БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 1998 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к глинистым буровым растворам.

Известен буровой раствор, содержащий глину, крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, фенолформальдегидную смолу, буру и воду [1].

Недостатком данного бурового раствора является наличие в его составе вредных для здоровья ядовитых веществ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является буровой раствор, содержащий глину, КМЦ, крахмал, экстракт дуба, сульфит натрия и воду [2].

Недостатком известного бурового раствора является высокая плотность, что приводит к значительной депрессии на продуктивный пласт при низких величинах пластового давления, высокая проницаемость фильтрационной корки, способствующая загрязнению нефтеносного коллектора, низкие значения коэффициента восстановления проницаемости продуктивного пласта после фильтрации раствора, что снижает производительность скважины.

Цель изобретения - улучшение качества раствора путем уменьшения плотности, снижения проницаемости фильтрационной корки, увеличения величины коэффициента восстановления проницаемости керна после фильтрации раствора при сохранении удовлетворительных структурно-механических и реологических свойств раствора.

Цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, крахмал, КМЦ, минерализатор и пресную воду, дополнительно содержит карбонат кальция, а в качестве минерализатора - минерализованную пластовую воду с плотностью 1,10 - 1,16 г/см³ общей минерализации 180 - 250 г/л при следующем соотношении исходных ингредиентов, мас.%:
Глина - 3 - 5
Крахмал - 0,8 - 2,5
Карбоксиметил-целлюлоза - 0,7 - 1,5
Карбонат кальция - 3 - 5
Минерализованная пластовая вода с плотностью 1,10 - 1616 г/см³ общей минерализации 180 - 250 г/л - 5 - 10
Пресная вода - Остальное
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения и прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав отличается от известного ведением новых компонентов, а именно карбоната кальция и минерализованную пластовую воду с плотностью 1,10 - 1,16 г/см³, общей минрализацией 180 - 250 г/л.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных буровых растворов показал, что некоторые введенные в заявляемое решение вещества известны, например, карбонат кальция (авт. св. СССР N 1321740 кл. С 09 К 7/02, 1987).

Однако его применение в известных буровых растворах в сочетании с другими компонентами не обеспечивает достижение тех свойств, которые проявляются в заявляемом решении, а именно получение малопроницаемой глинистой корки, которая предотвращает попадание в пористую среду тонкодисперсных твердых частиц и фильтрата бурового раствора.

Известно также использование пластовой воды для повышения степени минерализации бурового раствора (Кистер Э. Г. Химическая обработка буровых растворов. М.: Недра, 1972, с. 36).

Однако используется пластиковая вода либо для повышения плотности раствора, либо для придания ему ингибирующих свойств.

В предлагаемом изобретении пластовая вода с определенной степенью минерализации выполняет роль комплексообразователя для полимеров, содержащихся в предлагаемом растворе КМЦ и крахмала, в результате чего происходит "сшивка" указанных полимеров, улучшение структурно-механических и фильтрационных свойств раствора. Кроме того, снижается проницаемость глинистой корки. Следствием этого эффекта является улучшение качества вскрытия продуктивного пласта, выражающееся в повышении коэффициента восстановления проницаемости.

Таким образом, данный состав придает буровому раствору новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "существенные отличия"
Кислоторастворимый наполнитель - мел выпускается отечественной промышленностью по ГОСТ 8253-79. В качестве структурообразователя используется пластовая вода.

Примеры приготовления предлагаемого бурового раствора.

Пример 1. 30 г куганакского глинопорошка или комовой глины суспендируют в 872 г пресной воды и тщательно перемешивают в мешалке. Затем в полученную суспендию добавляют 8 г крахмала, 7 г КМЦ, 30 г мела, 50 г минерализованной пластовой воды. Полученную массу перемешивают.

Пример 2. 50 г куганакского глинопорошка или комовой глины суспендируют в 755 г пресной воды и перемешивают в мешалке, затем в полученную суспендию добавляют 25 г крахмала, 15 г КМЦ, 50 г мела, 100 г минерализованной пластовой воды, а полученную массу перемешивают.

Сравнительные данные по обработке буровых растворов крахмалом и КМЦ в отсутствии мела и минерализованной пластовой воды приведены в таблице.

Оценка технологических свойств производилась согласно "Инструкции по методам контроля качества буровых растворов", ВНИИБТ, М., 1972, с. 44.

Введение мела и минерализованной пластовой воды в состав в количестве более 5 и 10 % соответственно ведет к улучшению плотности раствора, ухудшение его структурно-механических свойств.

При добавлении к буровому раствору до 5 % мела и минерализованной пластовой воды до 10 % обеспечивается достижение удовлетворительных структурно-механических и реологических свойств при незначительном содержании твердой фазы.

Применение предлагаемого состава бурового раствора позволяет снизить депрессию на продуктивный пласт при бурении скважины, обеспечить более надежную изоляцию стенок ствола скважины, достичь высокой величины коэффициента восстановления проницаемости продуктивного пласта и, в результате, сократить сроки освоения и повысить производительность скважин.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: буровой раствор содержит, мас.%: глина 3 -5; крахмал 0,8 - 2,5; карбоксиметилцеллюлоза 0,7 - 1,5; карбонат кальция 3 - 5; минерализованная вода с плотностью 1,10 - 1,16 г/м³, общей минерализации 180 - 250 г/л 5 - 10; пресная вода - остальное. 1 табл.

Буровой раствор, содержащий глину, крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, минерализатор и пресную воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит карбонат кальция, а в качестве минерализатора минеральную пластовую воду с плотностью 1,10 1,16 г/см³ общей минерализации 180 250 г/л при следующем соотношении исходных ингредиентов, мас.

Глина 3 5
Крахмал 0,8 2,5
Карбоксиметилцеллюлоза 0,7 1,5
Карбонат кальция 3 5
Минерализованная пластовая вода с плотностью 1,10 1,16 г/см³ общей минерализации 180 250 г/л 5 10
Пресная вода Остальноеа