелочью.
При проведении лабораторных испытаний в качестве модифицированного трибутилфосфатом лигносульфонатного реагента применялся реагент ССБТ.
ССБТ готовился путем ввода трибутилфосфата в 20Е-ный водный раствор ССБ, последующего тридцатиминутного перемешивания и суточного отстоя. Трибутилфосфат вводился из расчета 1Е от массы сухого ССБ. Затем предварительно диспергированный в воде глинопорошок обрабатывался смесью >кидко го ССБТ с известковым молоком в таком количестве, чтобы соблюдалось указанное выше соотношение ингредиентов, и тщательно перемешивался. о
Прогрев раствора при 140 С в те= чение 6 ч практически не вызывает ухудшения параметров.
Известный раствор после аналогичного прогрева густеет до нетекучего состояния. Этот же раствор нетекуч и ь обычных условиях при повышении содержания глины до llX. Настоящий известковый буровой раствор при таком содержании глины имеет вполне приемиимые, исходя из технологических требований, параметры.
Увеличение количества извести в известковом буровом растворе свыше
0,5Е приводит к увеличению его рН, и, соотственно, снижению термостойкости раствора и содержания ионов кальция. Снижение количества извести в известковом буровом растворе ниже
0,2Е приводит к уменьшению содержания ионов кальция в растворе, а значит и его ингибирующей способности.
Известковый буровой раствор с низкими значениями рН был испытан на скважине Р 4 Смоленская Краснодарской ГПК объединения Краснодарнефтегаз. Известковый раствор состава, вес Е: глина 10, БКИ IO, ЫМЦ 0 4, барит 7, вода — остальное, с параметрами 1 =1,37 г/см Т=36 с, Ъ
Pj=8,2 см, СНС4 лр 72/162 кг/см рН 10,4; Са 120 мг/л был обработан модифицированным трибутилфосфатом лигносульфонатным реагентом— окзил-Т.
Окзил-T готовился добавлением в товарный оксил трибутилфосфата из расчета 1 3 кг на 1 т окзила, тщательным перемешиванием и отстаиванием в течение суток.
883136
Обработка окзилом-Т с рН 4-5 привела к снижению щелочности известкового бурового раствора, а вследствие этого к повышению растворимости извести, вводимой в количестве 0,3 вес.X. Вып получен известковый буровой раствор с параметрами ,9 =1,49 г/см, T=28 с, B=5 см, СНС 0 3,9 мг/см, рН 7,9; С 640 мг/л. испергирование выбуренной породы IO и вызываемое тем самым увеличение содержания глинистой фазы с настоящем известковом буровом растворе при бурении мощных отложений высококоллоидальных майкопских глин не наблю- 15 дапось. Промышленные испытания известкового бурового раствора с низкими значениями рН показали его высокую эффективность. Экономический эффект от внедрения составил 18 тыс.руб. zo
Таким образом, лабораторные и промышленные испытания настоящего бурового раствора с низкими значениями рН показали его высокую ингибирующую спосОбность и термОстОйкОсть BbIcoK g5 эффективность при бурении неустойчивых глинистых отложений.
Формула изобретения
Буровой раствор, содержащий глину, известь и реагент-стабилизатор, структурно-механических свойств, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью усиления ингибирующей способности раствора и повышения его термоустойчивости, в качестве реагента-стабилизатора структурно-механических свойств раствор содержит модифицированный трибутилфосфатом лигносульфо нат, причем соотношение ингредиентов следующее, вес.й:
Глина 7-11
Известь 0,3-0,5
11одифицированный трибутилфосфатом лигносульфонат 3-5
Зода Остальное
Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе
1. Роджерс В.Ф. Состав и свойства промывочных жидкостей при бурении скважин. М., "Недра", 1967, с. 409421, 434-454.
2. Там же, с. 422 (прототип). Составитель В. Ягодин
Редактор И. Николайчук ТехредА. Йабинец Кор ектор Г. Огар
1 °
Заказ 10578 . Тираж 687 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035д Москва Ж-35 Раушская наб.д д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4