Буровой раствор на водной основе Советский патент 1988 года по МПК C09K7/00 

О5

ел о to

И: пбретенир. относится к составам термог. сойки х буровых растворов (мине ралнзованных и неминерализованных), содаржа1цих в качестве реагента-по - низителя водоотдачи натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы.

Целью изобретения является повышение способности бурового раствора повышать устойчивость глинистых по- род при одновременном повышении струтурно-механических параметров и снижение показателя водоотдачи бурового раствора в условиях минеральной агресии при температуре до 210 С.

Буровой раствор на водной основе содержит глину, натриевую соль карбосиметилцеллюлозы со степенью замещения (СЗ) от 80 до 90 м степенью полимеризации (СП) от 1015 до 1450 с со- держанием гелеобразной фракции от 10,5 до 20,0% от массы реагента при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина3-8

КМЦ0,5-2,0

ВодаОстальное

Карбоксиметилцеллюлозу со степенью замещения 80-90, степенью полимеризации 1015-1450 (ГИ-11) полу- чают путем алкилирования щелочной аустатной целлюлозы монохлорацетатом натрия. Например, КМЦ с СЗ-86, СП 1096, с содержанием гелеобразной фракции 16,5% получают следующим

образом

I

100 г исходной ацетатной целлюлозы замачивают в водном растворе едкого натра с концентрацией 250 г/л выдерживают при в течение 1 ч. Затем отжимают ее до 2,6-кратной массы по отношению к массе исходной целлюлозы и измельчают в измельчителе типа Вернера Пфлейдерера в тече- ние 2,5 ч при 10-12°С, после чего обрабатьгоают 168 г монохлорацетата натрия в течение 2,0 ч при 12-14°С. После дозревания и сушки КМЦ имеет следующие показатели:

СЗ86

СП1096

Содержание

гелеобразной

фракции,% 16,5

.В табЛо приведены составы буровы растворов и их технологические параметры.

0 r

-, г

В табл.2 приведены данные, иллюстрирующие влияние КМЦ с различным содержанием гелеобразной фракции на тех нологические параметры бурового раствора.

В табл.3 приведены данные о влия- НИИ СП КМЦ на устойчивость глинистых пород.

Пример lo 20 г бентонита суспендируют в 500 мл водного раствора едкого натра (рН 9,9) и перемешивают в течение 1,0 ч, затем в полученную суспензию добавляют 4 г ГИ-11 (СП-1156, СЗ-84, содержание гель- фракции 10,5%) и перемешивают в течение 1 ч. Полученный буровой раствор характеризуется следующими показателями до термостатирования: Bjp 2,6 см, Т,оо 8,4 с, СНС,/1о 1,6/2,0 Па, S 1,03 г/см , рН 9,8 и после термостатирования при 210 С в течение 3,0 ч: , 9,5 см ,

Чоо

7,0 с, СНС„,о ,,5 Па,

& 1,03 г/см рн 9,8

Пример2. 22г бентонита в 500 мл водного раствора едкого натра (рн 10,4) и перемешивают в течение 1 ч, затем в полученную суспензию добавляют 10 г ГИ-11 (, , содержание гель-фракции 10,5%) и перемешивают в течение 1 ч. Полученный буровой раствор характеризуется следующими показателями до термостатирования: В 1,6 см .

;ioo

16,5 с, .,1/2,6 Па,

0

|ЫЧ 1 Ч/г г

о 1,12 г/см , рН 10,3, и после термостатирования при 210° С в течение 3 ч: В 8,5 см , 10,6с СНС,/,о 7,6/2,0 Па, S 1,12 г/см%

рН 8,9.

1

Исследования показали, что как в присутствии хлорида натрия вплоть до насыщения, так и в присутствии того же количества хлорида натрия и 1% хлорида кальция, буровые растворы обладают более низкой водоотдачей и более высокими структурно-механическими свойствами по сравнению с известными растворами, стабилизированными КМЦ с содержанием гель- фракции менее 10,5% и более 20% при термостатировании при 210°С в течение 3 ч. Предлагаемый буровой раствор имеет более высокую термостойкость и низкое содержание твердой

фазы, что обуславливает повышение механической скорости бурения и проходки на долото. Кроме того,данный буровой раствор повышает устойчивость гли нистых пород.

Формула изобретения

Буровой раствор на водной основе, включанндий глину, натриевую соль кар- боксиметилцеллюлозу со степенью щения от 80 до 90, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния способности бурового раствора повьшать устойчивость глинистых пород при одновременном повьшении структурно-механических параметров и снижения показателя водоотдачи бурового раствора в условиях минеральной аг16502

рессии при температуре до , он содержит натриевую соль карбоксиме- тилцеллюлозы со степенью полимеризации от 1015 до 1Д50 с содержанием гелеобразной фракции от 10,5 до 20,0% от ее массы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина3-8

IQ Карбоксиметилцеллюлоза

со степенью

полимериз ации

от 1015 до t5 с содержанием гелеобраз-

ных фракций от 10,5 до 20,0%

от ее массы 0,5 - 2,0

20 ВодаОстальное

Таблица.

Изобретение относится к составам термостойких буровых растворов (БР) и позволяет повысить способность БР повьпиать устойчивость глинистых пород при одновременном повышении структурно-механических параметров и снизить показатель водоотдачи БР в условиях минергшьной агрессии при-температуре до 210°С. Данный БР включает следующие ингредиенты при их соотношении, мас,%: глина 3-8, карбоксиме- тилцеллюлоза (KMIO со степенью заме- шения от 80 до 90, степенью полимеризации от 1015 до 1450, с содержанием гелеобразной фракции от 10,5 до 20,0% от ее массы 0,5-2,0, вода остальное. Указанную КМЦ получают путем алкили- рования щелочной аустатной целлюлозы монохлорацетатом натрия. Для получения БР берут 20 г бетонита, суспендируют его в 500 мл водного раствора ед- едкого натра и перемешивают в тече- ние 1ч. В полученную суспензию добавляют 4 г КМЦ и перемешивают в течение 1 Чо 3 табл

Бентонит - КЩ 5% с ,

СЗ -вб и содержанием гелеобразной фракции 11,5%, хлорид

натрия 28%, вода - остальное

бентонит - КМЦ 5% с ,

и содержанием гелеобразной фракции 10,5 - 11,5%;

хлорид натрия 28%, вода остальное

риме чани е«Показатель С характеризует влияние

буровых растворов на устойчивость глинистых пород и определяется следующим образом

С С- ср.9 V Рта ср.ф Ь

где R(p - предельное напряжение сдвига системы глина вода в фильтрате бурового раствора;

- предельное напряжение сдвига системы глина - вода в воде; f.u средняя скорость набухания

в воде, Ujpip - средняя скорость набухания

в фильтрате бурового раствора

0,31

влия