Полимерный буровой раствор Советский патент 1989 года по МПК C09K7/02 

1

Изобретение относится -к области бурения скважин в геолого-разведоч- ной отрасли и нефтяной промышленности и предназначено для их промывки.

Цель изобретения - улучшение технологических свойств полимерного бурового раствора за счет снижения его вязкости при .:

Полимерный буровой раствор, включающий полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9%, бихро- мат щелочного металла, гипосульфит натрия и воду, дополнительно содержит оксалат аммония при следукицих соотношениях ингредиентов, мас.%:

Полиакриламид (ПАА)

с содержанием карбоксильных групп

0,5-1,9 мас.% 0,14-0,20

Бихромат щелочного металла0,14-0,20

Гипосульфит натрия0,11-0,15 Оксалат аммония 0,001-0,010 Вода Остальное В таблице приведены данные, ил- люстрируницие зависимость вязкости буровых растворов от количественного соотношения его ингредиентов и температуры.

Пример 1. В 900 г воды последовательно растворяют 1,4 г IMA с молекулярной массой З-Ш и содержанием карбоксильных групп 0,5%, 1,4 г бихромата калия, 1,1 г гипосульфита натрия, 0,01 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой ра4iibОд О О

створ имеет состав, мас.%: ПАА 0,14; бихромат калия 0,14 гипосульфит натрия 0,11; оксалат 0,001j вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 19 с, водоотдас: через 1 ч 23; через 2 ч 30; через 4 ч 45; через 6 ч 130.

Пример 4. В 900 г воды последовательно растворяют 2 г ПАА с молекулярной массой 610 и содержанием

Изобретение относитЬя к бурению ; скважин в геолого-разведочной отрасли и нефтяной пром-сти и предназначено для их про1№1Бки. Цель - улучшение технологических свойств раствора за счет снижения его вязкости при 45- 90 С. Раствор содержит следукяцие ингредиенты, мас.%: полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,5- 1,9 мас.% 0,14-0,20; бихромат щелочного металла 0,14-0,20; гипосульфит натрия О,11-0,15; оксалат аммония 0,001-0,010, вода остальное. Раствор готовят путем постепенного растворения в воде входящих в раствор ингредиентов. Использование раствора обеспечивает сокращение затрат времени и средств на борьбу с осложнениями, связанными с прихватами бурильной ко- с лонны или потерей буровым раствором технологических свойств. 1 табЛо (Л

чу 9 см , статическое напряжение сдвига О, суточный отстой 10, После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с; через 1 ч 19ii;4epe3 2ч 19; через 4 ч 27, через 8 ч 60; при 70°С,с;через 1 ч 19; через 2 ч 20, через 4ч 35,; через 6 ч 60; при 90 с,с: через 1 ч 19, через 2 ч 25, через , 4 ч 35, через 6 ч 60.

Пример 2. В 900 г воды по- следовательно, растворяют1,7 г ПАА с молекулярной Maccoif 6 -10 и содержанием карбоксильных групп 1,2%, 1,7 г бихромата натрия 1,3,г гипосульфита натрия, 0,05 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,17; бихромат натрия ,0,17; гипосульфит натрия 0,13; оксалат аммония 0,005; вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м , вязкость 21.с, водоотдачу

см

статическое напряжение

сдвига О, суточный отстой 0. После прогрева при 45°С вязкость бурового раствора составляет, с: через 1 ч 21, через 2 ч 22, через ,4 ч 32, через 8 ч 95; при 70 с, с: через 1 ч 21, через 2 ч 22; через 4 ч 35, через 6 ч 90; при 90°G, с: через 1 ч 21, через 2 ч 27, через 4 ч 37, через 6 ч 98.

Пример З.В 900 г воды последовательно -растворяют 2 г ПАА с молекулярной массой 610 и содержанаем карбоксильных групп 1,9%, 2 г бихромата калия; 1,5 г гипосульфита натрия; 0,1 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,2; бихромат калия 0,2 гипосульфит натрия О,13 оксалат аммония 0,01; вода остальное Он имеет плотность 1010 кг/м , вязкость 23 с, водоотдачу 8 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отстой О, После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 1 ч 23, через 2 ч 23; через 4 ч 33; через 8 ч 120; при 70 с, с: через 1 ч 23 с; через 2 ч 28; через 4 ч 40 с; через 6 ч 125; при 90 С5

карбоксильных групп 1,9%, 2 г бихромата натрия, 1,5 г гипосульфита натрия, 0,01 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученньй буровой раствор имеет состав мас.%: ПАА 0,2; бихромат натрия 0,2{ гипосульфит натрия 0,15; оксалат аммония 0,001} вода .остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м , вязкость 23 с, водоотдачу 8 см, статическое .напряжение сдвига О, суточный отстой 0. После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составля

ет, с: через 1 ч 23; через 2ч 38;

через 4 ч 45; через 8 ч 130; при , с: через 1 ч 23; через 2 ч 45; через 4 ч 60; через 6 ч 135; при 90 С с: через 1 ч 23; через 2 ч 45, через 4 ч 138.

Пример 5. В 900 г воды следовательно растворяют 2 г ПАА с молекулярной массой и содержанием карбоксильных групп 1,9%, 2 г бихромата калия, 1,5 г гипосульфита натрия, 0,12 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,2; бихромат калия 0,2; гипосульфит натрия 0,15; оксалат аммония 0,012,- вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 23 с, водоотдачу 8 см, статическое напряй ение сдвига О, суточный отстой О. После прогрева при 45, 70 и 90°С в течение 8 ч вязкость бурового раствора не изменяется и составляет 23 с.

Пример 6.В 900 г воды последовательно растворяют-1,4 г ПАА с

молекулярной массой 6-10 и содержанием карбоксильных групп 1,9% 1,4 г бихромата калия, 1,1 г. гипосульфита натрия, 0,005 г оксалата аммония, а затем доливают воду до массы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,14; бихромат калия 0,14, гипосульфит натрия 0,11; оксалат аммония 0,0005; вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 20 с, водоотдачу 9 см, ст атическое напряжение сдвига О, суточный Отстой 0. После прогрева при 45 С вязкость бурового раствора составляет, с: через 30 мин 28; через

1 ч 65i при , с: через 30 мин 150; через 1 ч не течет .(образуется пространственно сшитый гель)} при 90 С, с: через 30 мин 275i через 1 ч не течет (образуется пространственно сшитый гель) ,

Пример 7.В 900 г воды последовательно растворяют 1,4 ПАА с молекулярной массой 6-10 и содержанием карбоксильных групп 1,9%, 1,4 бихромата калия, 1,1 г гипосульфита натрия, а затем доливают воду до масы 1000 г. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: ПАА 0,14; бихромат калия 0,14; гипосульфит натрия 0,11; вода остальное. Он имеет плотность 1010 кг/м, вязкость 20 с, водоотдачу 9 см, статическое напряжение сдвига О, суточный отсто О, После прогрева при вязкость бурового раствора составляет, с: через 30 мин 30; через 1 ч 70; при , с: через 30 мин 165, через

1 ч не течет (образуется пространст венно спитый гель), при 90°С, с: через 30 мин 290; через 1 ч не течет (образуется пространственно сшитый гель).

Из анализа экспериментальных дан- 30 чающий полиакрнпамид с содержанием

ных следует, что при содержании, мас.%: ПАА 0,14-0,20, бихромат натрия или калия 0,14-0,20, гипосульфит натрия О,11-0,15 и оксалат аммония 0,001-0,01 вязкость бурового раствора составляет 19-45 с через 1-4 ч при 45-90°С, что удовлетворяет условиям хорошей промьшки ствола скважины,- а при зтих же температурах через 6-8 ч прогрева - 60-130 с, что удовлетворяет условиям закупоривания поглощающих каналов. При увеличении содержания оксалата аммония в пределах 0,001-0,01% интенсифицируется снижение вязкости. Если, согласно примеру 4, вязкость составляет 23- 45, с после прогрева в течение 1-2 ч при 45-90°С, через 4 ч 45-138 с, то по примеру 3 в течение 1-4 ч вяз14670766

кость составляет 23-45 с. Это свиде45-90°С.

тельствует о том, что благодаря введению в буровой раствор оксалата аммония вязкость его снижается.

Увеличение содержания в буровом растворе оксалата аммония относительно 0,01% нецелесообразно, поскольку приводит к резкому снижению

вязкости, которая не изменяется в течение 8 ч прогрева, в связи с чем он теряет закупоривающие свойства. Уменьшение содержания оксалата аммония относительно 0,001% не приводит к необходимому снижению вязкости.

При использовании предлагаемого полимерного бурового раствора обеспечивается сокращение затрат времени

и. средств на борьбу с осложнениями, связанными с прихватами бурильной колонны или потерей буровым раствором своих технологических свойств, вызванных высокой его вязкостью при

45-90°С.

Формула изобретения Полимерный буровой раствор, вклю5

0

5

карбоксильных групп 0,5-1,9 мас.%, бихромат щелочного металла, гипосульфит натрия и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологических свойств за счет снижения его вязкости при 45-90 С, он дополнительно содержит оксалат аммония при следующем соотношении ингредиентов, мас;%:. Полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9 мас.% Бихромат щелочного металла Гипосульфит натрия

Оксалат аммония Вбдд

0,14-0,20- 0,14-0,20

0,11-0,15,

0,001-0,010

Остальное

t01 0) 0)

ЕИ к

u о аз н

to о о vo a

го N

in О С vT r C