Способ обработки глинистых буровых растворов Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин в частности к буровым растворам, используемым при бурении глубоких скважин. Известен способ обработки бурового раствора хлористым кальцием, при котором достигается упрочнение фильтрационной глинистой корки Г13 Недостатком этого способа является значительный расход дорогосто щих химических реагентов-стабилиза торов. Известен также способ обработки буровых растворов порошкообразным полиэтиленом, вводимым в виде сусп зии его в соляровом масле в количестве 1-2% (в пересчете на сухое вещество) от веса бурового раство ра 2 L Однако при этом прочность глинистой корки и ее контакта с цемен ным камнем мала. Цель изобретения - повышение прочности глинистой корки и ее кон такта с цементным камнем. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки глинистых буровых растворов путем введения суспензии порошкообра ного полиэтилена в нефтепродукте порошкообразный полиэтилен вводят в количестве 3-4% (в пересчете на сухое вещество) от веса бурового раствора при соотношении поли этилё на и нефтепродукта 1,:(3-6), Соотношение масс полиэтилена и лярового масла (нефти) в смеси выб рается , исходя из необходимости получения седиментационноустойчиво го состава с сохранением его текучести. Допустимые пределы соотношения полиэтилен:нефтепродукт зависят от вязкости масла или нефти и дисперсности полиэтилена и равны 1:(3-6).: Способ реализуется вне зависимо ти от типа бурового раствора, т.к. полиэтилен индеферентен к химической обработке растворов. Пример 1. При достижении скважинной глубины, на которой температура превышает , в циркулирующий хлоркалиевый буровой раствор начинают вводить нефть совместно с полиэтиленом. Для этого нефть прокачивают насосом через эжекторный смеситель - гидроворонку со скоростью 10 л/с. Одновременно в гидроворонку засыпают порошок п($ лиэтилена со скоростью 2 кг/с. При объеме бурового раствора 200 мЗ обработку ведут в течение .кратного числа циклов циркуляции перекачиваеьюго бурового раствора. Пример 2. Для первичных и повторных обработок бурового раствора смесь полиэтилена и солярового масла можно готовить в глиномешалке, к которой проведен трубопровод от емкости с соляровым маслом. При наличии забойной температуры выше 130°С в работающую глиномешалку непрерывной струей подается соляровое масло с расходом 20 л/с, туда же со скоростью 5 кг/с засыпается порошок полиэтилена. Одновременно производится слив получаемой смеси в циркулирующий буровой раствор (естественнонаработанныйJ нефтеэмульсионный). Регулируя скорость слива смеси или подачи компонентов, устанавливают динамическое равновесие уровня в мешалке. При объеме обрабатываемого бурового раствора 150 м в него вводится 18-24 мсмеси за время, кратное продолжительности цикла циркуляции. Пример 3. Смесь готовится в 11 м гидромешалке. Для этого в гидромешалку заливают 8 м нефти, засыпают 2 т полиэтиленового порошка и перемешивают 15-20 мин. При включенной гидромешалке смесь из нее перекачивают в циркулирующий буровой раствор за время одного или двух циклов циркуляции раствора. Во время следующего цикла циркуляции готовят вторую порцию смеси, которую начинают вводить в момент начала очередного цикла за то же время. Суммарный объем введенной в буровой раствор составляет 12-16% от объема последнего. Эффективность настоящего способа определяется в лабораторных услови Суспензию полиэтилена готовят путем смешивания порошкообразного полиэтилена с соляровым маслом или нефтью в соотношении 1:5, для чего готовят буровой раствор состава, %: Бентонитовый 1линопорошок8Метас (в пересчете на сухое) 0,3 0,09 Каустическая сода Остальное Вода Раствор делят на 6 проб. Первую пробу обрабатывают соляровым маслом, остальные пять суспензией полиэтилена в соляровом, масле в количествах в расчете на полиэтилен соответственно, %: 1; 2; 3; 4;5. Содержание солярового масла во всех пробах одинаково. На усовершенствованном приборе для замера показателя фильтрации (водоотдачи) буровых растворов, сконструированного во ВНИИКРнефти при т. 150°С и прочих равных условиях, формируют фильтрационные глинистые корки всех шести проб. Затем поверх них заливают цементный раствор. После 24 ч затвердевания цементного камня в водной среде при определяют давление, при котором происходит гидроразрыв системы по глинистой корке или ее контакту с цементным камнем (Р).

На чертеже показана зависимость цавления гидропрорыва по глинистой корке и ее контакту с цементным камнем (Р) от содержания полиэтилена в буровом растворе (С).

Из чертежа видно, что при добавках полиэтилена 3-4% достигается значительное упрочнение корки и ее контакта с цементным камнем.

Это объясняется тем, что при формировании глинистой корки расплавленный полиэтилен заполняет пространство между глинистыми частицами, образуя структуру, которая, видимо, приобретает сплошность при добавках полиэтилена 3-4%. При увеличении концентрации полиэтилена выше 4% рост прочности корки и ее контакта замедляется. Принимая значение Р, соответствующее концентрации полиэтилена 4%, достаточным для потребностей практики, большие

добавки считаем нецелесообразными.

Показатели гидропрорыва в системе глинистая корка - цементный камень после добавки 4% полиэтилена в виде суспензии приведены в таблице.

10

15

Как видно из таблицы, добавки полиэтилена в виде суспензии как в сол:яровом масле, так и в нефти оди20наково повышают прочность глинистой корки и ее контакта с цементным камнем.

Использование предлагаемого спосо25 ба обработки буровых растворов уменьшает вероятность гидропрорыва в за- . цементированном кольцевом пространстве скважин, т.е. повышает надежность их крепи. Это уменьшает затраты на повторные изоляционные работы.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ путем введения суспензии порошкообразного .полиэтилена в не({)тепродукте, о т л ичаюигийся тем, что, с целью повышения прочности глинистой корки и ее контакта с цементным камнем, порошкообразный полиэтилен вводят в количестве 3-4% (в пересчете на сухое вещество) от веса бурового раствора при соотношении полиэтилена и нефтепродукта 1: