Буровой раствор Советский патент 1986 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к промывке ствола скважины и вскрытию продуктивных горизонтов, содержащих сероводород.

Известны буровые растворы, содержащие различные нейтрализующие сероводород добавки на основе оксидов железа - оксид железа айронайт спандж.

Известны буровые растворы, содержащие ЖС-7, СНУД.

Однако оксиды железа имеют высокую стоимость и сложную технологию получения. Добавки ЖС-7, СНУД отрицатель- но воздействуют на структурно-механические и ферромагнитные свойства промывочных жидкостей и имеют высокую стоимость.

Известен буровой раствор, состоящий из метакрилового сополимера-ме- таса (0,3-0,5 вес.ч.), бихромата калия (0,2-0,25 вес.%) и гидросульфита натрия (0,27-0,30 вес.%).

Раствор готовят следующим образом.

В растворе полимера размешивают бихромат калия (K-jCr O) и вводят гидросульфит натрия (Na-jgjO). В результате окислительно-восстанови- тепьной реакции (шестивалентный хро переходит в трехвалентный) идет интенсивное гелеобразование (образуется гидрогель метаса). Образовав- шийся гель используется как буровой раствор.

Недостатком этой системы являетс то, что гидросульфит натрия оч€;нь н стойкий продукт(разлагается на свету, при нагревании на солнце и хранить его практически невозможно).

Кроме того, эта система характеризуется очень узким диапазоном концентраций. Минерализация этого раствора до введения гидросульфита не позволяет получить гидрогель метаса и заструктурировать буровой раствор. При попадании же в гидрогель метаса сероводорода система полностью теряет свои реологически и фильтрационные характеристики,поскольку разрушаются хромполимерные комплексы.

Известен буровой раствор, содер- жащий водорастворимый полимер, неорганическое соединение, инертный наполнитель и минерализованную воду

0

s

0

5

5

0

д

5

Используют сульфаты и хлориды трехвалентных металлов - хрома, железа, алюминия, двухвалентных - цинка, меди, железа.

Раствор готовят следующим образом.

Асбест вымачивают в растворе многоосновной соли, вводят в раствор полимера, куда затем вводят щелочь.

Известный раствор имеет низкое содержание твердой фазы, высокую термосолестойкость, обусловленную наличием инертных материалов - асбеста, солей поливалентных металлов и их гидроксидов.

Однако использование этого раствора в условиях сероводородной агрессии затруднено, поскольку в результа- те реакции образуются сульфиды поливалентных металов, что ухудшает реологические и фильтрационные параметры бурового раствора.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора путем повышения его структурно-механических свойств в условиях сероводородной агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий водорастворимый полимер, инертный наполнитель, например асбест или целлю- лозу; водорастворимое неорганическое соединение и минерализованную воду, в качестве неорганического соединения, буровой раствор содержит соединение шестивалентного хрома, при следующем соотношении ингредиентов, мае.%:

Водорастворимый полимер 0,5-1,5 Инертный наполнитель 1,0-3,0 Соединение шестивалентного хрома1,0-5,0 Минерализованная вода Остальное

В качестве минерализованной воды раствор содержит воду с хлоридом натрия или калия.

В качестве инертного наполнителя используют мелкоизмельченную целлюлозу (размеры волокна менее 2i10 м) низкосортный асбест (6, 7, 8 сорт по ГОСТ 12871-67).

В качестве хроматов можно использовать следующие соединения: , Na-CrO, хроматньш шлам, представляющий соббй отход промышленности получения хромовых соединений и имеющий следующий состав, вес.%: СгОд 16;

3

SiOj 7; , 9,6; .S; CaO 32,2; MgO 28,7.

Для придания раствору нейтральной или слабощелочной среды используют гидроксиды, алюминаты, силикат щелочных металлов,

В качестве полимерных реагентов используют п олимеры акрилового ряда на основе эфиров целлюлозы и крахмал.

Раствор готовят следующим образом.

В минерализованной воде разводят соль хрома, после этого тщательно размешивают инертн.ый наполнитель и вводят полимер. Затем раствор подщелачивают, если это необходимо и закачивают в скважину.

После взаимодействия с сероводородом раствор приобретает структуру снижается его фильтрация.

Пример. В 200 мл 10%-ного раствора NaC1 размешивают 3 г измельченной целлюлозы, а затем 3 г и добавляют 2 г карбоксиме- тилцеллюлозы. После растворения полимера в раствор вводят 5 мл 20%- .ного раствора NaOH, устанавливая рН 8,5. Состав раствора, мас.%:

Полимер 1,0

Целлюлоза1,5

KjCrjO;1,5

10%-ный раствор

NadОстальное

В соответствии с- указанной методи кой были приготовлены растворы (по

200 МП 2Z-Horo KCI 0,2 г К,Сг,0,+ +0,2 г целлюлозы 0,4 г КНЦ-600

200 мл 5Z-Horo NaCI 6 г NaCrO + 3 г асбеста 2 г ПАА

200 мл lOZ-Horo NaCI + 10 г хроматного вшама + 6 г це.пл1олозы + 0,3 г гипана

200 мл 11-кого КС1 + 0,1 г , 0,1 г асбеста + 0,1 г метаса

200 мл 25Z-Horo NaCI 12 г К,Сг,Oj+ + 8 г асбеста + 4 г

200 мл lOZ-Horo NaCl 1,0 г Cr. (SO ) 4 г асбеста 3 г КШ (прототип)

200 мл lOZ-Horo NaCI 3 г .-.вуокисч марганца 3 г асбеста I г .,) 2 г КМД 32

200 кп 5Z-Horo + 2,2 г целлюло-зы + + 3 г хроматн ого ишама + 3 г крах.чала

227643, 4

200 мл), которые заливали в герметичные колбы и при .перемешивании прока2

чивали 500 см HgS. После выдерживания раствора в течение 30 мин опре- 5 деляли его параметры .

В табл. 1 представлены параметры растворов до и после прокачивания сероводорода (количество введенных полимеров указано в пересчете на

to сухое вещество, рН растворов в диапазоне 7-9).

Как видно из представленных данных, предлагаемый буровой раствор обладает большим преимуществом перед из15 вестными - при воздействии сероводорода раствор улучшает свои свойства, Это объясняется тем, что при попадании сероводорода в систему происходит окислительно-восстановительная

20 реакция, приводящая к окислению серо-. водорода до свободной серы, наиболее активного гелеобразователя, именно в процессе перехода хрома из шестивалентного в трехвалентное состоя25 ние.

Предлагаемая система хорошо утяжеляется (без дополнительного ввода твердых структурообразователей), совместима со всеми реагентами, в том

30 числе и добавками - поглотителями сероводорода. При ухудшении параметров раствора в процессе бурения его можно дополнительно обрабатывать хромовыми соединениями. Параметры 35 раствора с различными добавками представлены в табл. 2.

т а в л и ц а 1

Редактор Л.Веселовская

Составитель Г. Сапронова

Техред Н.Бонкало Корректор М.Самборская

Заказ 2262/26 . Тираж 644Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфич1еское предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Продолжение табл; 1