Буровой раствор на углеводородной основе Советский патент 1985 года по МПК C09K7/06 

Изобретение относится к нефтян и газовой промьшшенности, в частности к буровым растворам на углеводородной основе, применяемым для промывки скважин при бурении сложных геологических условиях. Цель изобретения - улучшение структурно-механических характери тик, снижение вязкости утяжеленны буровых растворов на.углеводородной основе и уменьшение расхода П Поставленная цель достигается тем, что в буровой раствор на угл водородной основе, содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, ПАВ, глину, высокодисперсные окси ды железа и барит, в качестве ПАВ в раствор вводят композицию следующего состава, мае. %: Алкилбензолсульфонатнатрия (сульфонол) 16,00-18,52 Окисленный 30,03-32,75 петролатум Хлористый 2,50-2,90 кальций 16,00-18,52 Дизельное Остальное , топливо причем компоненты раствора взяты в следукяцем соотношении, мае. %: Дизельное 21,53-32,15 топливо Высокоокис1,33-3,64 ленный битум Негашеная 1,60-4,09 известь 0,52-1,32 Вода 0,74-1,93 Глина , 0,74-0,35 Композиция ПАВ Высокодисперсные оксиды же2,27-8,82 леза Барит Остальное В качестве высокодисперсных оксид железа могут применяться реагенты нейтрализаторы сероводорода: 30 Ж отход химических производств, содержит до 95-96 мае. % Fe,04; ЖСотход металлургических производст содержит 95% (212321.001 ТУ СНУД - природный магнетит , подвергнутый дополнительному помо 902 глина представляет собой бентонитовый глинопорошок (немодифицированный) - ТУ-39-043-74. Приготовление композиции ПАВ осуществляют в следующем порядке. Навеску алкилбензолсульфоната натрия (сульфонола НП-3) растворяют в воде, добавляют навеску хлористого кальция, перемешивая и нагревая раствор рт 50 С в течение 1 ч. Затем вводят дисперсию окисленного петролатума в дизельном топливе (1:1 - реагент СМАД-1) и перемешивают на высокооборотной мешалке (3000 об/мин) в течение 1ч. Пример 1.25г сульфонола НЦ-3 растворяют в 25 г воды, добавляют 4 г хлористого кальция, затем вводят 100 г дисперсии окисленного петролатума (50 г) в дизельном топливе (ДЛ 50 г). Смесь тщательным перемешиванием доводят до однородного состояния. Состав полученной композиции: мае. % Алкилбензолсульфонат натрия (сульфонол) Вода Хлористый кальций Окисленный петролатум Дизельное топливо В табл. 1 приведены различные составы композиций ПАВ. Влияние состава композиции на свойства растворов приведено в табл. 2. Из табл. 1 и 2 видно, что увеличение содержания сульфонола и воды в композиции ПАВ за указанные пределы концентрации (состав 4) приводит к расслоению образующейся эмульеии (p 0). Это еказывается на технологичноети применения композиции при обработке растворов (нельзя применять без предварительного перемешива:ния) и снижается эффективность ее действия (ем.табл. 2). Увеличение концентрации окисленного петролатума (СМАД-1) в композиции ПАВ (состав 5) также уменьшает эффективность ее, так как приводит к увеличению вязкости и структурномеханических свойств раствора.

3

Приготовление бурового раствора осуществляют в следующем порядке (методика): в 2/3 рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании вводят битум, негашеную известь и воду (расчетное количество на гашение извести). По окончании реакции гашения извести (полного связывания воды) в систему ввдят бентонитовый глинопорошок. В результате гашения извести смесь разогревается, что вызьшает глубокое диспергирование битума, омылений кислых составляютщх углеводородных компонентов и гидрофобизацию частиц гидроокиси кальция и глны асфальтосмолистыми веществами. Затем вводят оставшееся количество дизельного топлива, требуемое количество реагента нейтрализатора, барит до необходимой плотности и обрабатывают раствор композицией ПАВ. Смесь тщательным перемешиванием доводится до однородного состояния.

Пример 2. В 170,86 мл дизельного топлива (/ 840 кг/м) вводят 13,3 г битума, 16,0 г негашеной извести и 5,2 мл воды и перемешивают до полного гашения извести. В горячий концентрат вводят 7,4 г,глины. После перемешивания добавляют 85,43 г дизельного топлива, 22,7 г реаге нта нейтрализатора и ЖС-7, 712,7 г берита и 7,4 г композиции ПАВ, после чего раствор перемешивают не менее 1 ч и он готов к применению.

Буровой раствор имеет следующий состав, мае. %:

Дизельное

топливо21,53

Высокоокисленный битум1,33

Негашеная известь1,60 Вода 0,52 Глина 0,74 Композиция ПАВ 0,74 ЖС-7 2,27 Барит 71.27 (см. раствор 9 в табл. 3).

С целью повьш1ения эффективности действия композиции ПАВ при утяжелении РУО (снижение вязкости, улучшение структурно-механических свойств) приготовление буровог раствора осуществляют в следующем

98090

порядке (методика): в часть (1/3) рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании последовательно вводят битум, негашеную известь и воду (расчетное количество на гашение извести). По окончании реакции гашения извести в систему вводят бентонитовый глинопорошок и тщательно диспергируют. В оставшуюся (остальную) часть дизельного топлива вводят при перемешивании композицию ПАВ, реагент нейтрализатор и барит до необходимой плотности. Смесь тщательным перемешиванием доводят до однородного состояния. Готовую баритовую пульпу (.р 2300-2500 кг/м) вводят в приготовленный известково-битумный концентрат и тщательным перемешиванием

20 доводят до однородного состояния. Пример 3. В 85,43 мм дизельного топлива (р 840 кг/м) вводят 13,3 г битума, 16,0 негашеной извести и 5,2 мл воды и перемешивают до полного гашения извести. В неостывшую смесь.вводят 7,4 г глины. Известково-битумный концентрат тщательно перемешивают и добавляют в него баритовую

3Q пульпу, приготовленную следующим об-, разом. В оставшуюся часть дизельно го топлива 170,81 ип вводят при перемешивании 7,4 г композиции ПАВ 22,7 г реагента нейтрализатора и 712,7 г барита. Раствор пере35мешивают не менее 1 ч и он готов к применению. .

Буровой раствор имеет следзпощий состав, мае. % (раствор 9 табл.3)

40

Дизельное топливо 21,53

Высокоркисленный

битум1,33

Негашеная из., весть1,60

Вода0,52

Гшина0,74

Композиция ПАВ0,74

ЖС-72,27

Барит71,27

В табл. 3 приведены различные составы предлагаемого бурового раствора и прототипа.

Показатели свойств различных сосг 55 тавов буровых растворов приведены в табл. 4.

Из табл. 3 и 4 видно, что выход за пределы указанных концентраций

51

битума, извести, глины, композиции ПАВ приводит к увеличению вязкости структурио-механических характеристик и седиментационной неустойчивости раствора. Предлагаемый буровой

tif%

раствор (9 и 9 ), приготовленный по методикам и , обладает меньшими значениями вязкости и структурно-механических свойств

980906

по сравнению с прототипов 8, ,

V V10 . эффективность действия композиции ПАВ вероятно обеспечивают образукнциеся при ее приготовлении 5 углеводородорастворимые ПАВ (сульфонаты кальция и др.), что подтверждается данными ИК-спектроскопии и другими физико-химическими методами исследований.

Таблица 1

БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, поверхностно-активное вещество ПАВ, глину, высокодисперсные оксиды железа и барит, отличающийся тем, что, с целью улучшения структурномеханических характеристик раствора, снижения его вязкости и уменьшения расхода ПАВ, в качестве ПАВ в раствор вводят композицию следующего состава, мае. %: Алкилбензолсульфонат 16,00-18,52 натрия 16,00-18,52 Вода Хлористый 2,50-2,90 кальций Окисленный 30,03-32,75 петролатум Дизельное Остальное топливо причем компоненты раствора взяты в следующем соотношении, мае. %: Дизельное 21,53-32,15 топливо Высокоокислен1,33-3,64 ный битум Негашеная 1,60-4,09 известь Р Вода 0,52-1,32 СХ) 0,74-1,93 Глина Высокодисперсо о ные оксиды 2,27-8,82 железа Композиция указанного 0,74-0,35 состава Барит Остальное

Композицию вводят в раствор 1.

Таблица2

У р-ров I О определить параметры на ВСН-ЗМ не представилось возможным, р- плотность, Ф - фильтрация, 2uj- вязкость, в-предельное динамическое напряжение сдвига, в - предельное статическое напряжение сдвига.

10

198090 Таблица 4