Буровой раствор для бурения в поглощающих пластах Советский патент 1990 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению скважин в нефтяной и газовой промьш-. ленности, а также геологоразведоч- ной отрасли и предназначено для бу- рения в поглощающих пластах.

Цель изобретения - повышение стабильности фильтрационных и структурных свойств бурового раствора при давлении до 19 МПа.

Буровой раствор содержит бентонит, воду и в качестве облегчающей добавки - продукт флотации золы-уноса при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Бентонит4-6

Продукт флотации золы-уноса 10-30 2одаОстальное

Продукт флотации золы-уноса является неутилизируемым отходом производства ГРЭС. Он выделяется при без- реагентной флотации золы-уноса, образованной в результате сжигания каменного угля с последующей сепарацией в водной среде золоотстойника. .Про- ; дукт флотации золы-уноса является неслеживающимся порошком серого цвета, который представляет собой сфеа:ел

|мА

sj

рические образования с размерами 20 - 200 мкм, и имеет следующий состав,%: SiO, 53,8,- А12.0, 30,6; ,2; MgO 1,6; СаО 0,8; К,,0 6,2; 1,1; ti02 0,9; прочие примеси, остальное. Насыпная плотность 415 кг/м ,

Частицы продук,та флотации представляют собой полые сферы со средним диаметром около 100 мкм. Плот- иость частиц продукта флотации 400 - 600 кг/м, а частиц золы-уноса 2100 2300 кг/мз.

Вследствие различий по плотности полые микросферы могут быть вьщеле- ны из золы-уноса методом флотации. Содержание полых микросфер в золе- уносе порядка 5-6 об.%.

Сферические образования продукта флотации золы-уноса разрушаются при давлении 19 МПа, что подтверждается результатами экспериментальных ра- бот,,выполненных в консистометре КЦ-3. Например, в 200 г воды вносят 50 г бентонита, перемешивают в те- чение 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации. К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 500 г воды, перемешивают до получения однородной суспензии, а затем вносят 200 .г продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин.

Полученный раствор имеет следую- ,ий состав, мас.%: бентонит 5; проукт флотации золы-уноса 20; вода 75. н обладает следующими параметрами: плотность 900 кг/м , условная вязкость 40 с, водоотдача 16 см , статическое напряжение сдвига через

1и 10 мИн соответственно 21 и

38 дПа, стабильность 20 кг/мЗ,рН7,2. Буровой раствор помещают в консистометр КЦ-3. После перемешивания в консистометре при давлении 15 МПа в течение 2 ч консистенция бурового раствора не изменяется. После перемешивания в консистометре в течение

2ч при давлениях 16, 17, а также

18 МПа консистенция бурового раство- ра не изменяется. После перемешивания в консистометре в течение 6 мин при давлении 19 МПа консистенция бурового раствора повышается до 22 усл. ед., что сопровождается частичным разрушением сферических образований продукта флотации золы- уноса;

Q

о з

0

5

40

45

50

55

Известно также, что гидростатическая прочность сферических образований из продукта.флотации золы-уноса при 50%-ном уровне разрушения составляет около 25 МПа.

Для оценки технологических свойств бурового раствора измеряют характеристики с использованием общепринятых методик и приборов. Плотность (р) измеряют пикнометрическим методом, условную вязкость (УВ) - с помощью воронки ВБР-1, водоотдачу (В)- с помощью прибора ВМ-6, статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин ( ) - на приборе ВСН-3,.рН - на приборе рН-340, стабильность (рт) - в цилиндре ЦС-2.

Пример 1. В 200 г воды вносят 30 г бентонита, перемешивают в 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации. К полученной пасте прегидратиро ванного бентонита добавляют 670 г воды, перемешивают в течение 15 мин до получения- однородной суспензии, а затем вносят 100 г продукта флотации зоЛы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин. Полученный буровой раствор имеет состав,мас.%: бентонит 3, продукт флотации золы- уноса 10 вода 87. Он обладает следующими свойствами: О 950 кг/м , УВ 25 с; В 20 см , СНС /ю 18/16 дПа; П. 80 кг/м ; рН 7,1.

Пример 2. В 200 г воды вносят 40 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и вьщерживают в покое в течение суток для гидратации. К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 710 г воды, перемешивают в течение 15 мин до получения однородной суспензии, а затем вносят 50 г продукта флотации золы-уноса и вновь перемешивают в течение 15 мин. Полученный буровой раствор имеет состав,мае.%: бентонит 4, продукт флотации золы- уноса 5j вода 91. Он обладает следующими свойствами: О -1010 .кг/м ;: УВ 25 с; В 20 см , СНС / 6/12 дПа; 0 0 кг/мМ ,1.

Приме р 3. В 200 г воды вносят 50 г бентонита, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают в покое в течение суток для гидратации. К полученной пасте прегидратированного бентонита добавляют 550т воды.

16

перемешивают в течение 15 мин до по- лучения однородной суспензии, а затем вносят 20 г продукта флотации золы-уноса и перемешивают в течение 15 мин. Полученный буровой раствор имеет состав, мас.%: бентонит 5; продукт флотации золы-уноса 20, вода 75. Он обладает следующими свойствами: р 900 кг/м J с, В 16 см, СНС /ад 21/38 дПа, П.. 20 кг/мз., рН 7,2, К 1,7 мм.

В таблице приведены технологические параметры буровых растворов,содержащих различное количество облегчающей добавки - продукта флотации золы-уноса.

В отличие от бурового раствора, содержащего пламилон, предлагаемый буровой раствор обладает высокой стабильностью, которая составляет 20 кг/мз, и малой толщиной фильтра

0

5

0

706

ность технологических свойств бурового раствора и предупреждает ослож нения, связанные с прихватом бурильных труб, за счет уменьшения толщины фильтрационной корки при одновременном сохранении низкой плотности.

Формула изобретения

Вуровой раствор для бурения в поглощающих пластах, включающий бентонит, воду и облегчающую добавку, отличающийся тем, что, с целью повьшения стабильности фильтрационных и структурных свойств бурового раствора при давлении до 19 МПа, он в качестве облегчающей добавки содержит продукт флотации золы-уносг при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Бентонит4-6

Продукт флотации

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин в поглощающих пластах. Цель - повышение стабильности фильтрационных и структурных свойств раствора при давлении до 19 МПа за счет применения в качестве облегчающей добавки продукта флотации золы-уноса. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: бентонит 4-6, продукт флотации золы-уноса 10-30, вода - остальное. Раствор готовят путем смешивания предварительно прогидратированного в течение 1 сут. бентонита с водой до получения однородной суспензии и последующего введения в суспензию продукта флотации золы-уноса и перемешивания. Раствор имеет плотность 860-960 кг/м³ и стабильные структурные и фильтрационные параметры, предупреждает осложнения, связанные с прихватом труб. 1 табл.