Безглинистый буровой раствор Советский патент 1990 года по МПК C09K7/02 

При добавлении кислых солей орто- фосфорной кислоты .(дигидрофосфатов) в раствор, содержащий КМОЭЦ и хлорид кальвдш, происходит, по-видимому, укрупнение макромолекул полимера за счет образования комплексных фосфорор- ганических соединений, которые обеспечивают регулироваш е фильтрационных свойств предлагаемого бурового раст- :вора и образование защитной пленки на поверхности металла. 1 Для получения бурового раствора в лаборатор1а 1х условиях используют следунище вещества:

карбоксиметилоксиэтилцеллюлоза ; (КМОЭЦ), порошкообразный продукт с со ;держанием основного вещества 70%, использовали 2,5%-чый водный раствор;;

натрий дигидрофосфат 2-водный, белое кристаллическое вещество, при ис- :пытаниях его добавляли в виде 10%-но- го водного раствора;

кальций дигидрофосфат 1-водньй, белое кристаллическое вещество, при испытаниях его добавляли в виде 5%-но го водного раствора;

кальций хлористый, белое кристаллическое вещество, при испытаниях его добавляли в сухом виде;

техническая (водопроводная) вода Вбщей жесткостью 5 мг-экв/л; пластова вода с общей минерализацией 107 г/л следующего состава, г/л: Са 9,7; ,8; К 27,2; С1 67,07; S04.0,44; НСО 0,09 (в том числе содержащая CaCl 26,9 г/л);

пластовая вода с общей минерализацией 262 г/л следующего состава, г/л: ,8; ,6; K++Na 74,1; С1 162,6; S04 0,6; НСО, 0,2 (в том числе содержащая CaCl2 55 г/л);

пластовая вода с общей минерализацией 50,94 г/л следующего состава, г/л: ,8; ,96; 14,4; С1 31,64; ,11; НСО, О,ОД (в том числе содержащая CaCl2 10,4 г/л), ; пластовая вода с общей минерализа- цией 37,40 г/л и содержанием ионов, г/л: Са 2,82; ,66; 10,58; СГ 23,23; ,09; HCO, 0,02 J(B TOM числе содержащая CaClj 7,83 г/л

Буровой раствор готовят следукшрнм образом.

В 95,9 г минерализованной пласто- вой воды с общей минерагшзацией 262 г/л при перемещивании вводят 4 г 2,5%-ного раствора КМОЭЦ, после 30 ми перемепшвания добавляют 0,1 г 10%-ноi o раствора дигидрофосфата натрия, еще. перемешивают 30 мин и получают буровой раствор следующего состава, мас.%: КМОЭЦ 0,1; дигидрофосфат натрия 0,01; минерализационная вода остальное. .

Аналогичным образом готовят другие составы бурового раствора с различным соотношением ингредиентов.

Данные о химическом составе минерализованных пластовых вод, используемых ДЛЯ приготовления бурового раствора, приведены в табл. 1.

В ходе лабораторных исследований определяли следующие свойства предлагаемого безглинистого бурового раствора: плотность (р, кг/м ), условную вязкость ( , с), показатель фильтрации (Ф, см за 30 мин), пластическую вязкость (, ), антикорро- зионную активность и флокулирукище свойства..

Исследования флокулирукяцих свойств буровых растворов проводили по следующей методике.

После замера показателей свойств безглинистого раствора к нему добавляли 6% глинопорошка, перемешивали в течение 0,5 ч на высокооборотной лабораторной мешалке со скоростью 2500.об/мин. После перемешивания замеряли плотность раствора, раствор наливали в 4 циливдра объемом по 100 мп, включали секундомер и замеряли плотность верхней половины раствора через 3, 10, 30 и 60 мин. По изменению плотности безглинистого раствора во време ни судили о скорости осаждения твердой фазы, т.е. о флокулирующих свой- ствах.

Антикоррозионные свойства замеряли гравиметрическим методом по стандартной методике путем сравнения потери массы стальных пластинок после их выдерживания в буровом растворе.

Б табл. 2 приведены данные об ин- гредиентном составе безглинистых буровых растворов.

В табл. 3 показаны флокулирующие и антикоррозионные свойства буровых

растворов.

I

Буровой раствор состава, мас.%: КМОЭЦ 0,3; Са(Н2Р04)г 0,035; вода, содержащая 26,9 г/л CaCljr, остальное, характеризуется показателем фильтрации при перепаде давления 7 атм .(фильтр-пресс Бароид) 8,0, при перепаде давления. 30 атм (установка УИДК) 7,0. Этот же раствор имеет следующие показатели после прогрева до ЮО с и охлаждения. YV, еоо 22 с; Ф 7,5 см ; 2 5,0 мПа-с; 29,5 дПа.

На основании проведенных лабораторных исследований, данные о которых приведены вьше, технико-экономические преимущества предлагаемого безглинистого бурового раствора по сравнению с известным раствором следующие; / предлагаемый безглинистый буровой растяор обладает высокими антикоррополимера и более, чем в 20 раз больше неорганической добавки, при этом предлагаемый раствор сохраняет низкие знаg чения показателя фильтрации в условиях полиминеральной агрессии, в част- ; ности ДО насыщения по хлориду кальция.

Указанные выше преимущества предлагаемого безглинистого бурового раст10 вора при его использова1ши позволяют повысить -межремонтный период .работы бурового оборудования (за счет высоких антикоррозионных свойств данного раствора); повысить качество вскрытия.

зионными свойствами (скорость коррозии 15 продуктивных пластов за счет преду- металла в нем в 1,1-6,7 меньше, чем у известных растворов);

предлагаемый буровой раствор обладает высокими флокулируияцими свойствами (уже через 10 мин осаждается 82- 20 94% твердой фазы, введенной в раствор, тогда как у. известных растворов через 10 мин осаждается только 17% твердой фазы);

преждения проникновения твердой фазы и фильтрата в призабойную зону пласта (вв1щу высоких флокулирующих свойств раствора) и низких значений показателя фильтрации; улучшить показатели работы породоразрушатодего инструмента (повысить проходку на долото) и мехаьшческую скорость на 20-30% за

счет отсутствия в растворе твердой раствор имеет низкие значения пока-25 фазы и высоких антикоррозионных зателя фильтрации в условиях полиминеральной агрессии (при меньшем в 5-10

свойств раствора; снизить в 3-5 раз затраты времени, связанные с приготовлением раствора, и уменьшить в 5-10 раз стоимость раствора за счет снижения расхода реагентов для приготовления раствора и высокой его устойчивости во времени. Формула изобретения

30

40

раз содержании полимера в сравнении с известным раствором)-;

технология приготовления предлагаемого бурового раствора проста и заключается в последовательной обработке технической или минерализованной воды полимером, хлоридом кальция (если

используется техническая вода) и ди- гидрофосфатом кальция или натрия, при этом для приготовления раствора не требуется дополнительно специального оборудования, в то время как для приготовления известного безглинистого . раствора необходима установка дополнительного оборудования для нагревания раствора в течение длительного времени;

применение в предлагаемом буровом растворе дигидрофосфатов щелочных или щелочно-земельных металлов вместо дихроматов щелочных металлов в .прототипе для регулирования физико-хигдаческих свойств безглинистого раствора спо- 50 собствует безопасному ведению буровых работ, предупреждает загрязнение окружающей сред ы вредными продуктами;

для приготовления предлагаемого, бурового раствора требуется небольшой 55

расход реагентов (полимера 0,06-0,3; игидрофосфатов 0,003-0,04), в то время как для приготовления известного аствора требуется в 5-10 раа больше

JC

45

полимера и более, чем в 20 раз больше неорганической добавки, при этом предлагаемый раствор сохраняет низкие знаg чения показателя фильтрации в условиях полиминеральной агрессии, в част- ; ности ДО насыщения по хлориду кальция.

Указанные выше преимущества предлагаемого безглинистого бурового раст10 вора при его использова1ши позволяют повысить -межремонтный период .работы бурового оборудования (за счет высоких антикоррозионных свойств данного раствора); повысить качество вскрытия.

15 продуктивных пластов за счет преду-

продуктивных пластов за счет преду-

преждения проникновения твердой фазы фильтрата в призабойную зону пласта (вв1щу высоких флокулирующих свойств раствора) и низких значений показателя фильтрации; улучшить показатели работы породоразрушатодего инструмента (повысить проходку на долото) и мехаьшческую скорость на 20-30% за

счет отсутствия в растворе твердой фазы и высоких антикоррозионных

свойств раствора; снизить в 3-5 раз затраты времени, связанные с приготовлением раствора, и уменьшить в 5-10 раз стоимость раствора за счет снижения расхода реагентов для приготовления раствора и высокой его устойчивости во времени. Формула изобретения

Безглинистый буровой раствор, вкпю- чаюиц-ш карбоксиметилоксиэтилцеллюпозу, неорганическую добавку и минерализованную воду хлоркальциевого типа, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества бурового раствора при использо.вании его в условиях полиминеральной агрессии за счет повышения его флокулирующих свойств при одновременном сохранении ifflSKHX значений показателя фильтрации и уменьшении расхода компонентов, в качестве неорганической добавки он содержит водорастворимый дигидрофосфат при следующем соотношении ингредиентов .iac.%:

Карбоксиметилоксиэтилцеллюлоза. 0,06-0,30

Водорастворимый

дигидрофосфат . 0,003-0,04

Минерализованная вода : хлоркальциевого

типа

Остальное

причем содержание кальция в минерализованной воде не менее 10 г/л. :

Таблица 1

Изобретение относится к буровым растворам, применяемым для промывки скважин в процессе бурения и закачивания в условиях полиминеральной агрессии. Цель изобретения - улучшение качества бурового раствора за счет повышения его флокулирующих свойств при одновременном сохранении низких значений показателя фильтрации и уменьшении расхода компонентов. Буровой безглинистый раствор содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%: карбоксиметилоксиэтилцеллюлоза (КМОЭЦ) 0,06-0,30

водорастворимый дигидрофосфат 0,003-0,04

минерализованная вода хлоркальциевого типа с содержанием хлорида кальция не менее 10,0 г/л остальное. Раствор готовят путем смешивания минерализованной пластовой воды хлоркальциевого типа с водным раствором КМОЭЦ в течение 30 мин, затем добавляют водный раствор дигидрофосфата (например, натрия) и смешивают еще 30 мин. Раствор имеет плотность 1003-1378 кг/м 3, условную вязкость 17-22 с, показатель фильтрации 7-8 см 3/30 мин, повышенные флокулирующие свойства, применение его позволяет уменьшить в 5-10 раз стоимость раствора и в 3-5 раз затраты времени на приготовление раствора. 4 табл.

Нияексы 1,2,3,4 соответствуяг составам пластовых вод, тфквелепньи в табл. ..

Таблица 3