БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 1996 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, применяемым при промывке скважин.

Известны полимерные малоглинистые буровые растворы, включающие бентонит, кремнийорганическую жидкость (ГКЖ-10), полиакрилат (ПАА) и воду (Рябченко В. И. Управление свойствами буровых растворов. М. Недра, 1990, с. 183).

Недостатком данных буровых растворов является низкая устойчивость к агрессии (200 мг/л Ca²⁺; Mg²⁺).

Наиболее близким к заявляемому изобретению по составу и технической сущности является недиспергирующий буровой раствор, содержащий глину, понизитель водоотдачи, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и воду (авторское свидетельство СССР N 924079, кл. C 09 K 7/02, 1982).

Однако этот раствор не рекомендуется применять в условиях полимерной агрессии при содержании солей поливалентных металлов (кальция, магния) более 1000 мг/л.

На практике для связывания агрессивных ионов Ca и Mg при загрязнении бурового раствора минерализованными хлоркальциевыми, хлормагниевыми водами, гипсом, ангидридом и цементом применяется кальцинированная сода в сухом виде или в виде 5 10% водного раствора, имеющего сильнощелочную реакцию. Работа требует дополнительных мер предосторожности и экономических затрат.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении устойчивости структурирующих свойств бурового раствора в условиях минеральной агрессии.

Глинистые буровые растворы, содержащие полимерную основу (полиакрилаты), при определенных значениях агрессивных поливалентных катионов Mg и Ca (более 1000 мг/л) теряют свое структурирующее свойство, на практике это означает быстрое разделение (гравитационное) раствора на твердую и жидкую фазы и потерю его транспортирующей способности, а также возникновение опасности заклинивания бурильных труб при остановке процесса бурения.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в известный буровой раствор дополнительно вводят полиакриламид и сапропель, а в качестве понизителя водоотдачи используют реагент НР-5 продукт гидролиза отходов нитронного волокна.

Буровой раствор в лабораторных условиях готовят следующим образом: вначале готовится глинистый раствор и обрабатывается полиакриламидом Дк и нитронным реагентом НР-5, а также нитрилотриметилфосфоновой кислотой для достижения общетехнологических параметров. Затем вводится предварительно диспергированный в электромешалке сапропель в необходимом количестве, и весь раствор перемешивается 15 20 минут.

Пример. 5 г глинопорошка перемешивают в электромешалке в 70 г воды до получения однородной глинистой суспензии. Полученную суспензию обрабатывают 0,05 г Дк и 0,1 г НР-5, для получения необходимых технологических свойств добавляют 0,02 г НТФ. После этого в раствор вводится 3 г сапропеля, предварительно диспергированного перемешиванием в электромешалке в 25 г воды (вводился сапропель естественной влажности).

Данные лабораторных испытаний о влиянии добавок сапропеля в буровые растворы с различным содержанием компонентов на их устойчивость к агрессии приведены в таблице (содержание сапропеля указано в пересчете на сухое вещество).

Как видно из таблицы, введение в буровой раствор сапропеля, предварительно диспергированного перемешиванием в электромешалке, при определенном соотношении компонентов обеспечивает требуемые технологические и реологические свойства и значительное повышение устойчивости к агрессии (приблизительно в 5 6 раз).

Выбор содержания Дк Drill в пределах 0,05 0,1 и НР-5 0,1 0,2 обусловлен тем, что с уменьшением Дк Drill меньше 0,05% и НР-5 меньше 0,1 увеличивается водоотдача больше допустимого размера, а увеличение более 0,1% Дк Drill и 0,2% НР-5 приводит к увеличению вязкости бурового раствора, что в итоге сказывается на эффективности бурения. Содержание сапропеля, принятое в пределах 0,1 1,0 мас. (в пересчете на сухое вещество), выбрано с учетом технологических и реологических свойств бурового раствора (см. таблицу).

Кроме достижения поставленной задачи, т.е. получения солестойкого бурового раствора, значительно (в 3 раза) сокращается расход полиакрилатов. Раствор сохранят параметры в течение нескольких месяцев и может быть применен при содержании солей Ca и Mg больше 1000 мг/л.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мас. %: глина 3,0 - 5,0; полиакриламид Дк-Drill 0,05 - 0,10; реагент НР-5 - продукт гидролиза отходов нитронного волокна 0,1 - 0,2; сапропель 0,4 - 1,0, нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,02 - 0,05 и вода остальное. 1 табл.

Буровой раствор, содержащий глину, понизитель водоотдачи, нитрилотриметилфосфоновую кислоту и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиакриламид Dk -Driff и сапропель, а в качестве понизителя водоотдачи он содержит реагент НР-5 продукт гидролиза нитронного волокна при следующем соотношении компонентов, мас.

Глина 3,0 5,0
Полиакриламид Dk Driff 0,05 0,10
Реагент НР-5 продукт гидролиза отходов нитронного волокна 0,1 0,2
Сапропель 0,1 1,0
Нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,02 0,05
Вода Остальное