БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 1994 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к составам жидкостей, применяемых при бурении и закачивании скважин и вскрытии продуктивных пластов в разрезе неустойчивых высококоллоидальных глин.

Известен раствор, используемый при бурении скважин в обваливающихся породах и имеющий состав, мас. % (авт. св. N 882954, кл. С 02 F 5/10, 1980): полиакриламид 0,2-0,5; кремнийорганическая жидкость 0,5-1,0; вода остальное.

Недостатком этого состава являются его слабые восстановительные свойства.

Известен буровой раствор, содержащий, мас. % : модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат 0,1-1,0; гидрофобизующую кремнийорганическую жидкость 0,1-0,3; вода остальное (авт. св. N 1447831, кл. С 09 К 7/02, 1986).

Недостатком этого раствора является то, что он обладает низкими восстановительными свойствами и не может быть использован для вскрытия продуктивного пласта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является буровой раствор (авт. св. N 1384595, кл. С 09 К 7/02, 1984 - прототип), содержащий, мас. % : глина 4-25; понизитель водоотдачи (карбоксиметилцеллюлоза или полиакриламид) 0,01-0,50; фосфоновый комлпексон 0,01-0,03; органосиликонат щелочного металла 0,1-0,6; вода остальное.

Недостатком этого состава являются низкие восстановительные свойства.

Цель изобретения - улучшение качества раствора путем повышения его восстановительных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий полимер, фосфоновый комплексон, добавку и воду, в качестве полимера содержит дэман - модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат, в качестве фосфонового комплексона - амифол-смесь аммонийных солей соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот, а в качестве добавки - талловое масло при следующем соотношении компонентов, мас. % : дэман - модифицированный моноэтаноламином полиме- тилметакрилат 0,1-0,3; амифол - смесь аммонийных солей соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот 0,02-0,06; талловое масло 0,1-0,5; вода остальное.

Следуя принципу учета взаимодействия компонентов раствора между собой и с разбуриваемой породой, дэман, содержащий аминные и гидроксильные группы, взаимодействует с талловым маслом и образует органические мыла, обладающие высокими смазочными и восстанавливающими свойствами. Амифол в этом составе играет роль стабилизатора структурно-механических и фильтрационных свойств. Дэман обладает высокой глиноемкостью, т. е. способностью разжижать и стабилизировать глинистую суспензию с высоким содержанием глины. Таким образом, приготовленный вначале безглинистый раствор указанного состава при проходке разреза высококоллоидальных глин превращается в глинистый раствор с высоким содержанием глины (до 40% ), обладающий невысокими реологическими и структурно-механическими параметрами и высокой восстанавливающей способностью.

Увеличение восстанавливающих свойств достигается за счет введения двух компонентов - дэмана и таллового масла, каждый из которых в отдельности не дает такого эффекта. В связи с этим предлагаемое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Для работы были использованы реагенты отечественного производства, каждый из которых по своим качествам соответствовал требованиям установленных технических условий:
дэман - полиметилметакрилат, модифицированный моноэтаноламином, ТУ 6-01-873-86, выпускается ГПО "Оргстекло" г. Дзержинска и ПО "Оргстекло" г. Челябинска, класс опасности 8;
амифол - смесь аммонийных солей соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот, ТУ 6-09-20-157-89, выпускается Ново-Чебоксарским химзаводом; класс опасности 8;
талловое масло, ОСТ 13-184-84. Выпускает Всесоюзное объединение "Союзаимэкскорт".

Готовят растворы введением в воду дэмана, фосфонового комплексона и таллового масла в необходимых количествах, после тщательного перемешивания при помощи лабораторной мешалки к полученному раствору добавляют глину в количестве 40% и после перемешивания определяют параметры, а также способность закупоривать и восстанавливать проницаемость кернов (на установке УИПК-1М).

П р и м е р 1. Для приготовления раствора с минимальным содержанием компонентов растворяют в воде 1 г дэмана, 0,2 г амифола и 1 г таллового масла, добавляют 400 г предгидратированного бентонита и водой доводят объем до 1 л. Тщательно перемешивают и делят раствор на две части: одну подвергают анализу сразу после приготовления, а другую выдерживают 72 ч, затем анализируют.

При этом получены следующие результаты: УВ, с через 1 ч 22, через 72 ч 36 η_пл, мПа˙с 9 12 τ_о, мгс/см² 10 20 СНС, 1/10 дПа, 0/0 0/0 К, % 78,5 - В, см³/30 8 8,5
Через 72 ч раствор сохранял свои свойства, параметры изменились незначительно.

П р и м е р 2. Для приготовления состава со средними концентрациями растворяют в воде 2 г дэмана, 0,4 г амифола и 3 г таллового масла, добавляют 400 г предгидратированного бентонита и доводят объем водой до 1 л. После тщательного перемешивания раствор делят на две части, одну часть анализируют в течение 1 ч, вторую - через 72 ч. Результаты анализов:
через 1 ч через 72 ч УВ, с 26 32 ηпл, мПа˙c 10 20 τ_о, мгс/см² 12 35 СНС, 1/10, дПа, 0/0 0/0 В, см³/30 7,0 7,5 К, % 84,8 - П р и м е р 3. Для приготовления раствора максимальными концентрациями реагентов растворяют в воде 3 г дэмана, 5 г таллового масла и 0,6 г амифола, добавляют 400 г бентонита и объем доводят водой до 1 л. Перемешивают, раствор делят на две части, одну часть анализируют в течение 1 ч, другую - через 72 ч. Результаты анализов:
через 1 ч через 72 ч УВ, с 23 28 ηпл, мПа˙с 10 14 τ_о, мс/см² 12 40 СНС, 1/10 дПа, 0/0 0/0 В, см³/30 6,0 6,0 К, % 87,0 -
Остальные примеры приведены в таблице. Как показывают приведенные данные
1. Предлагаемые растворы обладают значительно более высокой восстанавливающей способностью нежели растворы по прототипу, а также более низкими структурно-механическими и более высокими смазочными свойствами. Это свидетельствует о том, что разработанные растворы могут быть использованы в процессе заканчива- ния скважин и вскрытия продуктивных пластов с большим экономическим эффектом;
2. Эффект восстановления керна на 75-87% достигается при использовании двух компонентов - дэмана и таллового масла. Применение каждого из них по отдельности не дает такого эффекта; 3. В практике вскрытия продуктивных пластов обычно применяют буровые растворы, восстанавливающая способность которых не менее 75% . Для получения таких восстанавливающих свойств необходимо использовать реагенты в следующих концентрациях, мас. % : Дэман 0,1 Амифол 0,02 Талловое масло 0,1
Максимально полученная величина коэффициента восстановления керна составляет 87% , она получена при использовании следующих концентраций компонентов в растворе, мас. % : Дэман 0,3 Амифол 0,06 Талловое масло 0,5
Дальнейшее увеличение содержания этих реагентов в растворе приводит к незначительному увеличению К. Таким образом, полученный экспериментально диапазон концентраций компонентов в растворе составляет, мас. % : Дэман 0,1-0,3 Амифол 0,02-0,06 Талловое масло 0,1-0,5 Вода Остальное
Разработанный буровой раствор обладает высокими восстанавливающими свойствами и низкими структурно-механи- ческими параметрами.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мас. % : дэман - модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат 0,1 - 0,3; амифол - аммониевые соли соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот 0,02 - 0,06; талловое масло 0,4 - 0,5; вода остальное. 1 табл.

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий полимер, фосфоновый комплексон, добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора путем повышения его восстановительных свойств, он в качестве полимера содержит дэман-модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат, в качестве фосфонового комплексона - амифол - смесь аммонийных солей соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот, а в качестве добавки - талловое масло при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Дэман-модифицированный моноэтаноламином полиметилметакрилат 0,1 - 0,03
Амифол - смесь аммонийных солей соляной, фосфористой, нитрилотриметилфосфоновой и метилиминодиметилфосфоновой кислот 0,02 - 0,06
Талловое масло 0,1 - 0,5
Вода Остальное