Буровой раствор
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<ц968048 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 140481 (21) 3274596/23 03 (53)М.Кп з
С 09 К 7/02 с присоединением заявки №Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 2 1(182. Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 622. 243. . 144. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 2310.82
"(- с©ЮЗН4 Д
Н.А.Мариампольский, Г.В.Черникова, М.М.Сул анова р. каримов, в. 3l. Bo««oJIHH и е. р. иадредииов «I $ 4TEp18p, тиницд;„д,; -м, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (54) БУРОВОЙ РАСТВОР
Изобретение относится и области бурения нефтяных и газовых сква жин, а именно к получению ингибиро„ ванного, стойкого к поливалентным кa—тионам (.ад= и t19 83lloMHHH3HP0BBIIHoro бурового раствора.
Известен алюминизированный буровой раствор, содержащий глину, алюмоаммонийные или люмокалиевые квасцы, реагент — полимер, (полисахарид, полиакрилат) и разжижитель - xpoMлигносульфонат.
Алюминизированные буровые растворы получили распространение как у нас в стране, так и эа рубежом в качестве промывочных систем с низким содержанием твердой фазы, используемых в сильноувлажненных неустойчивых глинах монтмариллинитового типа.
Основным ингибирующим компонентом этих систем являются .соли алюминия алюминиевые квасцы, которые при вводе в буровой раствор, имеющий pH =
7-10, образуют химически активное вещество гель гидроокиси алюминия.
Гидроокись алюминия; адсорбируясь на глинистых минералах, блокирует их активные центры, повышая устойчивость стенок скважины и препятствуя диспергированию выбуренной IIoроды f1).
Недостатком этого бурового раствора является то, что при агрессии поливалентных катионов кальция,и магния показатели его свойств ухудшаются, а при повышении влажности глинистой породы ингибирующее дейст1р вие гидроокиси алюминия значительно снижаются
В высокощелочной среде (рН r 11) гидроокись алюминия переходит в растворимое соединение — алюминат натрия, который не способен участвовать в катионообменном процессе.
Для их разжижения используются . лигносульфонаты, которые вводятся в. больших количествах, что приводит к вспениванию. Алюминатные буровые растворы оказывают недостаточное ингибирующее действие.
B основном, они используются как системы для разбуривания хемогенных пород. Алюминатные растворы Ьбрабатываются большими количествами эфиров целлюлозы и лигносульфонатов.
Из-эа слабого ингибирующего действия в алюминатный буровой раствор
968048
ЧО ьюжет переходить значительное количество глинистого материала.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является алюминиэированный буровой раствор, содержащий следующий состав,мас.%:
Глинопорошок 8",0-12,0
Алюмокаливые или алюмоаммонийные квасцы 0,2-0,5
Мылонафт, 0,5-3,0
Полимерный реагентстабилизатор (КМЦ, гипан, мотас, м-14) 0,3-0,5
Разжижитель †.окэил 0,5-0,8 Ч5
Каустическая сода 0,3-1,0
Нефть 10,0-20,0
Вода Остальное
В основе этого состава бурового раствора лежит совместное использо- 2О ванне алюминиевых квасцов и мылонафта. В результате взаимодействия этих химических веществ в буровом растворе образуются одно=,цвух- или трехосновные алюминиевые мыла, которые, адсорбируясь на поверхности глинистой породы, предотвращают ее гидратацию и диспергиравание.
Указанный буровой раствор широко используется для бурения в сложных геологических условиях T 2 1.
Недостатком Известного раствора ,является ухудшение реолагических свойств его с ростом забойных темпе" ратур свыше 1бОС С, связанное с загустеванием системы, вызванное.использованием мыланафта.
Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за ,счет повышения его термастойкости до 180 С. Улучшение реологических,40 свойств и снижение расхода реагентов-, разжижителей (окзила, КССБ-4,ФКЛС).
Поставленная цель достигается тем„ что буровой раствор, содержащий ". глинапорошок, воду, алюминиевые квас- 45 цы, реагент-стабилизатор нефть, гидраокись натрия в качестве ингибирувщей добавки, обеспечивающей создание на глинистой породе хемасарбцианнаго гидрафабного экрана„ раствор содержит госсиполовую смолу при следующем содержании компонентов, мас.Ъ:
Глинопорошак 8,0-12,0
Алюминиевые
55 квасцы 0,2-0,5
Гассипалавая смола 2,5-3,5
Реагент — стабилизатор 0,3-0,7
Разжижитель 0,3-0,5
Нефть 8, 0-12,0
Гидраакись натрия 0,5-1,0
Вода Остальное
Особенностью предлагаемого раствора является та, что госсипаловая 1 5 смола в щелочной среде (при .рН
8,0-10,03 взаимодействует с гидроокисью алюминия, образующейся при диссоциации алюминиевых (алюмакалиевых или алюмоамманийных) квасцов.
При этом образуется соединение способное образовывать прочные связи с активны1,я центрами глинистого минерала.
В результате хемосарбцианного закрепления на глине алюминиевого производного госсипала вокруг реак" цианноспособных центров глины создается защитный гидрофобный экран, чем достигается высокая ингибирувщая способность бурового раствора, Кроме того, гассиполовая смола имеет и ряд других преимуществ, обусловленных ее строением.
Структурная формула основного ком-. понента гасснполавай смолы имеет следующий вид
СНО ОН аи GHo .ho
ОЧ
HO сн
CH сн, CH СН, Н,С O>
Омыляемая часть гассипалавой смолы составляет примерна 80% ее состава, Молекула оснавнага компонента, представляющая собой полимер, в результате. взаимодействия с каустиком образует натриевую соль, которая обеспечивает разжижение буравага раствора.
Строение цепи в молекуле (соответствующее сочетание Фенальных ядер) определяет термастойкость этого вещества до 250 С.
Пример. Для получения раствора приготавливают вадаглинистую суспензию серигвхскаго бентанита на пресной воде со следующим соотношением компонентов: 9700 г. воды и
300 г глннопарашка.
В приготовленнув вадаглинистую суспензию вводят 50 r сухого парашкаобраэного KNU,, 50 г окзила, 1100 г нефти и 10 r каустической соду.
10 л исходного раствора отбирают для дальнейшей обработки, оставшееся количество раствора используют в качестве контрольной пробы 1 для замера параметров исходного раствора.
10 л исхаднага раствора разделяют на две равные части. В первую ввацят 15 г, а ва вторую 25 г алюминиевых квасцов. Затем весь раствор разделяют на 10 литровь:х гроб.
3-ю и б-ю пробу обрабатывают мыланафтом в количестве соответствен,но 25 r и 35 r а 4-ю и 7-ю госсиполовой смолой в количестве соответственно 25 r и 35 г. В качестве контрольных, содержащих только алюминие968048 вые квасцы, были оставлены пробы 2 и 5 с содержанием квасцов в количестве соответственно 0,3 и 0,5Ъ.
После указанной выше химообработки всех проб в пробы первой груп.т пы 1-4, вводят по 30 г в каждую глино- 5 порошок иэ керновой глины Келесского месторождения, в пробы второй групры 5-7 по 50 r такого же глинопорояка в каждую пробу. Исследовались реологические свойства полученных проб раствора, их термостойкость и ингибирующая способность. Полученные данные приведены в таблице.
Данные, приведенные в таблице, . 15 свидетельствуют о том, что пробы, имеющие в своем составе госсиполовую смолу, имеют более низкие фильтрационные и реологические характеристики, чем пробы с ьжлонафтом. 20
Для выяснения стойкости систем к действию поливалентных катионов были приготовлены пробы 8 н 9, в которые вводят по 20 r хлористого кальция. Раствор пробы 9 (с. госсиполом)по сравнению с раствором пробы 8 (с мылонафтом) оказался кальцийстойким — после прогрева показатели
его свойств не потерпели значительных изменений.
Из таблицы видно, что алюминизированный буровой раствор с мылонафтом оказался термостойким до 160 С.
Использование госсипола позволило повысить температурный предел применения системы до 180 С.
В условиях Средней Азии этот раствор можнб применять в интервалах от 2000 до 4000.м.
Использование предлагаемого раствора по сравнению с известным обеспечивает следукшие преимущества: сокращение расхода раэжижителя (окзила) - 10 т; сокращение затрат времени на проработку сужений ствола скважины и на разбуривание обваливающихся пород -430 ч эа счет повышения ингибирующей способности, снижение количества используемых долот (3-х шар.) - 8 шт. за счет сокращения числа проработок ствола скважины; снижение затрат времени на спуско-подъемные операции270 ч за счет сокращения числа долблений; сокращение транспортных расходов эа счет перевозок реагентов и долот, 960048 о а ф с с с
В б
CO с бс ф î о
° с с аО в а бч с с
1 «бс а н аО а н н н а (ч
Нб о о («Ъ а«4 Нб
CO ««, Ot о
° 4 Ю б м и «Ф н
tA
ol н с«
М
° 4«Ю о Ф н н ! « а
РЪ ф CO ф Рс
О
1Ч О ф а бч а а
N 1«Ъ С"Ъ а ф н
tO
В
0 б
РЪ
I s,,„
I Р3 1О б !о
O.! О
1 Ф. 1н о и
I 5 ! о
1 1
1
<ч а о с с с ф 1 ф ф an с (1 о с ф
a an e с с с ф ф 01
Ch с"ъ . а н1 ОЪ г\O. aA а ot
«.4 «-1
° н
"с
Г Ъ ф а а
СЧ
Ю an (Ч а и ч) э
Н Н 1
РЪ ф И
1 44
tA
{ с
CV ф б с
Ю.М с@ I ОЮ0 1 иГ I е1" х б ХУ ! 1ОЮ
1 о
Эо
4Ч а tA с с с
С0 ОЪ Оа а о сч сч с с L с ф 00 00 CO о ю с с ф (О
1 !
1 .l
I
1
1
I
1. I
1 1
I 14- 1 о й.1 wO
О
1 23Н!4 1 о- й
CO ф
М Н! н и
Dt ф
CO о
Ch «с
cO aO
С«3 Ч« а н РЪ а н
° t o (Ч tO
Ю
tA с
СЧ УЪ
1с (Ч
«а
0t н о фД I
tA с
Ю а с
С«Ъ Ф «3 ! с о
1 о
Е4 О
I 1
I !
I
:1 I
lI
I !
I
1 б
1
1 I
I I
1 !13
1 A
I 3 . « ! О
IO о
I O ! 1 О
I ItlЖ I
1 Э Ж
I $ l1I I
1 РН! ИМ
1В 1 и5 ! Я
I ф 1 10 О I ! к ! о
Во
1 Ю I
I а ) I
1
1
1
1 tO
«"!
1 R
1 !
Я
1
1
1
1 о а м О а ю oa ъ н аА ° 4«
e0 n ru о н а
° Ф I CO «3 Ch «.4 «б«Н «3
4Ч ф tn W Ъ Ot I CO
tA tO Ф aO IO РЪ ф «Ф
968048
Разжижитель
Нефть
Гидроокись натрия
Госсиполовая смола
Вода
0,3"0,5
8,0-12,0
0,5-1 0
2,5-3,5
Остальное
0,2-0,5
Составитель Г.Сапронова
Техред К.Мыцьо Корректор О.Билак
Редактор Г.Волкова
Заказ 8028/39 Тираж 661 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4
Формула изобретения
Буровой раствор для бурения неустойчивых отложений, соцержащий глинопорошок, алюминиевые квасцы, реагент-стабилизатор, разжижитель, нефть, гидроокись натрия, ин HGHpjj ющую добавку и воду, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет повышения его тормостойкости до 180 С, в качестве ингибирующей добавки раствор содержит госсиполовую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Глинопорошок 8,0-12,0
Алюминиевые квасцы
Реагент-стабилизатор 0,3-0,7
Источники информации, принятие во внимание при экспертизе
1. Гуржиева H.Ã. и др. Использование бурового раствора, обработанного солями алюминия в сочетании с реагентами — полимерами, при раз буривании неустойчивых отложений"»
РНТС "Бурение". М., ВНИИОЭНГ, Р 4, 1977. !
5 2. Мариампольский Н.A. и др. Бу" ровой раствор высокого ингибирующего действия. - Бурение Р 12, М.,ВНИИОЭНГ
1978 (прототип).