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

ю го

00 1 Изобретение относитсй к нефтяной промышленности и может быть испс пьзо вано при бурении нефтяных и газовых скаважин, в том числе при вскрьиии продуктивных отложений, а также при глушении скважин для проведения подземного капитального ремонта. Известе(ч состав безглинистог.о бурового раствора, содержащий хлористый алюминий, нефть, карбоксиметилцеллюлозу, каустическую соду, хлорис тый магний и воду Cl 3Недостатками этого раствора являются наличие в составе раствора нефтепродукта, что делает невозможным его применение при бурении разведочных скважин, поскольку искажается ин терпретация геофизических исследований (применение нефтепродукта повышает пожароопасность и не отвечает требованиям охраны окружающей среды) высокие величины структурно-механических показателей, что ухудшает очистку раствора от частиц выбуренно породы и условия работы долот ив целом обуславливает резкое снижение скорости бурения скважины, относител но высокая плотность раствора, н.е позволяющая использовать его при бурении скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор, содержащий с целью снижения фильтрационных и ре логических показателей, а также для осаждения выбуренной породы полиак.риламид от 0,001 до десятых долей процента от объема раствора и воду С2 1 Недостатками этого раствора являются низкое качество - высокий показатель фильтрации, низкая удерживающая способность, низкий диапазон изменения плотности, низкие смазочны и противоизносные свойства; низкая сероводрроднейтрализующая способност подверженность полиакриламида микробиологической деструкции, вызывающей резкое снижение качества раствора. Цель изобретения - повьш1ение сер водороднейтрализующей способности, смазочных и противоизносных свойств при одновременном снижении фильтрационных свойств и повьшении удерживающей способности раствора. 812 Поставленная цель достигается тем, что безглинистый буровой раствор, содержащий полиакриламид и воду, дополнительно содержит сульфат алюми- . ния и фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Полиакриламид 0,05-0,20 Сульфат алюминия 1-25 Фтористый натрий 0,25-10,00 ВодаОстальное Пример 1. В 500 см воды при перемешивании вводят 2 г порошкообразного полиакриламида (ПАА) и перемешивание продолжают в течение 30 мин до полного растворения ПАА. Затем вводят также при перемешивании 250 г сульфата алюминия JJ, Ю г фтористого натрия, затем доводят объем раствора водой до 1000 см и перемешивают еще 10-15 мин. Во. время приготовления раствора необходимо контролировать рН - через 20 мин после введения сульфата алюминия (в зависимости от концентрации соли он равен 3-5) и после введения фтористого натрия. Последний вводится В количестве, обеспечивающем рН равным 6,5-7. Фтористый натрий является в какойто степени токсичным веществом, но в растворе он взаимодействует с сульфатом алюминия, образуя комплексное соединение , нетоксичное и нерастворимое в воде. Количество фтористого натрия вводят в стехиометрическом соотношении с сульфатом алюминия, так как избыток ведет к частичному растворению структурообразующей гидроокиси алюминия образуемой при взаимодействии ПАА с сульфатом алюминия и, как следствие, к резкому снижению качества бурового раствора - росту фильтрации. Свойства предлагаемого бурового раствора с различным содержанием компонентов приведены в таблице. В экспериментах используют два типа буровых растворов: в примере 1 - растворы, приготовленные на пресной воде в примере 2 - растворы, приготовленные на минерализованной (пластовой) воде плотностью 1,1Д г/см, отобранной из скважины Арланского нефтяного месторождения. Для сравнения также готовят известные растворы. Как следует из данных таблицы, предлагаемый безглинистый буровой раствор обладает более высокими смазочными (на 35-53%) и противоизносными (на 19-41%) свойствами по сравнению с -прототипом. Важньм преимуществом предлагаемого бурового раствора является также высокая,поглотительная способно,сть по отношению к сероводороду, которая в 2,8 6 раз вьппе, чем у прототипа. У предлагаемого раствора более ш рокий диапазон изменения плотности (1,01-1,28 г/см), чем у прототипа. Кроме того, раствор обладает значительно меньшими величинами фильтрации и большими величинами статического напряжения сдвига, которые пра тически не изменяются под действием минерализованной среды. Оценка смазочных и противоизносных свойств производится с помощью прибора Тимкена (фирмы Бароид). M тодика работы на данном приборе пре дусматривает определение величины с лы тока, которая пропорциональна ко эффициенту трения при взаимодействи ПОД определенной нагрузкой металлической пары (вращающегося кольца и неподвижной призмы) в среде испытьшаемого раствора. Чем меньше сила тока (коэффициент трения), .тем лучше смазочные свойства бурового раствора. Противоизносные свойства оцениваются по величине площади пятна износа, образуемого на Грани стальной призмы в результате его контакта с вращакяцимся кольцом. Площадь пятна износа определяется с помощью микроскопа, имеющего окуляр с делительной линейкой. Определение Поглотительной способности по отношению к сероводороду проводят согласно известной методике иодометрического химического анализа. Таким образом, основными преимуществами предлагаемого безглинистого бурового раствора перед известным являются обеспечение более высокой сероводороднейтрализующей способности, высоких удерживающей способности, смазочных и противоизносных свойств, низких величин показателя фильтрации.

БЕЗГЛИНИСТЫЙ -БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий полиакриламид и воду, отличающийся тем, что, с целью повьвпения его сероводороднейтрализующей способности, смазочных и противоизносных -свойств и удерживающей способности, раствор дополнительно содержит сульфат алюминия и фтористый натрий при следующем соотмас.%: ношении компонентов. 0,05-0,20 Полиак риламид 1-25 Сульфат алюминия 0,25-10,00 Фтористый Остальное Вода