ГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР Российский патент 2013 года по МПК C09K8/20 

Изобретение относится к технологиям бурения скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, в геологоразведке полезных ископаемых.

Известен реагент, предназначенный для обработки бурового раствора (SU, а.с. №1423574, C09K 7/00, опубл. 15.09.88 г.). Реагент содержит в качестве понизителей вязкости и стабилизатора реологических характеристик раствора полиакриламид, кремнийорганическую жидкость, акрилонитрильный лигносульфонатный реагент. В результате обработки этим реагентом повышается выход бурового раствора, снижается его статическое напряжение сдвига. Однако, при его использовании в растворе при бурении определенных пород в результате замены ионов кальция ионами натрия образуются мелкодисперсные глинистые частицы, способные образовывать устойчивый коллоид и вызывать накопление в буровом растворе выбуренной породы и, как следствие, ухудшать реологические характеристики раствора, в частности, повышать его статическое напряжение сдвига.

Эти факторы следует считать недостатками реагента.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является глинистый буровой раствор, содержащий, в мас.%, модифицированный регулятором щелочности глинопорошок 8,5-25,2, в качестве регулятора структурно-механических характеристик раствора карбоксилированное органическое вещество в виде карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 0,08-0,35, в качестве понизителя вязкости лигносульфонатный продукт в виде лигносульфонатов технических порошкообразных (ЛСТП) 1,0-3,09 мас.%, Остальное - вода. (RU, пат. №2058364, C09K 7/02, опубл. 20.04.1996 г.). В качестве глинопорошка используют модифицированный кальцинированной содой бентонит или альметьевский глинопорошок. В составе можно использовать различные марки КМЦ.

Однако эта совокупность используемых функциональных добавок в буровом растворе при бурении некоторых пород также ухудшает реологические характеристики бурового раствора.

Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является обеспечение возможности регулировать реологические характеристики, а также фильтруемость бурового раствора с учетом характеристик разбуриваемых пород.

Указанный результат достигается тем, что в глинистом буровом растворе, содержащем карбоксиметилированное вещество, лигносульфонатный продукт и воду, согласно изобретению, в качестве карбоксиметилированного вещества он содержит карбоксиметилированный крахмал в виде товарного продукта Полицелл КМК БУР 1Н, содержащего, в мас.%; 70-75 карбоксиметилкрахмала, 15-18 NaCl, 10-12 гликолята натрия, в качестве лигносульфонатного продукта - феррохромлигносульфонат, при этом раствор дополнительно содержит арабиногалактан, а в расчете на общую массу, раствор содержит, в мас.%: 5,5 глинопорошка, 0,5 КМК БУР 1Н, 0,2-0,3 феррохромлигносульфоната, 0,2-0,3 арабиногалактана, 93,4-93,6 воды. Раствор в качестве глинопорошка содержит глинопорошок, приготовленный из обожженной и измельченной глины Зыряновского месторождения. КМК БУР 1Н в качестве карбоксиметилированного крахмала может содержать карбоксиметилированный кукурузный крахмал или карбоксиметилкрахмал буровой марки.

Товарный продукт КМК БУР 1Н производится ЗАО «Полицелл» (г.Владимир) по ТУ 2262-016-32957739-2007. Он применяется в качестве понизителя фильтрации и стабилизатора буровых растворов, эффективно снижает водоотдачу как пресных, так и соленасыщенных буровых растворов.

Арабиногалактан получают при переработке древесины лиственницы сибирской в виде порошка или концентрированных экстрактов. Соответственно, его при приготовлении бурового раствора подают в смесь в виде порошка или в виде водного экстракта. Эти продукты производят на Братском ЦБК.

Зыряновский глинопорошок (г/п) производят по ТУ 2164.006.41219638-2005.

Феррохромлигносульфонат (ФХЛС-М) производит ООО «Дубитель» (г.Уфа) по ТУ 2454-322-05133190-2000.

Буровые растворы различного состава для испытаний получают обычным методом путем смешения компонентов. Характеристики измеряют с использованием стандартизованных методов испытаний.

Характеристики модельных буровых растворов по примерам приведены в таблице. В примере 1 испытана суспензия Зыряновского г/п как система сравнения с наименьшим значением угла закручивания из всех испытуемых систем (составов). Примеры 2-8 выполнены для определения влияния каждого из компонентов бурового раствора на его характеристики, а также влияния их количественных соотношений. Примеры 3-5 выполнены при использовании арабиногалактана (АГ) в виде порошка, 6-8 - при использовании АГ в виде экстракта. Это сделано для определения возможности или целесообразности использования в буровых растворах концентрированного экстракта АГ.

Пример 9 выполнен с составом бурильного раствора, приготовленного по аналогу, но с использованием Зыряновского г/п.

Анализ данных показывает, что совместное использование АГ и ФХЛС как понизителей вязкости буровых растворов дает возможность снижать значения СНС_1/10 до уровня значений для исходной глинистой суспензии и, соответственно, готовить буровой раствор с оптимальным составом для каждых конкретных условий бурения.

Таблица. Характеристики буровых растворов на основе смеси КМК БУР 1Н, ФХЛС-М и арабиногалактана. № п/п Состав бурового раствора, % на общую массу раствора Угол закручивания ротационного вискозиметра при 600 об/мин, ° CHC_1/10, дПа Прирост CHC_1/10 по отношению к исходной глинистой суспензии, % Показатель статической фильтрации, см³/30 мин (Δp=1 ат) 1 Глинопорошок - 5,5 40 190/288 - -   Вода - 94,5         2 Глинопорошок - 5,5 75 455/634 140/120 6,4   КМК БУР 1Н - 0,5           Вода - 94,0         3 Глинопорошок - 5,5 53 288/409 52/42 7,4   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ порошок - 0,2           Вода - 93,8         4 Глинопорошок - 5,5 49 207/323 9/12 6,8   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ порошок - 0,3           ФХЛС - 0,2           Вода - 93,5         5 Глинопорошок - 5,5 46 213/300 12/4 7,4   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ порошок - 0,2           ФХЛС - 0,2           Вода - 93,6         6 Глинопорошок - 5,5 49 242/369 27/28 6,8   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ(экстракт) - 0,2           Вода - 93,8         7 Глинопорошок - 5,5 50 207/300 9/4 7,6   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ(экстракт) - 0,3           ФХЛС - 0,3           Вода - 93,4         8 Глинопорошок - 5,5 43 178/276 0/0 7,4   КМК БУР 1Н - 0,5           АГ(экстракт) - 0,2           ФХЛС - 0,3           Вода - 93,5         9 Глинопорошок - 8,5           КМЦ - 0,08           ЛСТП - 1,0           Вода - 90,42        

Изобретение относится к технологиям бурения скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, в геологоразведке полезных ископаемых. Технический результат - регулирование реологических характеристик и фильтруемости бурового раствора с учетом характеристик разбуриваемых пород. Глинистый буровой раствор содержит, мас.%: глинопорошок 5,5, карбоксиметилированное вещество 0,5, феррохромлигносульфонат 0,2-0,3, арабиногалактан 0,2-0,3, воду 93,4-93,6, причем в качестве карбоксиметилированного вещества он содержит карбоксиметилированный крахмал в виде товарного продукта Полицелл КМК БУР 1Н, содержащего, в мас.%: 70-75 карбоксиметилкрахмала, 15-18 NaCl и 10-12 гликолята натрия. Изобретение развито в зависимом пункте. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.

1. Глинистый буровой раствор, содержащий глинопорошок, карбоксиметилированное вещество, лигносульфонатный продукт и воду, отличающийся тем, что в качестве карбоксиметилированного вещества он содержит карбоксиметилированный крахмал в виде товарного продукта Полицелл КМК БУР 1Н, содержащего, мас.%: 70-75 карбоксиметилкрахмала, 15-18 NaCl и 10-12 гликолята натрия, в качестве лигносульфонатного продукта - феррохромлигносульфонат, при этом раствор дополнительно содержит арабиногалактан, а в расчете на общую массу раствор содержит, мас.%: 5,5 глинопорошка, 0,5 КМК БУР 1Н, 0,2-0,3 феррохромлигносульфоната, 0,2-0,3 арабиногалактана, 93,4-93,6 воды.

2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве глинопорошка он содержит глинопорошок, приготовленный из обожженной и измельченной глины Зыряновского месторождения.