Буровой раствор Советский патент 1987 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к малоглинистым промьшочным жидкостям на водной основе для бурения в сложных геологических условиях Цель изобретения - повьшение термостойкости и ингибирующей способности бурового раствора при сохранении его устойчивости к солевому воздействию.

Предлагаемый буровой раствор со- держит талловый пек, лигнин, каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо и воду, в качестве лиг- нинового компонента - сульфатный лигнин, а в качестве глинопорошка - бентонитовый глинопорошок при следующем соотношении компонентов, мае.%.

Бентонитовый глинопорошок1,0-5,0 Сульфа И1ый лигнин 3,4-10,2 Каустическая сода 0,29-0,85 Талловый пек 1,2-3,6 Дизельное топливо 2,4-7,2 Вода Остальное Для получения бурового раствора необходшю предварительно пригото- вить глинистый раствор, а затем стабилизировать его комбинированным реагентом на основе таллового пека и сульфатного лигнина.

Технология приготовления комбинированного реагента на основе таллового пека и сульфатного лигнина (КРТСЛ) заключается в следующем.

В 1,0-2,0%-ном растворе каустической соды в течение 1 ч растворяют расчетное количество сульфатного лигнина. Параллельно готовят 30- 33%-ный раствор таллового пека в дизельном топливе. Затем к водноще- лочному раствору сульфатного лигнина при интенсивном перемешивании постепенно добавляют раствор таллового пека в дизельном топливе. Через 0,75-1 ч реагент готов.

Специальными лабораторными исследованиями устанавливают количественные и качественные зависимости между параметрами буровых растворов и концентраций сульфатного лигнина, каустической соды, таллового пека, ди-: зельного топлива и глинопорошка. В дальнейшем эти данные служат основой для опеределения оптимальных количеств перечисленных реагентов в составе бурового раствора.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

.Предельная растворимость сульфатного лигнина (СЛ) составляет 12%, т.е. для растворения 12 мае.ч. лигнина требуется как минимум I мае.ч. каустической соды. В это случае рН раствора равен 9,4. При рН менее 9,4 растворимость СЛ снижается, на что указьшает образование осадка.

Растворимость таллового пека в дизельном топливе составляет 30-33% .При концентрации пека более 33% из- за сильного структурообразования вязкость смеси начинает быстро расти.

Заметное снижение фильтрации малоглинистых растворов (менее 5 см за 30 мин), содержащих до 5% глино- порогака, соответственно от добавок СЛ и таллового пек:а, наблюдается при концентрации СЛ более 10,0%, а таллового пека - более 4,5%.

Эффект стабилизации можно значительно повысить, если провести комбинированную обработку глинистого раствора талловым пеком и СЛ. В данном случае упрощается технология работ и не требуется дополнительное оборудование.

С этой целью разработан комбинированный реагент на основе таллового пека и сульфатного лигнина - КРТСЛ (табл.1).

Пример приготовления комбинированного реагента.

Реагенты, содержащие 8% СЛ и 5; 6; 7; 8% таллового пека, готовят следующим образом. В четьфех отдельных емкостях, содержащих 762; 732; 702 и 672 г воды, при плавном перемешивании растворяют по 8 г каустической соды и 80 г СЛ. Параллельно готовят 33%-ньй раствор таллового пека в дизельном топливе. Затем при интенсивном перемешивании в водно- щелочные растворы СЛ добавляют соответственно 150; 180; 210 и 240 г раствора таллового пека в дизельном топливе. Содержимое каждой емкости перемешивают в течение одного часа. После этого измеряют показатели - плотность, вязкость, фильтрацию, рН (табл. 1 )..

Результаты, представленные в табл.1, показьшают, что минимальная фильтрация КРТСЛ достигается при содержании в нем СЛ 15-17% и таллового пека 5-6%. Дальнейшее увеличение концентрации реагентов неоправданно, так как при этом фильтрация

. . 31

КРТСЛ снижается незначительно, а вязкость быстро возрастает.

Пример приготовления бурового раствора.

Готовят исходные глинистые растворы (по 500 г), содержащие 10; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100; 120; 140; 150 г глинопорошка. Затем к каждому из них добавляют по 500 г КРТСЛ, содержапдего,%: СЛ 17; каустическая сода 1,5; талловый пек 6; дизельное топливо 12; вода 63,5 и тпщтельно в течение 1 ч перемешивают.

Влияние добавок КРТСЛ на свойства буровых растворов показано в табл.2. Установлено, что фильтрация бурового раствора, содержащего 5% бентонитового глинопорошка, наиболее интенсивно уменьшается с увел ичением содержания КРТСЛ от 20 до 60%, что соответствует изменению концентрации ингредиентов: СЛ от 3, до 10,2 и таллового пека от 1,2 до 3,6 (табл.2).

Показатели свойств буровых растворов с граничными и промежуточными значениями ингредиентов представлен в табл. 3. Испытаниями предлагаемог и известного буровых растворов со средними и граничными концентрациями ингредиентов при 150 и 220 С (табл.4 и 5) установлено, что после термообработки при 150 С происходит резкое увеличение фильтрации, вязкости и сне бурового раствора, содержащего БЮК.

На чертеже представлен график зависимости фильтрации растворов с различным содержанием КРТСЛ, из которого следует, что термостойкость предлагаемого раствора составляет более 270°С.

В отличие от известного заполнение раствора хлоридом натрия (до 20 мас.%) не вызывает существенного ухудшения его технологических параметров (табл.6).

Изучение влияния буровых растворов на устойчивость глинистых пород с неводостойкими структурными связями (коагуляционными и конденсационными ) проводят в условиях одноосного сжатия образцов указанных пород. Для количественной оценки устойчивости используют коэффициент устой- . чивости:

ii i

X

Jp Yai. f

44

где Cp и Tg - соответственно-время

деформирования образца в буровом растворе и в дистиллированной во06;

.р и Vgf.a - соответственно скорость деформирования образца в буровом растворе и в дистиллн- рованной воде.

Образцы с коагуляционным типом структурных связей изготавливают путем прессования порошка гидрослюдистой глины под давлением 150 МПа, а образцы с конденсационными связями - высушиванием, глинистой пасты такого же минерального состава, сформированной в виде цилиндрических образцов под давлением 9 МПа. В табл. 7 ко- эффициент устойчивости образцов первого вида обозначен индексом э, , а образцов второго вида - у..

Деформирование образцов глинистых пород в буровых растворах позволяет установить, что с увеличением концентрации реагента КРТСЛ в составе предлагаемого бурового раствора Э и stj возрастают. Увеличение концентрации шлам-лигнина в составе извест- ного бурового ра.створа также способствует увеличению jf и gtj однако их значения остаются ниже соответственно 1,75 и 2,26 раза табл.7 .

Таким образом, предлагаемый буро- вой раствор обладает высокой ингиби- рующей способностью и термостойкостью в условиях солевой агрессии. Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий

талловьй пек, лигниновый компонент, каустическую соду, глинопорошок, ди- зельное топливо и воду, о т л и -. чающийся тем, что, с целью повьпчения термостойкости и ингибирую- щей способности при сохранении устойчивости к солевому воздействию, раствор в качестве лигнинового компонента содержит сульфатный лигнин, а в качестве глинопоро1ггка - бентонитовый глинопорошок, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бентонитовый глинопорошокI,0-5,0 Сульфатный лигнин 3,4-10,2 Каустическая сода 0,29-0,85 Талловый пек 1,2-3,6 Дизельное топливо 2,4-7,2 Вода Остальное

00

-

1Л

о

чО

fS чО

см

г

vO

m

m

00

см

о

S100

со

о г

о

см

«о г

г

|-

О

00

о ю о

о ш о

о

1О о

QO

А

vr

ч

ю1Л

VO СЛ

m

««

1Л

см

м

чО

ел

Глинопорошок 1 .,0 Сульфатньй лигнин Каустическая сода Талловый пек 1,2 Дизельное топливо Вода остальное

Глинопорошок 2,0. Сульфатный лигнин Каустическая сода Талловый пек 1,8 Дизельное топливо Вода остальное

Глинопорошок 3,О Сульфатный лигнин Каустическая сода Талловый пек 2,4

Дизельное топливо Вода остальное

Глинопорошок 4,0 Сульфатньй лигнин Каустическая сода Талловый пек 3,0 Дизельное топливо Вода остальное

Глинопо1)ошок 5,0 Сульфатньй лигнин Каустическая сода Талловый пек 3,6 Дизельное топливо Вода остальное

ТаблицаЗ

18,0

8,0

9,50

20,0

6,0

9,70

20,0

5,0 0,07 0,10 10,00

20,0

3,0 0,10 0,18 10,20

25,0

3,0 0,18 0,32 10,25

21

Предлагаем

Глинопорошок КРТСЛ Вода

Глинопорошок КРТСЛ Вода

Глинопорошок КРТСЛ Вода

Глинопо рошок КРТСЛ Вода

Глинопорошок КРТСЛ Вода

Известньй

Глиносолевой порошок

Каустическая сода

Талловый пек

БКЖ

Дизельное топливо

Вода

Глиносолевой порошок

Каустическая сода

Талловый пек БКЖ

131546Д

22 Таблица

6,84

6,03

8,95

8,59

10,81

9,77

10,84

10,74

10,93

13,56

6,00

5,84

6,12

5,92

23

ой

ая

ек

6,9

остальное

I

21,0

0,7 4,5 13,5

9,0 остальное

1315464

24 Продолжение табл. 7

:z:::i:rz:

-6,25

6,00

Изобретение относится к мало- глинистым промьгоочным жидкостям на водной основе при бурении газонефтя- ных скважин в сложных геологических условиях. Цель изобретения - повьш1е- ние термостойкости и ингибирующей способности бурового раствора при сохранении устойчивости к солевому воздействию. Раствор содержит талловый пек, лигниновый компонент, каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо ( ДТ ) и воду. В качестве лигнинового компонента раствор содержит сульфатный лигнин (СД), а в качестве -глинопорошка - бентони- товьш глинопорошок (БГ J при следующем сортноп1ении компонентов, мас.%: БГ 1,0-5,0; СЛ 3,4-10,2; каустическая сода 0,29-0,85; талловый пек 1,2- 3,6; ДТ 2,4-7,2; вода остальное. Для получения бурового раствора сначала готовят глинистый раствор, а затем стабилизируют его комбинированным реагентом на основе таллового пека и СЛ. Комбинированньм реагент готовят, растворяя в 1,0-2,0%-ном растворе каустической соды в течение 1 ч расчетное количество СЛ. Параллельно готовят 30-33%-ный раствор таллового пека в ДТ. Затем к во- дощелочному раствору СЛ при перемешивании добавляют раствор таллового пека в дизельном топливе. Реагент готов через 1 ч. Т.об., термостойкость бурового раствора составляет 270°С, а коэффипиент устойчивости увеличивается в 2,26 раза. 1 ил., 7 табл. (Л с 00 СЛ 4 Oi

6 5н32-1 О ZO 60 90

120 150 180 210 2ffO ПО

Составитель В.Борискина Редактор Н.Егорова Техред А.Кравчук Корректор Е.Ротко

Заказ 2315/25 Тираж 633Подписное

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

ее