Безглинистый буровой раствор Советский патент 1991 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к буровым растворам на водной основе для бурения скважин на нефть и газ, и может быть использовано при бурении, вскрытии и освоении продуктивных пластов перового типа с нормальными, аномально-низкими, а также аномально- высокими пластовыми давлениями.

Целью изобретения является сохранение коллекторских свойств пласта за счет образования кольматационного экрана повышенной прочности.

Цель достигается тем, что без- глинистый буровой раствор содержит

гидролизат сополимера акрилонитрила с метилакрилатом и комплексообраэо ватель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидролизат сополимера акрилонитрила с метилакрилатом5,0-8,3 Комплексообразова- тель 0,05-0,7 Вода Остальное

Гидролизат представляет собой сополимер акрилонитрила (95%) с метилакрилатом (5%) с мол.массой 90000- 110000.

о

СП

Јъ

СО

ю

В качестве комплексообразователя используют хлористый магний, хлористый кальций или сернокислый алюминий. Гидролизат содержит сополимер акрило- нитрила с метилакрилатом.

Технология приготовления бурового раствора заключается в приготовлении водного раствора щелочи (3,3%), нагреве его до 90-95°С, при постоянном пе- ремешивании порциями вводят сополимер акрилонитрила с метилакрилатом..

Смесь варят до получения однородной массы в течение 4-5 ч. В результате получают гидролизат, который разбавляют водой до получения необходимой концентрации сополимера. К нему при постоянном перемешивании добавляют расчетное количество комплексо- обраэователя.

Безглинистый буровой раствор содержит в своем составе полидисперсные продукты комплексообразования в не связанном друг с другом состоянии, когда каждая частица может закольма- тировать соответствующий ему по разме рам канал пласта или просвет в перемычке, образованный более крупными частицами. Когда частица входит в просвет перемычки и застревает в нем, возрастает роль адсорбционных сил по отношению к породе. Гидролизат сополимера акрилонитрила с метилакрилатом обладает повышенной адеорбциоиной способностью вследствие большего разнообразия функциональных групп.

Устья перовых каналов кольматиру- ются частицами широкого фракционного состава. В результате такой закупорки под действием перепада давления в приствольной зоне пласта формируется непроницаемый кольматационный экран, препятствующий проникновению флюидов в пласт.

В результате комплексообразования

в растворе образуются аморфные коль- матанты, которые находятся во взвешенном состоянии и не являются абразивным материалом. Незначительное содержание твердой фазы, находящейся в буровом растворе (за счет выбуренной породы), свободно осаждается в от- стойник, так как у раствора отсутствует статическое напряжение сдвига. Это снижает возможность износа долот и способствует повышению показателей их работы: увеличению механической скорости, повышению проходки на долото. Кроме

д

5

0

0

того, этому способствует то, что буровой раствор имеет условную вязкость и удельный вес, близкие к показателям воды, поскольку вводимые количества компонентов незначительны и не влияют на удельный вес и вязкость.

В табл. 1 приведены составы компонентов безглинистого бурового раствора; в табл. 2 и 3 - результаты испытаний, выполненных методом диск- стержень, позволяющих установить скорость износа в узле трения в среде различных буровых растворов.

Безглинистый буровой раствор (табл. 3) обеспечивает сохранение естественных коллекторских свойств, создавая тонкий, прочный и непроницаемый экран, позволяющий изолировать продуктивный пласт от вредного воз- ч действия фильтрата во время бурения.

Как видно из табл. Л, кольматационный экран выдерживает давление 8,0- 9,0 МЛа, в то время как у известного раствора давление равно 1 МПа.

Буровой раствор имеет малые плотность и вязкость, в нем отсутствует статическое напряжение сдвига. Это позволяет обеспечить повышение показателей работы долот: увеличение механической скорости, повышение проходки на долото и, как следствие, сокращение продолжительности цикла строительства скважины, в том числе сокращение сроков освоения скважины.

Кроме того, увеличивается срок службы бурового оборудования за счет улучшения смазочных и противоизносных свойств раствора. Износ в узле трения приблизительно в 13-1/ раз меньше, чем у прототипа (табл. 3).

Буровой раствор также является солестойким и при насыщении солью сохраняет свои технологические свойства.

Формула изобретения

Безглинистый буровой раствор, со- .держащий полимер, комплексообразова- тель и воду, отличающийся тем, что, с цепью сохранения коллекторских свойств пласта за счет образования кольматационного экрана повышенной прочности, он содержит в качестве полимера гидролизат сополимера акрилонитрила с метилакрилатом, при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Пщролизат сополимера акрнлонитрила с метил- акрилатом0,3-0,5

Комплексообразователь0,05-0,;.

ВодаОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти. Цель - сохранение коллекторских свойств пласта за счет образования кольматационного экрана повышенной прочности. Раствор содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: гидролизат сополимера акрилонитрила с метилакрилатом 5,0-8,3; комлпексообраэователь 0,05- 0,7; вода остальное. При приготовлении раствора готовят водный раствор щелочи, нагревая его до 90-95°С, при постоянном перемешивании порциями вводят сополимер акрилонитрила с метилакрилатом. Смесь варят до получения однородной массы в течение 4-5 ч. В результате получается гидролизат. Последний разбавляют водой до получения необходимой концентрации сополимера. К нему при постоянном перемешивании добавляют расчетное кол-во ком- плексообразователя. 5 табл. 3 IB

1

2 3 4 5 6 7 8 9

5, О

5,0 5,0 6,6 6,6 6,6 8,3 8,3 8,3 5,0 5,0 5,0 6,6 6,6 6,6 8,3 8,3 8,3 5,0 5,0 5,0 6,6 6,6 8,3 8,3 8,3

0,1 0,3 0,5 0,1 0,3 0,5 0,1 0,3 0,5

Остальное

it и

м it и и и и

и м

м

и

и м

к

Примечание,

Используют раствор, содержащий хлористый кальций.

Т«влиц 2

ТаблицаЗ

Примечание

Таблица

Используют раствор, содержащий сернокислый алюминий.

ТаблицаЗ