Буровой раствор
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Респубиим
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ ()885244
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24. 07. 79 (21) 2800699/23-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Опубликовано 3011.81,Бюллетень № 44
Дата опубликования описания 3011.81 5 <,.(„з
С 09 К 7/02
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622 243. . 144. 3 (088. 8) Н.A. Мариампольский, Ф.Г.Бадретдинов H.Ï.5Мвик, Г.В.Черников;1, С.К.Парпиев и A.A.ÀHäðèàíoâ (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательск и институт по креплению скважин и буровых растйьров (71) Заявитель (54) БУРОВОЙ РАСТВОР
Изобретение относится к водным буровым растворам, применяемым для бурения нефтяных и газовых скважин в интерВалах, сложенных переслаивающимися терригенными и хемогенными породами, представленными солями одно(натрий, калий) и двухвалентных (магний, кальций) металлов, склонных к нарушению устойчивости, растворению и пластическому течению.
Известен соленасыщенный буровой раствор, в котором предотвращение стабилизационного разжижения достигается эа счет загущения активными наполнителями (глиной, палыгорскитом, асбестом и др.) (1)Однако загущение глйной не дает, положительных результатов из-за ингибирующего действия соленой среды, носит кратковременный характер и вы" зывает большие расходы глины и реагентов.
Добавки асбеста обеспечивают интенсивное загущение в соленой среде, устойчивость к действию солей поливалентных металлов. Однако ввиду того, что очистка раствора, содержащего асбест, затруднена иэ-за засорения очистных устройств, известный сол насыщенный глинистый раствор с высокой степенью стабилизации не нашел практического применения.
Известен также способ регулирования свойств водных соленасыщенных буровых растворов, в которых реализован состав бурового раствора, содержащего глину, понизитель водоотдачи, раэжижитель — лигносульфонат, хлорид натрия, а в целях улучшения структурно-механических показател :.й используют окисленный петролатум (СИАД-1) (21.
Однако окисленный петролатум, относящийся к высшим жирным кислотам
15 и содержащий карбоксильную группу, работающий в засоленных глинистых растворах, неустойчив в растворах, содержащих соли поливалентных металлов, например кальция и магния.
20 . Кроме этого, добавка окисленного петролатума, чувствительного к действию ионов кальция и магния, вызывает разжижение и вспенивание раствора.
25 цель изобретения — улучшение качества раствора эа счет повышения его солестойкости в условиях кальциево-магниевой агрессии, сохраняющихо ся при забойных температурах от 4-5 С
30 до 160 С.
885244
Для достижения указанной цели в качестве структурообразователя раствор содержит госсиполовую смолу и дополнительно хлористый калий при следующих соотношениях компонентов, мас.Ъ:
Глина 3" 10
Разжижитель, например ССБ, окзил 1-3
Хлори тый калий 3-5
Госсиполовая смола 0 5-2
Стабилизатор 2-3
Хлористый натрий 20,3-23,9
Вода Остальное
Госсиполовая смола представляет собой веществб, основным компонентом которого является госсипол (полифенол) — желтый пигмент, содержащийся в хлопчатнике.
Структурная формула госсипола
СНО ОН ОН бНО
НО
НО
ОН.
ОН
СН С,Н
/ . нд Н3 бН, бНp )
Наличие в структуре полимера гидроксильных групп придает ему стойкость к кальцевой и магниевой агрессии.
Для сравнения предлагаемого бурового раствора с известным приготовлены два типа исходных соленасыщенных (по N aCE) глинистых раствора: обработанный 3% крахмала (1-й тип) и
ЗЪ КМЦ (2-й-тип) .
После термостатирования исходных растворов при 120 и 160 С соответсто венно оба раствора несмотря на черезмерно высокую вязкость имеют очень низкие значения статического напряжения сдвига (табл.1 и 2, опыт I) .
Для повышения прочности структуры к исходному раствору добавлено 0,5 и 2Ъ госсиполовой смолы (предлагаемый раствор).
Для получения известного бурового раствора к исходным растворам добавлен СМАД-1 в количестве 0,5-3% {граничные условия) . Оба (известный и предлагаемый) типа раствора готовят
Таким образом иэ полученных данных следует, что в глинистых растворах, насыщенных солью (М аСЦ, обработанных полисахаридами (крахмал, КИЦ)., использование СМАД-1 в качестве структурообразующей добавки при наличии кальциево-магниевой агрессии не позволяет предотвратить стабилизационного разжижения.
40 использование для этой цели госсиполовой смолы в количестве 0,5-.2,0Ъ позволяет повысить структурно-механические показатели предлагаемого раствора.
При отсутствии кальциево-магниевой агрессии добавки госсиполовой смолы позволяют получить более высокие прочностные характеристики соленасыщенного (по N аСЦ бурового раствора по сравнению с растворами, об,работанными СИАД-1.
5 !
О
30 как при наличии кальциево-магниевой агрессии за счет добавки к исходным растворам карналита до получения
600-800 мг/л ионов магния и гипса до получения в фильтрате бурового раствора ионов кальция 1000-1200 мг/л, так и беэ нее.
Результаты анализов после термостатирования приготовленных образцов при одинаковых условиях приведены в табл.1 и 2.
Сопоставляя данные этих таблиц, следует отметить, что добавки СМАД-1 в количестве 0,5-3,0В (табл.1 и 2, опыт 2 и 3), обеспечивают повышение прочности структуры высокостабилизированного соленасыщенного глинистого раствора до необходимых пределов. Однако в присутствии кальциевомагниевой агрессии добавка СИАД-1 не позволяет получить структурированной системы (опыт б и- 7) как при использовании крахмала (табл.1), так и при использовании КМЦ-600 (табл.2).
Как видно из опытов 4 и 5 (табл.1 и 2), госсиполовая смола, добавленная в количестве 0,5-2,0%, как в присутствии кальциево-магниевой arрессии (опыты 8 и .9), так и беэ нее (опыты 4 и 5),обеспечивает, получение довольно высоких значений прочности структуры.
885244
Таблица 1
Состав бурового раствора
Содержание ионов каль ция, мг/л
Свойства бурового раствора,прогретого в течение б ч при 120 С
Содержание ионов магния,мг/л
Опыт
$ t г/см
СНС
1/10., мг/см
Т,с
К, мм
В см за
30 M
1 50 120 3/б 3 О 1 0
2 Проба 1 + 0,5%
СМЪД-1
1,50 80 15/43 3, О 1, О
3 Проба 1 + 3,0%
СМАД-1
1,48 60 47/92 3,0 1,0
4 Проба 1 + 0,5% госсиполовой смолы
1,50 75 23/54 2,0 0 5
5 Проба 1 + 2,0% госсиполовой смолы
1,48 60 45/114 2,0 . 0,5
6 Проба 2 + гипс+ карналит
4,5 1,5, 1000-1200 600-800 1, 49 130 3/7
7 Проба 3 + гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1,47 140 4/12 4,0 1,0
8 Проба 4 + гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1,50 65 48/102 3,0 1,0
1000-1200 600-800 1,48 63 69/162 2,5 0,5
9 Проба 5 + гипс+ карналит
Таблица 2
Свойства бурового раствора,прогретого в течение 6 ч нри 160 С
Содержание ионов кель ция,мг/л
Состав бурового раствора
Опыт
Ку
34M
3 1 Т, с СНС г/см 1/10, мг/см
1 50 140 0,3 3,0 1,0
2 Проба 1+0,5%
СМАК-1
1,49 85 12/38 3,0 1,0
3 Проба 1+3,0%
CMAg-1
1,47 . 70 39/87 3,0 1, О
1 Соленасыщенный (по МаСВ) буровой раствор, стабилизированный 2% крахмала
1 Соленасыщенный буровой раствор стабилизированный 3 0% КИЦ-600
Содержание ионов магния, мг/л
В см за
30 м
88I 244
Продолжение табл 2
Состав бурового раствора
Солержание Содержание ионов кель попов магцня,мг/л ния, мг/л
r1 г/см
Т,с СНС В, 1/10 см мг/см за
30 м
К, мм
4 Проба 1+0,5Ъ госсиполовой смолы
1,50 72 25/52 2,0 0,5
5 Проба 1+2,0Ъ госсиполовой смолы
1,49 64 43/108 2,0 0,5
6 Проба 2+гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1,50 155 3/6
4,0 1,5
7 Проба 3+гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1, 48 130 3/9
4,0 1,5
Проба 4+гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1,49 56 30/85 3,0 1,0
Проба 5+гипс+ карналит
1000-1200 600-800 1,48 62 43/124 2,5 0 5
3-10
Формула изобретения
1-3
2-3
3-23, 9
3-5
5-2,0 альное
20, 35
0, Ост
Составитель Д.Вайнер
Редактор С.Крупенина Техред A.càâêà . Корректор M.Koñòà
Заказ 10445/33 Тираж 687 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4
Буровой раствор, содержащий глину, разжижитель-лигносульфонат,стабилизатор, например карбоксиметилцеллюлозу, или крахмал, хлористый натрий и структурообразователь, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества раствора эа счет повышения его солестойкости в условиях кальциево-магниевой агрессии до 160ОС, в качестве структурообразователя раствор содержит госсиполовую смолу и дополнительно хлористый калий, причем соотношение компонентов следующее, мас.»„:
Свойства бурового раствора, прогретого в течение 6 ч при 160 C
Глина
Разжижитель-лигносульфонат
Стабилизатор
Хлористый натрий
Хлористый калий
Госсиполовая смола
Вода
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
40 1. Труды ВНИИБТ, М., вып.ХХУП, 1971,с.20.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 202027, кл. С 09 К 1/04, 1971 (прототип) .