Способ обработки бурового раствора на водной основе Советский патент 1986 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к области бурения нефтяньк и газовых скважин, в частности к промывке ствола скважины.

Цель изобретения - снижение дис- пергирующей способности бурового раствора при разбуривании глинистых пород и пойышение его глиноемкости.

Способ обработки бурового раствора на водной основе осуществляют в следующей последовательности. Непосредственно перед введением в бу- ,ровой раствор щелочной гуматньй реагент смешивают с водным раствором низкомолекулярной алифатической карбоновой кислоты или неорганической кислоты или гидролизным лигнином .

Щелочной гуматный реагент либо получают смешиванием гуматсодержаще- го вещества (бурьй уголь, торф, сапропель) , либо используют реагенты, полученные на их основе - углещелоч- ной реагент (УЩР), торфощелочной реагент (ТЩР).

Для модификации (подкисления) щелочного гуматного реагента могут быть использованы неорганические кислоты, например серная, соляная, азотная и др., или низкомолекулярные алифатические карбоновые кислоты, например уксусная, щавелевая, винно-каменная, или гидролизньй лигнин.

В табл. 1 представлены данные, показьшающие изменение )реологических свойств буровых ра:створов в зависимости от последовательности ввода реагентов в буровой раствор.

В табл. 2 приведены данные, характеризующие эффективность предлагаемо го способа обработки различных видов буровых растворов на водной основе.

Пример 1. В 100 мл воды расворяют 20 г КОН, а затем вводят 30 г бурого угля и перемешивают в течение 1 ч. 25 г полученной гуматно-ще- лочной смеси, имеющей рН 10,3, обра- б.атывают 5%-ным водным раствором соляной киг оты и после 10-минутного перемеши лния модифицированньй гу- матньш реагент, рН которого 5,0, вводят в буровой раствор.

Пример 2. В 100 мл воды растворяют 30 г УЩР (рН 10,1) гуматно- щелочную суспензию модифицируют 10 мл 10%-ной уксусной кислоты (рН 6,0) и вводят в буровой раствор.

0 5

0

о

0

5

Пример 3. В 25 мл 20%-ного T11IP (рН 9,8) вводят 5 г гидролизного лигнина, перемешивают в течение 20 мин. После этого модифицированньй гуматньй (рН 5,4) реагент вводят в буровой раствор.

Полученные модифицированные гумат- ные реагенты вводят в 250 мл глинистого бурового раствора, содержащего 10% каолинового глинопорошка, 2% бентонитового глинопорошка (параметры раствора приведены в табл. 1, опыт 1). После этого в раствор вводят 20% глинопорошка и по изменению структурных и вязкостных характеристик судят о снижении пептизирующего действия модифицированных гуматных реагентовi

В табл. 1 также представлено действие модифицированных гуматных реагентов на йинерализованньй глинистый раствор (1-0% коапинового глинопорот- ка + 2% бентонита + 5% NaCl + 0,2% КМЦ-600), асбестополимерньй (2% асбеста + 0,7% КМЦ-600 + 0,4% Al,j(Sq,)g + + 0,1% NaOH) и глинистьй раствор, стабилизированньй акриловыми полимерами (5% бентонита + 0,3% реагента PC-2, включающего 10 мае.ч. 8%-ного попиакриламида и 1,5 мае.ч. NaOH).

Этот эффект обеспечивается -в диапазоне рН 4,5-7,5 обработанного гуматного реагента. Например, при рН ниже 4 водоотдача обработанных растворов резко увеличивается при одновременном коагуляционном загущении (опыт 13). При значении рН вьппе 7,5 наблюдается повышенное загущение раствора (опыт 10). Этот эффект объясняется мицеллообразованием в растворах гуматных веществ, которые представляют собой мицеллярные электролиты. При повьш1енном рН гуматные реагенты находятся в диссоциированном состоянии и сильно загущают систему при попадании глины. Снижение рН приводит к мицеллообразованию - образуются ассоциаты, причем, чем выше молекулярная масса гуминовых веществ, тем вероятнее они образуют мицеллы, которые являются эффективными кольматантами, снижающими фильтрацию, низкомолекулярные фракции гуминовых веществ обеспечивают инги- бирующий эффект. Снижение рН ниже 4„5 приводит к образованию гуминовых кислот, которые не обеспечивают ста3127835А4

билизацию коллоидной системы, а вы- него реагента в количестве 20- падают в осадок.

Концентрацию кислоты выбирают 510%. При концентраций кислоты ниже

10,0 мас.%, отличающийся тем, что, с целью снижения диспергирующей способности бурового раствора 5% получается разбавленньй продукт, 5 Р разбуривании глинистых пород и не обеспечивающий необходимых свойств повышения его глиноемкости, непосред- буровому раствору. Использование ственно перед введением в буровой концентрированной кислоты (более раствор в щелочной гуматный реагент 10%) ухудшает свойства бурового ра- добавляют водный раствор неорганичес- створа, кроме того, возможна перера- 10 кой или низкомолекулярной алифатичес- ботка гуматного реагента.кой карбоновой кислоты или гидролизньй лигнин до значения водородного Формула изобретения показателя в интервале 4,5-7,5, приСпособ обработки бурового раство- чем концентрация водного раствора не- ра на водной основе, включающий вве- 15 органической или низкомолекулярной дение в буровой раствор предваритель- алифатической карбоновой кислоты но приготовленного щелочного гумат- 5-10 мас.%.

Котплспо

мшмтюгв

рМГСЯТА X

от ав%ю (ком; рм- гсята тийл. 1

J (7)

i (П

2 (to)

2 (12)

2 (t)

2 4)

S.i

.

3,3

8.0

6.0

t,e

17 tJ

to

«, (,7 30 3,2 0 1

.« 10,0

2.10U6,0

O.S2,012.07.i

0,31.512.09,1

0,2I.e12,07,a

3O.S4,04,9

2,50.34.0lO.t

I,S0,34.0e.O

Пр 1с««111Я1. )- ю стичкха жкасть, t, - днганич е«о« шпрхжею едмп, в - етаптско lunpimcimo сдвяп, f - Анльтмшш.

Редактор В.Петраш

Составитель Л.Бестужева

Техред А.КравчукКорректор М.Шароим

Заказ 6807/23 .Тираж 644Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

1 t в в я щ 2

2.02.912.02.0«,2

e.22.t0,520.0«.7

«.0 2.0О.Э14,0,«

18,08.9«.«14.07,(

14.0e,«5.012,0f,l

11,24,J1,812.07.

rImiMftpNND МЙСОШМ

264,52.) 2,08,2

. Изобретение относится к о.бласти бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для промывки ствола скважины. Цель изобретения - снижение диспергирующей способности бурового раствора при разбуривании глинистых пород и .повышение его глино- емкости. В буровой рйствор на водной основе вводят предварительно приготовленный щелочной гуматный реагент в количестве 2,0-10,0 мас.%. Непосредственно перед введением щелочного гуматного реагента в него добавляют водный раствор неорганической или низкомолекулярной алифатической кар- боновой кислоты, или неорганической кислоты, или гидролизный реагент до значения водородного показателя в интервале 4,5-7,5. Концентрации водного раствора неорганической или органической кислоты 5-10 мас.Х. Введение в буровой раствор модифицированного щелочного реагента снижает пеп- тизизирумщее действие раствора. 2 табл. (Л С