Буровой раствор Советский патент 1989 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к области бурения скважин в геологоразведочной отрасли нефтяной промышленности и предназначено для их промывки.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения и очистки забоя скважины за счет снижения условной вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи.

Буровой раствор содержит, мае.%:

Бентонит2-5

Крахмал4-5

Гидроксид натрия Смола с содержанием метилольных групп 30-34%. Вода

0,5-1,0

6-10 Остальное

сд

00

В качестве карбамидной смолы с содержанием метилольных групп 30-34% используется смола KC-I1, представляющая собой вязкую жидкость плотностью 1160 кг/м и вязкостью 15 с по ВЗ-1. Она содержит 62% сухих ве- ществ, 4% свободного формальдегида

30-34% метилольных групп и имеет рН 8,5.

Приготовление бурового раствора осуществляют известным способом. Для этого в одной части необходимой массы воды растворяют расчетные количества гидроксида натрия, крахмала и карбамидной смолы КС-П, а затем

U707584

.ра РН-340, суточный отстой - с помощью мерного цилиндра объемом 100мл, недиспергирующие свойства - седимен- тационным анализом по оценке плотности функции) распределения частиц бентонита определенного размера.

Мгновенная водоотдача на приборе ВМ-6 определяется по методике, вклюпояученный раствор смешивают с бенто-0 чающей использование графического

нитовой суспензией, приготовленной из остальной массы воды и расчетного количества бентонита, не подвергнутого гидратированию и диспергированию.

П р и м е р 1. В .500 г воды растворяют 5 г гидроксида натрия, 40 г крахмала и 60 г смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 30%, а в 375 г воды вводят 20 г бентонита и перемешивают до получения однородной суспензии. Полученные крахмальный реагент и суспензию бентонита смешивают и перемешивают до получе- ния однородного раствора. Приготовленный буровой раствор имеет следующий состав, мас.%; бентонит 2| крахмал-4J гидроксид натрия 0,5; КС-11 6; вода 87,5, Он характеризуется следующими параметрами: П 1050 .УВ 43 cj.Bjo 4 см В 0,5 см ; сне ,/40 0/13 дПа; С„, 0; рН 9, г 1,0; Гд. 1,5;

15

20

25

30

-3.

;

100

3,5 и

415

1,8%/МКМ через

1 ч перемешивания: г. 0,4, г

8S

35

0,8; г,00 2,9 и г, 1,0 %7мкм через 4 ч перемешивания бурового раствора.

Приняты следующие условные обозначения.: р - плотность; УВ - условная вязкость; В - водоотдача за 30 ин; В - мгновенная водоотдача; СПС 1 - статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин; С - суточный отстой; г-, , г, г и г jj - соответственно плотность распределения частиц со средним радиусом 70, 85, 100 и 115 мкм.

Экспериментальные работы по оценке технологических свойств бурового раствора выполнены путем оценки ком- плеска обычно измеряемых характе- ° ристик с использованием общепринятъпс методик и приборов. Плотность измеряют пикнометрическим методом, услов-55 ную вязкость - с помощью воронки ВВР-1, водоотдачу - на приборе ВМ-6, статическое напряжение сдвига - на П1 иборе ВСН-3, рН - с помощью прибоспособа.

Например, определение мгновенной водоотдачи по примеру 3 :(см. таблицл осуществляют следзпощим образом.

В процессе измерения водоотдачи по секундомеру отмечают промежутки времени, в течение которых водоотдача достигает I, 2, 3 и .4 см. Они соответственно составляют 3, 5, 9, 18,5 и 43,5 мин. Полувоенные точки наносят на график в системе координат водоотдача - время.

На чертеже изображен график в системе координат водоотдача - время.

Через точки 1-4 проводят, кривую. Из начала координат к этой кривой проводят касательную Q .Прямолинейный участок кривой (от начала координат до точки 1)5 отсекаемый касательной, соответствует величине мгновенной водоотдачи, которая определяется по графику и составляет см . Водоотдача за 30 мин также опред ля- ется по графику (точка 5) и составляет 3,5 см .

Результаты исследования растворов приведены в таблице.

Анализ полученных данных пока- 40 эывает следующее. При содержании в буровом растворе ингредиентов, мас. % бентонит 2-5; крахмал 4-5, гидроксид натрия 0,5-1; КС-П 6-10 (примеры 1-5) условная вязкость составляет 45 40-45-С, а мгйовенная водоотдача 0,5-1,0 см , Это. свидетельствует о- том, что вязкость ниже, а мгновенная водоотдача выше аналогичных параметров известного бурового раствора JQ (примеры 8, 9)( которые соответственно составляют ДО-75 и О с, что способствует снижен ию условной вяз- .кости бурового раствора и увеличению мгновенной водоотдачи.

Остальные технологические параметры данного бурового раствора: п

1-050 кг/м 3-4 см СНС,,о 0/16 дПа; Со 0; рН 9-10-соответствуют параметрам известного раст5

0

5

0

5

способа.

Например, определение мгновенной водоотдачи по примеру 3 :(см. таблицл осуществляют следзпощим образом.

В процессе измерения водоотдачи по секундомеру отмечают промежутки времени, в течение которых водоотдача достигает I, 2, 3 и .4 см. Они соответственно составляют 3, 5, 9, 18,5 и 43,5 мин. Полувоенные точки наносят на график в системе координат водоотдача - время.

На чертеже изображен график в системе координат водоотдача - время.

Через точки 1-4 проводят, кривую. Из начала координат к этой кривой проводят касательную Q .Прямолинейный участок кривой (от начала координат до точки 1)5 отсекаемый касательной, соответствует величине мгновенной водоотдачи, которая определяется по графику и составляет см . Водоотдача за 30 мин также опред ля- ется по графику (точка 5) и составляет 3,5 см .

Результаты исследования растворов приведены в таблице.

Анализ полученных данных пока- эывает следующее. При содержании в буровом растворе ингредиентов, мас. % бентонит 2-5; крахмал 4-5, гидроксид натрия 0,5-1; КС-П 6-10 (примеры 1-5) условная вязкость составляет 40-45-С, а мгйовенная водоотдача 0,5-1,0 см , Это. свидетельствует о- том, что вязкость ниже, а мгновенная водоотдача выше аналогичных параметров известного бурового раствора (примеры 8, 9)( которые соответственно составляют ДО-75 и О с, что способствует снижен ию условной вяз- кости бурового раствора и увеличению мгновенной водоотдачи.

Остальные технологические параметры данного бурового раствора: п

1-050 кг/м 3-4 см СНС,,о 0/16 дПа; Со 0; рН 9-10-соответствуют параметрам известного раст 1470758

1050-1080 кг/м ; В

; СНС,, 0/20 дПа; С 0„

ба ме сн с ве 1, ру

Недиспергирующие свойства данного бурового раствора (г

6 через

100

ь.5; г,оо

1 ч и г

то Т

3,5; 0,4; г

2,9; r,,g -1,0 через

1,0; ,15 J. S 8S

0,8; 4 ч)

соответствуют свойствам известного раствора: г 1,0; г ,. 1,6; .

оо то

15 как и

3,8; г

115

1,8 через 1 ч и 0,7; г,оо 3,0;

0,3; гдз

1,1 чере.з 4ч), Так же, в известном, в данном буровом растворе диспергированных частиц ра- .диусом 16-18 мкм не обнаружено. Это свидетельствует о сохранении недиспергирующих свойств.

С увеличением содержания в буровом растворе смолы КС-11 в пределах б- Ю мас.% отмечается увеличение мгновенной фильтрации с 0,0 до 1,0см (примеры 1, 2, 4, 5), а при содержании ее более 10 мас.% мгновенная

фильтрация не возрастает (пример 7). Это свидетельствует о нецелесообразности увеличения содержания КС-1 1 более 10 мас.%. С уменьшением содержания смолы КС-11 относительно 6 мас.%

отмечается возрастание вязкости пример 6), кроме того, при этом имеет место возрастание водоотдачи до 4,5 см и .снрЬкение мгновенной водоотдачй до нуля. Это свидетельствует

о нецелесообразности уменьшения содержания КС-11 ниже 6 мас.%.

Таким образом, использование кар- бамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 30-34% позволяет снизить вязкость бурового раствора с 60-75 до 40-45 с и повысить мгновенную водоотдачу с нуля до 0,5 - 1,0 см при сохранении недиспергирующих свойств.

0 Экономическая эффективность от применения предлагаемого бурового раствора может быть достигнута за счет увеличения механической скорости бурения, сокращения затрат 5 времени на борьбу с осложнениями, а также снижения расхода реагентов. .Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий бентонит, крахмал, гидроксид натрия, Q карбамидную смолу и воду, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения и очистки забоя скважины за счет снижения условной Вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи, в качестве карбамидной смолы буровой раствор содержит смолу с содержанием метилольных групп 30- 34% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Бентонит 2-5 Крахмал .- . 4-5 Гидроксид натрия 0,5-1,0 Смола с содержа- . нием метилольных 5 групп 30-34% 6-10

ВодаОстальное

5

0

ооооооо-

Изобретение относится к области бурения скважин в геологоразведочной отрасли и нефтяной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения и очистки забоя скважин за счет снижения условной вязкости бурового раствора и увеличения мгновенной водоотдачи. Буровой раствор содержит следующие ингредиенты, мас.%: бентонит 2-5, крахмал 4-5, гидроксид натрия 0,5-1,0, смола с содержанием метилольных групп 30-34% 6-10, вода остальное. В качестве смолы с содержанием метилольных групп 30-34% используется карбамидная смола КС-11, представляющая собой вязкую жидкость с содержанием сухих веществ 62%. Для приготовления раствора в воде растворяют гидроксид натрия, крахмал и смолу. Затем полученный раствор смешивают с бентонитовой суспензией. Использование в составе раствора карбамидной смолы с содержанием метилольных групп 30-34% обеспечивает низкую условную емкость раствора и высокую мгновенную водоотдачу, что обусловливает повышение эффективности разрушения породы на забое скважины и его очистки от шлама. Использование раствора позволяет уменьшить стоимость строительства скважин. 1 ил.,1 табл.

ON ел ON ON ON л ON Э c jtscMr ic eMcvino

OO 00 CO 00 00 00 00 t r

СЭ о cT о СЭ СЭ o O о

о сэ сэ сГо о о о о

оооооооосооооооооо

1Л1Л1Л1Л«ЛЩ1Г|0000

со р с го со со со со со

1Л1Г|Ю1ЛЮ1ЛЮчО Х)

ооооооооо

ChCTi «CCOiOOiO

ОЧ „ -,-

оососоооо

fOCMin CU- - nCO - - - см Cv|

оссссооос

1ЛШ

сГ- - сГ- с - о с

inu-

-d--a-fOcOfO4rM-.n

COC4rir CSO SOlO

О1Л1ЛШООООО

iniri or oou-iooin« ооооооооо

O о 00 о о Ю - VO о

inr ooiriom

о о - о - о S

)

к Id

- Г1Л1Л- Ю- 1Г|

ю а л

be:

СЧ см СО1Г|1ЛГ 1 l/ICM 1Л

- t4-tn- invor ooo

J,5 9 Ю

Ц52030

, fit/H

. . л

0 3.5