Малоглинистый буровой раствор Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

ч1

СО 1C

ю

Изобретение относится к нефтяной промьшшенности, в частности к составам термостойких неминералиэованных и минерализованных малоглинистых буровых растворов, содержащим в каче стве понизителя водоотдачи карбоксиметилцеллкшозу (КМЦ),

Известен буровой раствор Tlj содержащий глину, воду, КЩ н ингибиторы, в качестве которых используется карбамид и ингибитор, выбранный из группы, бура, этаноламин, фенол, силикат натоия, при следую-, щем соотношении инградиентов,вес.%:

Глина3-30

КЩ0,3-2,5

Карбамид 0,3-2,5

Ингибитор,

выбранный из

группы:

Бура 0,3-2,1

Этаноламин 0,5-2,5

Фенол 0,3-2,5

Силикат

натрия 2,0-5,0

Однако термостойкость таких систем достигает только до 240-2бОс.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является малоглинистый буровой раствор, содержащий глину, воду, КМЦ и ингибиторы ее термоокислительной деструкции - буру и ионол 2.

.Термостойкость зтого раствора достигает 250-275°С, однако при содержании бентонита 5г/100 мл предельное напряжение сдвига после прогрева раствора равно нулю и, кроме того, возрастает водоотдача и снижается плотность.

Целью изобретения является повышение структурно-механических свойств раствора при сохранении его термостойкости до 250-275 С.

Поставленная цель достигается тем, что малоглинистый буровой раствор, содержащий бентонитовую глну, воду, карбоксиметй41целлюлозу и ионол, дополнительно содержит силикат натрия или калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бентонитовая глина 3-5

Карбоксиметилцеллюлоза0,8-2,5

Силикат натрия или

калия2,8-7,0

Ионол0,2-1,0

ВодаОстальное

Буровый раствор приготавливают следующим образом.

В воду вводят 1% силиката натрия или калия и расчетное количество бентонита и тщательно перемешивают. Затем в полученную суспензию добавляют, расчетное количество КМЦ, ионола, оставшуюся часть силиката натрия или калия и воду и все тщательно перемешивают, после чего буровой

раствор готов к использованию, утяжелс нию, засолонению и т.д.

Пример. ВО,5л воды вводят 5 г силиката натрия или калия, 50 г бентонита и перемешивают 1ч. Затем добавляют 8 г КМЦ-85/700,

2г ионола, 23 г силиката натрия или калия, воду до 1,0 л и перемешивают еще 0,5-1,0 ч. Показатели приготовленного малоглинистого бурового раствора, измеренные до и после термостатирования, представлены в табл. 1 (раствор №7),,

При добавлении к малоглинистому буровому раствору, стабилизированному КМД-85/700, 2,8-7,0% силиката натрия или калия и 0,2-1,0% ионола (сочетание которых проявляет синергетический эффект ингибирования), обеспечивается термостойкость неминерализованных малоглинистых буровых растворов до , а сильноминерализованных - до в течение двух и более часов табл. 1 .

., Как следует из данных табл. 1 уменьшение предлагаемой концентрации ингибиторов не обеспечивает получение малоглинистого бурового раствора с указанной термостойкостью, а увеличение ионола практически не способствует повышению термостойкости, а силиката натрия или калия - даже к снижению термостойкости. Уменьшение количества бентонита до 2,0% хотя и сохраняет термостойкость системы, однако предельное СНС системы после термостатирования становится равным нулю. Применение КМ со степенью Полимеризации менее 650, например КМЦ-бОО, даже при больших добавках не обеспечивает указанной термостойкости.

В табл. 2 приводится сравнительный анализ данных по показателям предлагаемого бурового раствора и протЬтипа. Из данных табл. 2 видно, что предлагаемый буровой раствор при содержании 3 и 5 г/100 мл бентонита до и после термостатирования при 250-275 с имеет приемлемые значения структурно-механических, вязкостных и фильтрационных показателей даже при содержании бентонита

3г/100 мл.

Для известных малоглинистых буровых растворов даже при содержании бентонита 5 г/100 мл предельное напряжение сдвига после прогрева раствора равно нулю, хотя остальные показатели сохраняются в приемлемых пределах. При содержании бентонита 3 г/100 мл, кроме того9 возрастает водоотдача (12 см )и снижается плотность после прогрева (до 1,25

Низкое содержание бентонита в предлагаемом растворе обеспечивает повышение технико-экономических показателей бурения.

31073272

Предлагаемый малоглинистый буро-ход 1СМЦ и бентонита и уменыигиотся йЬй раствор обладает регулируемымитрудозатраты на приготовление и овструктурно-механическими, вязкостны-работку бурового раствора при буреми и фильтрационными свойствами.ним глубоких и сверхглубоких скваПри применении его снижается рас-жин,

.

Т а б л и ц а 1

МАЛОГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий бентонитовую глину, воду, карбоксиметилцеллюлозу и ионол, отличающийся тем, что, с целью повЕлиения структурно-механических свойств раствора при сохранении его термостойкости до 250-275°С, раствор дополнительно содержит силикат натрия или к;ишя при следующем соотношении компонентов, 3-5 Бентонитовая глина Карбоксиметилцеллю0,8-2,5 лоза Силикат или 2,8-7,0 калия Ионол ,.2-1,0 Вода остальное

Бентонит5,0

1СМЦ-85/7000,8

ВодаОстальБуровой раствор №12

Силикат натрия2,8 Буровой раствор №1

Силикат калия7,0

Буровой раствор 10,2

Ионол .0,2 Буровой раствор №1

Ио нол1,0 Буровбй раствора N 1

Силикат калия1/4

И онол0,1 Буровой раствора № 1

Силикат калия2,8

Ионол0,2 Буровой раствора № 1

Силикат натрия7,0

Ионол1,0 Буровой раствора № 1

Силикат калия10,6

-Ионол1,5

Бентонит3,0

0

КМЦ-85/1000,8

Силикат натрия4,2

2,0 8,9 14/22 1,03 7,4 ное

2,0 9,8 29/51 1,05 9,8

2,0 11,2 38/71 1,07 10,9

2,0 9,0 16/22 1,03 7,5

2,0 9,1 17/24 1,04 7,6

2,0 9,1 21/33 1,04 8,9

2,0 10,2 30/54 1,05 9,8

2,0 11,4 4.1/69 1,08 10,9

2,5 16,8 70./118 1ДО 11,3

2,5 8,2 9/14 1,04 10,4 11 Бентонит КМЦ-85/100 Хлорид натрия Вода Остальное 12Буровой раствор 1 7,0 Силикат натрия 13Буровой раствор №.11 10,5 2,5 Силикат калия 14Буровой раствора №11 Ионол 15Буровой раствора № 11 Силикат калия 16Буровой раствора № 1 Силикат калия Ионол 17Буровой раствора № 11 силикат натрия Ионол 18Бентонит КМЦ-85/700 Силикат калия Ионол Барит ОСТсШЬВода4,0 2,5 .19 Бентонит КМЦ-85/700

Продолжение табл. 1 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 13,2 0/3 1,24 7,3 17,6 21/36 1,27 9,9 28,4 34/61 1,29 10,6 13,6 0/3 1,24 7,5 14,9 13/20 1,25 9,2 17,8 24/36 1,28 10,7 18,1 25/36 1,28 10,8 21,3 28/46 1,47 10,7 19,1 39/61 1,79 10,6

Компоненты бурового

Раствор,

№ раствора

Хлорид натрия

Силикат натрия

Ионол

Барит

Вода

0 Бентонит

1СМЦ-85/700 Силикат калия Ионол Вода

21 Бентонит

i

КМЦ-85/600 Силикат натрия Ионол Вода

40 5,1 0,0

№1 9,0 7,6 17/27

№ 1 8,0 8,5 24/38.

36,00 т.к. 210

Продсхпжение табл. 1

Показатели бурового раствора

ло термостатирования

ЮГюо снСуло, Л Г g

В см

рн м с 1мгс/см г/см

ь3/5

2,5 8,1

1,05 10,6 ое

9,8

2,0 7,8 10/18 1,03

Продолжение табл. 1

1,02 .6,6 190

2 2

1,07 9,3 230

Буровой раствор № 1

22,00 5,9. 0,0

Ионол

Буровой раствор № 1

9,0 5,9 0,0

Ионол

Буровой раствор № 1

Силикат калия

Ионол

Буровой раствор № 1

Силикат калия

И онсл

Буровой раствора № 1

Силикат натрия

Ионол

Буровой раствора № 1

J-

Силикат калия

Ионол

0

Бентонит

К14Ц-85/700

Силикат натрия

Ионол

Вода

1

Бентонит

КМЦ--85/700

Хлорид натрия

Вода

Ч

Буровой раствор г 1

2 Силикат натрия Буровой раствор № 11

3 Силикат калия ,

Продолжение табл. 1

1,03 6,6 210

1,03 7,0 215 Буровой раствор № 11 14,0 Буровой раствор № 11 8,5 Силикат калия Вуровой раствор № 1 6,0 Силикат калия 9,5 И онол Буровой раствор № 11 6,0 Силикат натрия Ионол Бентонит КМЦ-85/700 Силикат калия Бентонит КМЦ-85/7дО Хлорид натрия Силикат натрия 41ОНОЛ Вода , Бентонит КМ -85/700 Силикат калия

Продолжение табл. 1 6,2 О/О8,2 8/13 8.89/13 6.96/10 9,0 9/13 7,3 7/10 14,1 16/26 9/13 11,4 27/40 8,1 21/36 9,5- 5,0 О/О 1,23 6,8 1,25 8,4 1,289,5 1,288,8 1,289,6 1,288,8 1,479,6 1,458,9 1,79 9,5 1,78 8,8 1,04 8,5 По Компоненты бурового Раствор, раствора п 21 Бентонит 12,0 5,4 О/О КМЦ-85/600 Силикат натрия. Ионол Вода Примечание:

Компоненты бурового

Содержарастворание комнентов, Бентонит 1СМЦ-85/700 Силикат калия Оста ное Бентонит 5,0 (протоКМЦ-85/700тип ) Оста ное Бентонит 5,0 КГ4Ц-85/700 Хлорид натрия Силикат натрия Оста ное

П)родолжение табл. 1

260

Таблица

Показатели бурового раствора до термостатирования %

,,

рН

100

21 г/см

МГС/см 1. КМЦ-85/700 - из промышленной партии с характеристиками , СЗ 82,6, содержание, %: эфир 51,3, гель-фракция 3,9. 2. Силикат натрия или калия, модуль соответственно 2,84 и 2,80, плотность 1,4 г/см. Темперабурового раствора тура тертермомостатистатиостатированиярования , °С сне -1/10, МГС/см 1,02 8,3 0/54 1,05 9,8 4/22 1,04 9,9 4/36 1,28 10,7

Силикат калия

Ионол

Вода

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2.