Буровой раствор Советский патент 1988 года по МПК C09K7/02 

ч

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам буровых растворов, используемых при проходке неустойчивых пород.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его сма зочных свойств и снижение температуры замерзания.

В буровом растворе, содержащем полимер, кремнийорганическую жидкость - 50%-ный раствор метил- или этилсиликоната натрия в спирте (ГКЖ-10 или ГКЖ-11) и воду, в качестве полимера используют продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в водной среде при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0,1-1,0

0,1-0,3 Остальное

Дэман - 25%-ный водный концентрат представляет собой желтую вязкую жидкость с температурой начала кристаллизации - 50°С.

На основании спектральных и физико-химических данных установлена формула этого продукта:

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель улучшение качества раствора за счет увеличения его глиноемкости при одновременном улучшении его смазочнык свойств и снижение т-ры замерзания. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотнснлении, нас.%: в качестве полтера - продукт взаимодействия полиметилакрилата с мояо- . этаноламином в водной 0,1-1,0; в качестве кремнийорганйческой ясид- крсти - 50%-ный раствор метил- или этилсшшконата натрия в спирте 0,1- 0,3; вода - остальное. Раствор готовят путем растворения в воде необходимого кол-ва входящих в него компонентов. Данный раствор характеризуется высокой гл1в1оемкостью, сма- зочкыми свойствами. Раствор не требует дополнительной очистки и обра- , ботки, снижает опасность прихвата труб и инструмента, 2 табл. (Л С

где а 30-70, в 20-60, с 5 - 8

В табл. 1 приведены данные, иллюстрирующие влияние количественного содержания ингредиентов на технологические параметры буровых растворов

В табл.. 2 приведены технологические параметры буровых растворов, содержащих продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в различных условиях.

Буровые растворы готовят растворением в воде неоходимых количеств компонентов. Для оценки глиноемкости к ним добавляют 25-35% гидратирован- ной бентонцтовой глины и после тщательного перемешивания определяют условную и пластическую йязкость, динамическое напряжение сдвига и температуру замерзания. Смазывающие свойства оценивают условно по углу

0

5

0

5

закручшзания внутреннего цилиндра прибора ВСН-3 при 200 об/мин, чем больше угол закручивания, тем ниже смазьшающие свойства, и наоборот, уменьшение угла закрычивания свидетельствует об улучшении смазывающих свойств,

Для оценки стабильности растворов и стабилизирующего действия кремнийорганйческой жидкости приготовленные растворы анализируют в течение 1 ч после приготовления и после вьщёржки при нормальных условиях в-течение 72 ч. При этом используют кремнийорганические жидкости марок ГКЖ-10 и ГКЖ-11.Полученные результаты от марки жидкости не зависели.

Пример 1. Для приготовления раствора с минимальным содержанием компонентов растворяют 1 г дэмана (4 г 25%-кого-водного кондентратя

1447831

и 1 г ГКЖ-10 в воде и при тщательном перемешивании обтаем раствора доводят до 1 л водой. Добавляют 25% по масжж т и ч

се глины, тщательно перемешивают, замеряют параметры: УВ/500 (условная вязкость) 51 с, пластическая вязкост 12, динамическое напряжение сдвига д 5, угол закручивания при 200 об/мин 14, температура замерзания (т,зам.) -8. Через 72 ч раствор сохраняет свои свойства, УВ 50 с.

Параллельно готовится раствор, содержащий то же количество дэмана, но не содержащий ГЮК-10. Он имеет следующие параметры: УВ 52 с, Znn 10 о 6, угол закручивания 15, т.зам, -8 с. В отсутствие ГКЖ раствор через 72 ч загустевает, УВ/500 71 с.

Пример 2. Для приготовления раствора со средними концентрациями компонентов растворяют в воде 5 г дэмана (20 г 25%-ного концентрата) и 3 г ГЮК-11 в воде и при тщательном перемешивании объем раствора доводят водой до -1 л. Для оценки глино- емкости к нему прибавляют 35% гидра- тированной глины. После тщательного перемешивания замеряют параметры раствора: УВ/500 35 с, i 15, , угол закручивания 7, т.зам. -9°С. Через 72 ч раствор сохраняет свойства, УВ/500 35 с.

Параллельно готовят раствор с тем же содержанием дэмана (0,5% или 5 г на 1 л раствора), но не содержащий кремнийорганической жидкости. При замере параметров в течение часа после приготовления он имеет параметры, близкие к первоначальному раствору; УВ/500 40 с, пя 16, t J, угол закручивания 7, т,зам, -9°С, Но при выдержке в течение 72 ч этот раствор загустевает, его УВ/500 59 с.

Пример 3. Для приготовления раствора с максимальным содержанием компонентов растворяют в.воде 10 г дэмана (40 г 25%-ного концентрата) и 3 г ГКЖ-10, при тщательном перемешивании объем раствора доводят водой до 1 л. Для оценки глиноемкости добавляют 35% гидратированной глины, тщательно перемешивают и замеряют параметры раствора: УВ/500 30 с, пи 1 0 8, угол закручивания 6. т, зам. , Через 72 ч

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

раствор сохраняет свои свойства, УВ/500 30 с.

Параллельно готовят раствор с тем же содержанием дэмана, но не содержащий ГКЖ. При замере параметров в течение часа после приготовления он имеет параметры, близкие к первоначальному раствору: УВ 32 с, „.

л

13, f-o 9, угол закручивания 6, т,зам, -10 С, Через 72 ч раствор загустевает, его вязкость составляет 43 с.

Результаты лабораторных исследований буровых растворов приведены в табл, 1 и 2.

Буровые растворы согласно изобретению характеризуются высокой глино- емкостью, смазочными свойствами, они обладают низкой вязкостью при более высоком содержании глины, низкими значениями угла закручивания внутреннего цилиндра ВСН-3 при 200 об/мин и более низкими температурами замерзания. Все эти свойства начинают проявляться при содержании дэмана не ниже 0,1%, При увеличении концентрации дэмана сверх 1% улучшения свойств раствора практически не происходит. Содержания кремнийорганической жидкости ГКЖ-10 или ГКЖ-11 в количестве 0,1 - 0,3% достаточно для стабилизации растворов.

Данный буровой раствор, обладая высокийи смазочными и противорастегг- ляющими свойствами, а также значительной глиноемкостью, очень технологичен и экономичен при использовании его в процессе бурения и неустойчивых пород, так как не требует дополнительной очистки и обработки, снижает опасность прихвата труб и инструмента.

Формула изобретения

Буровой раствор, включающий полимер, кремнийорганическую жидкость и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет увеличения его глииоем- кости при одновременном улучшении его смазочных свойств и снижения температуры замерзания, он в качестве полимера содержит продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэта- ноламином в водной среде, а в качестве кремнийорганической жидкости - 50%-ный раствор метил- или этилсилиг

1447831

коната натрия в спирте при следующем соотношении ингредиентов, мас.%;

Продукт взаимодействия поли- метилакрилата с моноэтанол

0,1-1,0

0,1-0,3 Остальное

т а б л и п а 1

Флучан - продукт взаимодействия полиметилакрилата с моноэтаноламином в среде диметилформамида.

Таблица 2