БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 2012 года по МПК C09K8/20 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе для бурения и закачивания наклонно-направленных скважин.

Известен буровой раствор (Пат. RU №2369625, опубл. 10.10.2009), содержащий полимерный реагент высокой молекулярной массы, полимерный реагент низкой молекулярной массы, гидроксид натрия, формиат натрия, ксантановый биополимер, бактерицид, смазочную добавку, воду при следующем соотношении, мас.%:

Полимерный реагент высокой молекулярной массы 0,07-0,2 Полимерный реагент низкой молекулярной массы 0,2-0,5 Гидроксид натрия 0,02-0,05 Формиат натрия 0,5-0,7 Биополимер 0,1-0,2 Бактерицид 0,02-0,1 Смазочная добавка 0,2-0,5 Вода остальное

Недостатками являются высокая стоимость полимерных добавок и многокомпонентность раствора, что затрудняет процесс приготовления.

Известен буровой раствор (Пат. RU №2268909, опубл. 27.01.2006), включающий глину, карбоксиметилцеллюлозу, ингибирующую добавку, смазочную добавку и воду, дополнительно содержит регулятор структурно-механических свойств карбоксиметилкрахмал и эмульгатор - смесь эфиров и амидов жирных кислот и этаноламидов, а в качестве ингибирующей добавки - продукт ректификации олигомеров пропилена изоолифинового типа фракции С₁₃-С₁₅ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина 1,5-3,0 карбоксиметилцеллюлоза 0,1-0,3 карбоксиметилкрахмал 0,75-1,5 смесь эфиров и амидов жирных 0,75-1,0 кислот и этаноламидов продукт ректификации олигомеров   пропилена изоолифинового типа   фракции С₁₁-С₁₅ 0,75-1,5 смазочная добавка 0,5-3,0 вода остальное

Недостатком является сложность регулирования структурно-реологических свойств растворов.

Известен буровой раствор (Пат. RU №2012588, опубл. 15.05.1994), принятый за прототип. Буровой раствор содержит глину, воду и смазочную добавку. В качестве смазочной добавки содержит модифицированный отход производства рыбьего жира со стадии очистки производственных стоков этилсиликонатом натрия или петросилом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 8-10 Модифицированный отход производства рыбьего жира   со стадии очистки производственных стоков   этилсиликанатом натрия или петросилом 1-2 Вода Остальное

Недостатками являются низкие смазочные свойства, необходимость модифицирования отходов пластификатором этилсиликоната натрия, который оказывает прижигающее воздействие на кожный покров.

Технический результат - улучшение смазочных и фильтрационных параметров бурового раствора.

Технический результат достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, смазочную добавку и воду, дополнительно содержит пеногаситель, а в качестве смазочной добавки содержит отходы глубокой переработки древесины на основе дитерпенов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 2,0-3,0 смазочная добавка 0,8-1,1 пеногаситель 0,2-0,3 вода остальное

Глина используется в качестве структурообразователя и регулятора тиксотропных свойств бурового раствора (повышение удерживающей и транспортирующей способности).

Добавление пеногасителя необходимо для предотвращения вспенивания раствора. В качестве пеногасителя используют керосин. Возможно применение других пеногасителей, например МАС-200 - высокодисперсный гидрофобизированный органоаэросил (кремнезем), Пента-465 - многокомпонентный силиконовый пеногаситель, АМ-5 - высокодисперсный модифицированный органоаэросил (диоксид кремния), СОФЭКСИЛ-310 - гидрофобная кремнийорганическая жидкость, Альфонол-79 - смесь синтетических жирных спиртов и др. (Я.А.Рязанов. Энциклопедия по буровым растворам, с.256-261).

Использование в качестве смазочной добавки отходов глубокой переработки древесины на основе дитерпенов позволяет одновременно снизить коэффициент трения и водоотдачу раствора. Проведенные исследования влияния отходов на свойства буровых растворов показали, что увеличение содержания их в растворе более 1,1% не приводит к значительному улучшению технологических параметров.

Используемые отходы на основе дитерпенов берут на канифольно-терпентинных заводах по переработке живицы, где получают основные виды продукции: скипидар и канифоль. Указанные отходы образуются при глубокой переработке древесины для получения целлюлозы в процессе сульфатной варки на этапе переработки сульфатного мыла и представляют собой дитерпены, в основном кислородные - так называемые «смоляные кислоты», куда входят в основном: сандаракопимаровая, изопимаровая, абиетиновая, неоабиетиновая, другие дитерпеновые кислоты.

Способ приготовления бурового раствора

Пример

В механическом перемешивателе готовится стандартный глинистый буровой раствор, содержащий воды 95,7 мас.% и глины бентонитовой 3,0 мас.%. Затем в раствор вводится керосин 0,3 мас.%, смазочная добавка 1,0 мас.% и перемешивается до однородной массы.

После этого проводятся стандартные испытания полученных растворов на лабораторных установках. Для определения смазочных и фильтрационных параметров буровых растворов проведены соответствующие исследования, результаты которых приведены в таблице. Коэффициент трения определялся на границе металл-металл на приборе УСР1. Снижение коэффициента трения наблюдается даже при минимальных концентрациях смазочной добавки - при концентрации 0,2 мас.%. Минимальные значения коэффициента трения наблюдаются в диапазоне от 0,8-1,1%, коэффициент трения снижается в 2,5-3 раза. Таким образом, смазочные и фильтрационные параметры бурового раствора улучшаются.

Из таблицы видно, что применение бурового раствора уменьшает крутящий момент при вращении колонны бурильных труб и снижает силы сопротивления при продольном перемещении колонны в наклонных и горизонтальных участках скважин, что приводит к снижению вероятности возникновения прихватов и повышению ресурса работы бурового оборудования.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе для бурения наклонно-направленных скважин. Малоглинистый буровой раствор содержит, мас.%: глина 2,0-3,0, смазочная добавка - остаточный продукт глубокой переработки древесины, состоящий из дитерпенов, 0,8-1,1, пеногаситель 0,2-0,3, вода остальное. Технический результат - улучшение смазочных и фильтрационных параметров бурового раствора. 1 пр., 1 табл.

Буровой раствор, содержащий глину, смазочную добавку и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пеногаситель, а в качестве смазочной добавки содержит отходы глубокой переработки древесины на основе дитерпенов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина 2,0-3,0 Смазочная добавка 0,8-1,1 Пеногаситель 0,2-0,3 Вода Остальное