Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

1 Изобретение относится к бурению скважин, в частности к буровым растворам, предназначенным для вскрытия продуктивных пластов с сохранением их проницаемости. Известно применение Для вскрытия продуктивных пластов с нopмaJiьным и аномально высоким пластовым давлением бурового раствора, содержащего глинопорошок, полимерный реагент, ПАВ, бурьй уголь, смесь нафтената алюминия с нефтью, барит и воду Cl i Недостатком этого раствора является то, что он приводит к значитель ному снижению естественной проницаемости продуктивных пластов, особенно в условиях трещинных коллекторов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту является буровой раствор {.2, содержащий, мас.%: Сапропель 4-6 Гидроксид натрия 3-5 ПАВ0,5-1,5 ВодаОстальное Недостатком известного раствора является то, что он имеет низкую плотность, не превьшающую 1,03 г/см в результате чего без дополнительной обработки не может быть использован для вскрытия продуктивных пластов даже с нормальными пластовыми давлениями. Образуемая, этим раствором фильтрационная корка трудно разрушается при солянокислотных обработках продуктивных пластов, что снижает их проницаемость. Кроме того, при концентрации сапр пеля в этом растворе меньше 6% резко ухудшаются структурно-механические и фильтрационные характеристики системы. При 4%-ной концентрации сап ропеля увеличивается фильтрация и проницаемость корки, а СНС снижается до нуля. Цель изобретения - повышение качества раствора за счет повьшения его структурно-механических свойств и степени разрушаемости фильтрационной корки раствора после обработки продуктивных пластов соляной кислотой. Поставленная цель достигается тем что в буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, содержащий etтественньй органический сопропель, ГИДРОКСИД натрия и воду, дополнитель но вводят водный насьш енный раствор хлорида натрия и горючие сланцы при 22 следующем соотношении компонентов, мас.%: Естественный органический сапропель Гидроксид натрия 30-10Горючие сланцы Водный насьш1енный раст-: Остальное вор хлорила цатрия Предлагаемый буровой раствор содержиу горючие сланцы удельного веса 1,7 г/см Кашпирского месторождения, которые вследствие своей низкой калорийности (меньше 1500 ккал/кг) являются отходом энерго-технологического производства и складируются в терриконах. Ниже приведена характеристика горючих сланцев Кашпирского месторождения:С орг. общ. Выход гзгминовых кислот на ОВ, % Элементньш состав гуминовых кислот, % С Остальное до 100 Выход битумоида на ОВ, % Как видно из приведенных данных, на долю органического вещества (ОБ), которое является основным структурообразующим фактором дисперсных систем, в Кишпирских сланцах приходится около 30%. Наличие в сланцах органического вещества, в том числе гуминовых соединений, являю.щихся эффективными стабилизаторами дисперсных систем, способствует улучшению структурно-механических и фильтрационных свойств сапропелевых буровых растворов. Б состав битумной части сланцев, входят кислоты с большим молекулярнь,м весом ( ; и др.;. .при омылении тидроксидом натрия кислоты переходят в продукты замещения водорода их функциональных групп натрием. Получаемые мыла обладают свойствами поверхностно-активных веществ и способствуют равномерному распределению всех компонентов бурового раствора, улучшая его структуру. В результате этого, по сравнению с прототипом отпадает необходимость

в дополнительном введении в буровой раствор ОП-10 в качестве ПАВ.

Химический состав золы сланца следуюпщй: SO; 13,2j SiO 13,4; AlgOj 4,0; 4,6; CaO 50,9; MgO 1,8; 0,6, KjO 0,6i остальное до 100.

Наличие в составе сланца тонкодисперсных частей карбонатов и алюминатов также способствует образованию устойчивых коллоидно-дисперсных структур и обеспечивает хорошие коркообразующие свойства.

Таким образом, в силу своего химического строения горючие сланцы, введенные в сапропелевый буровой раствор, не являются инертным наполнителем, а непосредственно участвуют в образовании пространственных коллоидно-дисперсных структур, что указывает на их явное преимущество перед другими видами утяжелителей.

Основная часть минеральной составляющей сланца приходится на долю карбонатов, способных полностью растворяться в соляной кислоте. В результате чего малопроницаемая фильтрационная корка, образованная на стенках скважины, может быть разрушена при солянокислотной обработке.Увеличение проницаемости корки происходит также и за счет разрушения органической составляющей как сланца, так и сапропеля под воздействием гипергенных процессов.

Наличие соленых пластовых вод, а также пропластков соли, зачастую встречаемых при вскрытии продуктивной толщи, предъявляет осббые требования к буровым растворам. В таких условиях вскрытие продуктивных пластов ведут на минерализованных буровых растворах. Исходя из зтого для приготовления сапропелевых суспензий используют насыщенный по NaCl минерализованный раствор. Для выявления оптимального соотношения компонентов данного раствора исследованы его технологические, коркообразующие и фильтрационные свойства при различном соотношении компонентов.

Составы испытываемых растворов приведены в табл. 1.

Таблица 1

БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРНТР1Я ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий естественный органический сапропель. гидроксчд натрия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества раствора за счет повьшения его структурно-механических свойств и степени разрутааемости фильтрационной корки раствора после обработки продуктивных пластов соляной кислотой,в раствор дополнительно вводят водный насьвценный раствор хлорида натрия и горючие сланцы при следующем соотношении компонетов, мас.%: Естественный органический сапропель .3-6 Гидроксид натрия 2-5 Горючие сланцы10-30 Водный насыщенный раствор, хлорида натрия Остальное (П

Органический сапропель

1

2 30

40

57

65

Исследование технологических свойств буровых растворов проводят на стандартных приборах по Общепринятым методикам. Коркообразуюпше и фильтрационные свойства изучают вакуумным способом. При этом измеряют толщину сформировавшейся корки и ее фильтрационные- свойства до и после воздействия 12%-ной соляной кислотой

Технология приготовления бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов заключается в следующем.

5 5

20

15 10

76 79

73

83

В насьш(енный по NaCl минерализованный водньй раствор плотностью 1,2 г/см вводят расчетное количество гидроксида натрия. При перемешивании добавляют органический сапропель. Для диспергирования частиц сапропеля суспензия перемешивается в течение 1,5-2 ч на диспергаторе типа Воронеж. Не прекращая перемешивания, в раствор вводят горючие сланцы и доводят плотность раствора до заданной величины. Диспергирование частиц

сланца в растборе ведут в течение 30 мин.

П р и М е р. В 390 мл насыщенного водного раствора NaCl плотностью 1,2 г/см (65%) вводят 12 г (2%) гидроксида натрия При перемешивании добавляют 18 г (3%) органического сапропеля. Суспензию диспергируют , в течение 2 ч. Далее при перемешивании

Как видно из приведенных данных, все исследованные растворы имеют низкую фильтрацию и образуют тонкую малопроницаемую корку, которая при воздействии соляной кислоты разрушается.

Наилучшими структурными и вязкостными характеристиками обладают раст- воры 3, 4 и 5. Увеличение содержания в исследуемом растворе горючих сланцев до 40% (состав 1) приводит к. значительному снижению подвижности раствора (УВ 100 с-, СНС 8,3/14, 1 Па). Увеличение содержания сапропеля более 6% (состав 7) при небольшом содержании сланцев (5%) также приводит к снижению подвводят 180 г (30%) сланца. Диспергирование частиц сланца в растворе проводят в течение 30 мин. Остальные составы, приведенные в табл. 1, гото вят аналогичным образом.

Технологические, коркообразующие и фильтрационные свойства исследованных буровых растворов приведены в табл. 2.

Таблица 2

вижности раствора, а плотность его при этом меньше, 1,3 г/см (УВ 85 С-, 6,0/9,5 Па).

Для получения сапропелевых буровых растворов плотностью меньше 1,28 г/см (см. табл. 2) следует снижать степень минерализации водной фазы, при этом структурно-механические и фильтрационные свойства регулируются соответствующей добавкой горючих сланцев.

Технологические и фильтрационные параметры предлагаемого бурового раствора сравнивают с аналогичными параметрами известных растворов (табл. 3).

Таблица 3