Реагент для приготовления безглинистого полимерного бурового раствора Советский патент 1989 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к реагентам для приготовления безглинистых полимерных буровых растворов, предназначенных для бурения скважин в условиях, осложненных притоками высокоминерализованных пластовых вод хлоркальциевого типа и при наличии неустойчивых глинистых отложений.

Целью изобретения является повышение солестойкости реагента и повышение термостойкости бурового раствора при одновременном упрощении технологии приготовления реагента и сокращении расхода химических реагентов.

Реагент для приготовления безглинистого полимерного бурового раствора включает карбоксиметилцеллюлозу (КЩ) меланинформальдегидный олигомер () и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: КМЦ2,5-3,0

МФ-АР0,5-4,0

о

1чЭ

ВодаОстальное

Реагент получают путем последовательного растворения МФ-АР и КМЦ в воде.

При одновременном растворении в воде КМЦ и МФ-АР происходит частичный гидролиз КМЦ в щелочной среде, образующейся при растворении МФ-АР и взаимодействие функциональных групп полимеров с образованием нового сополимера, который обладает рядом новых свойств, а именно высокой солестой- костью, что позволяет получать полимерные минерализованные буровые растворы, сохраняющие низкие значения показателя фильтрации при воздействии полисолевой минерализации и температуры до . Благодаря тому, что получение реагента-стабилизатора

Q 1520

093924

происходит путем обычного

растворения исходных ингредиентов в воде без осуществления дополнительных операций при комнатной температуре, обеспечивается простота его приготовления.

Для приготовления реагента используют КМЦ со степенью полимеризации 600, белое волокнистое вещество или CMC В-805, белое порошкообразное вещество,

1

; Меламинформальдегидный олигомер

(меламинформальдегидная смола марки МФ-АР) - порошок белого цвета, растворимость при 20 с 100%, рН 5%-ного раствора 7,5-9,0. МФ-АР является продуктом поликонденсации меламина и формальдегида. МФ-АР имеет следующую структуру:

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и позволяет повысить солестойкость реагента и термостойкость бурового раствора при одновременном упрощении технологии получения реагента и снижении расхода химических реагентов. Для этого реагент в качестве модифицирующей полимерной добавки содержит меламинформальдегидный олигомер при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 2,5-3,0, олигомер 0,5-4,0, вода - остальное. Реагент получают путем последовательного растворения олигомера и карбоксиметилцеллюлозы в воде. При этом образуется сополимер, который обладает высокой солестойкостью. Это позволяет получить полимерные минерализованные буровые растворы, сохраняющие низкие значения показателя фильтрации при воздействии полисолевой минерализации и температуры до 120°С. Обычное растворение исходных ингредиентов в воде при комнатной температуре обеспечивает простоту технологии приготовления. 3 табл.

НNH-CH -NHN pN N рРн

NHfy NH-CHrO-CH2-NH - NH.

Вода техническая общей жесткостью 5 мг-экв/л или пластовая плот- ностью 1,18 г/см- с общей минерализацией 361,7 г/л следующего состава, г/л: С. 19,8; Mg 4,6; 74,1; 162,4; SO 0,6, НСО 3 0,

Пример 1, В 97 г воды при перемешивании вводят 2,5 г КМЦ-600 и 0,5 г МФ-АР, перемешивают в течение 1 ч и получают готовый реагент со следукнцим соотношением ингредиентов, мас,%: КМЦ-600 2,5; МФ-АР 0,5; вода - остальное.

Пример2. В96г воды при перемешивании вводят 3,0 г КМЦ и 1,0 г МФ-АР, перемешивают в течение 1 ч и получают готовый реагент со следую щйм соотношением ингредиентов, мас,% КМЦ-600 3,0; МФ-АР 1,0; вода - осталное.

Аналогично получают реагенты с другим соотношением ингредиентов,

В табл, 1 представлены данные об ингредиентном составе и технологических свойствах реагентов для приготовления безглинистого полимерного раствора.

Анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что предлагаемый реагент обладает удовлетвориЗОзКа

тельными показателями технологических свойств.

При увеличении концентрации КМЦ (более 3 мас,%) или МФ-АР (более 4 мас.%) происходит резкое повьш1ение вязкости реагента, что затрудняет приготовление из этого реагента бурового раствора, а при концентрации КМЦ менее 2,5% и МФ-АР менее 0,5% реагент не снижает показатель фильтрации бурового раствора.

Буровые растворы получают путем растворения 5-10 мас,% реагента в пресной или минерализованной воде.

Приготовление буровых растворов.

Опыт 1. 50 г готового реагента (состав 2, табл, 1) вводят в 450 г пластовой воды с общей минерализацией 261,7 г/л, перемешивают в течение 30 мин и получают без глинистый буровой раствор,

I

Опыт 2, 50 г готового реагента

(состав 3, табл, 1).вводят в 350 г воды, добавляют 100 г хлорида кальция, перемешивают 0,5 ч и получают готовый безглинистый буровой раствор.

Затем определяют технологические параметры приготовленных буровых расворов: плотность, условную вязкость

(УВ

100 ) t

(Ф CM за

показатель фильтрации

0,5 ч по прибору ВМ-6). О солестойкости реагента судят по его способности обеспечить низкие значения показателя фильтрации буровых растворов в условиях воздействия полисолевой агрессии, в частности хлорида кальция или высокоминерализо ванных пластовых вод.

Данные о показателях свойств безглинистых полимерных растворов, приготовленных из указанных реагентов, представлены в табл. 2.

Как видно из табл. I, 2, реагент, содержащий, мас.%: КЩ 2, 5-3,0; МФ-АР 0,5-4,0; вода остальное, является солестойким в условиях полиминеральной агрессии, и при растворении 5- 10 мас.% его в воде обеспечивает снижение показателя фильтрации безгли- нистых полимерных буровых растворов в условиях воздействия минерализации по хлориду кальция до 25%, а также в условиях воздействия пластовой воды с общей минерализацией 261,7 г/л.

При концентрации МФ-АР в реагенте менее 0,5 мас.% и КМЦ менее 2,5 мас реагент не обеспечивает снижения показателя фильтрации бурового раствор а повышение концентрации МФ-АР в реагенте (более 4,0 мас,%) не приводит к улучшению свойств бурового раствора, а лишь повьшает расход компонента. При использовании только одной КМЦ в количестве до 1 мас.% получаемые буровые растворы имеют высокий показатель фильтрации.

Исследование термостойкости буро- вого раствора проводят по следующей методике. После приготовления безглинистого полимерного раствора замеряют его показатели (плотность, условную вязкость и показатель фильт рации), затем помещают колбу с раствором в термостат и вьщерживают в течение 3 ч при различной температу- в частности при 80, 100 и 120°С,

ре,

после чего раствор охлаждают до и снова замеряют его показатели,

0

15

30

0

5

Время выдержки раствора в течение 3 ч определяется максимальным временем нахождения бурового раствора в скважине в процессе одного цикла циркуляции.

Данные о термостойкости бурового раствора приведены в табл. 3.

Данные, приведенные в табл. 3, показывают, что буровые растворы, приготовленные на основе данного реагента, являются термостойкими, т.е. способны сохранять свои технологические показатели при нагревании до 120 С.

При использовании предлагаемого реагента повьшается солестойкость безглинистых полимерных растворов в 2 раза, что повышает ингибирующую способность буровых растворов и предупреждает аварии и осложнения, связанные с нарушением устойчивости глинистых пород; снижается рН реагента, что позволяет предупредить набухание глинистых пород; повьшается на 5-30% термостойкость бурового раствора; сокращается в 1,5-2,0 раза расход химических реагентов.

Формула изобретения

Реагент для приготовления без глинистого полимерного бурового раствора, включающий карбоксиметилцеллншо- ЗУ, модифицирующую полимерную добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения его солестойкости и повышения термостойкости бурового раствора при одновременном упрощении технологии получения реагента и снижении расхода химических реагентов, он в качестве модифицирующей полимерной добавки содержит меламинформапьдепвдный олигомер при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Карбоксиметилцеллюлоза2,5-3,0

Меламинформаль- дегидный олигомер0,5-4,0

ВодаОстальное

Таблица 1