Полимерный состав для промывки скважин Советский патент 1991 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин и предназначено для их промывки,

Цель изобретения - улучшение качества состава за счет повышения смазочных свойств.

Полимерный состав для промывки скважин содержит, мас.%:

Полиакриламид с содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9% 0,14-0,20; бихромат щелочного металла 0,14-0,20; гипосульфит натрия 0,11-0,15; карбамидная смола с содержанием метилольных групп 30-34% 0,5- 3,0; вода остальное.

Все ингредиенты выпускаются отечественной промышленностью.

Полиакриламид представляет собой высокомолекулярное вещество с молекулярной массой от 3 -10 4 до 6 -10 б и содержанием карбоксильных групп 0-12%, растворимое в воде. Используется полиакриаламид с содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9%

Карбамидная смола с содержанием метилольных групп 30-34% выпускается под маркой КС-11. Она представляет собой сиропообразную жидкость плотностью 1160кг/м и вязкостью 15 с по вискозиметру ВЗ-1, хорошо растворимую в воде Она содержит 62% сухих веществ, 30-34% метилольных групп и имеет рН 8,5.

Экспериментальные работы выполнены путем оценки комплекса обычно измеряемых характеристик с использованием общепринятых методик и приборов. Плотность р измеряли пикнометрическим методом, условную вязкость УВ - с помощью воронки ВБР-1, водоотдачу (В) - на приборе ВМ-6, стабильность (Со) (суточный отстой) - с помощью мерного цилиндра, вместимостью 100 мл, статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин (СНС 1/ю) - с помощью приО ON GJ

8

Ю

бора ВСН-3. Смазочные свойства определили по комплексу показателей: коэффициенту трения ( fj. ), измеренному на машине трения фирмы Бароид, и коэффициенту сдвига глинистой корки (КСК), измеренному на реконструированном приборе СНС-2.

В воде растворяли полиакриламид (ПАА), бихромат щелочного металла, гипосульфит натрия и карбамидную смолу КО 11, после чего измеряли р , УВ, В, СНС 1/ю .i. Затем в состав вносили шлам из выбуренного глинистого сланца или бентонит, после чего измеряли р, УВ, В, СНС 1/ю, Со, // и КСК.

Пример 1.6992,1 г (99,21 мае. %) воды растворяют 1,4 г (0,14 мае. %) ПАА с мол. массой З Ю и содержанием карбоксильных групп 0,5, а затем 1,4 г (0,14 мас.%) бихромата калия, 1,1 г (0,11 мас.%) гипосульфита натрия и 4 г (0,4 мас.%) кар- бамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 30%. Полученный раствор характеризуется: р 1010 кг/м , УВ 20 с, В 10 см3, СНС1/ю О/О, ,м 0,37. В него вводят 50 г (0,5% мас.%) шлама из выбуренного глинистого сланца. При этом имеет место коагуляция раствора, в результате чего условная вязкость его возрастает до 45 с, а остальные показатели характеризуются следующими значени- ями:р 1040 кг/м3, В 6 см3, CHCi/io 8/12, дПа, Со 0,/г 0,38, ,62.

Пример 2. 6991,1 г (99,11 мас.%) воды растворяют 1,4 г (0,14 мас.%) ПАА с мол. массой 3-Ю4 и содержанием карбоксиль- ных групп 0,5%, а затем ,1,4 г (0,14 мас.%) бихромата калия, 1,1 г (0,11 мас.%)гипо- сульфата натрия и 5 г (0,5 мас.%) кар- бамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 30%. Полученный рас- твор характеризуется следующими свойствами: р 1010 кг/м3, с, см 3, CHCi/io О/О, /t 0,36. В него вводят 100 г (10 мас.%) шлама из выбуренного глинистого сланца. При этом свойства раствора еле- дующее: кг/м3, с, см3, СНС1/ю О/О, , ,,38, ,60.

ПримерЗ. В 975,3 г (97,5 мас.%) воды растворяют 1,7 г (0,17 мас.%) ПАА с молекулярной массой б 10 и содержанием кар- боксильных групп 1 %,азатем 1,7г(0,17мас.%) бихромата натрия, 1,3 г (0,13 мас.%) гипосульфита натрия и 20 г (2,0 мас.%) карбамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 32%. Полученный рас- твор характеризуется следующими свойствами: р 1015 кг/м3, с, см3, CHCi/io 0/0, /и 0,27. В него вводят 50 г (5 мас.%) бентонита. При этом свойства

раствора следующие:/ 1040 кг/м ,, В 5 см3. CHCi/io О/О, , /г 0,28, ,48.

Пример4.В 990,5 г (99,05 мае. %) воды растворяют 2,0 г (0,20 мас.%) ПАА с мол. массой 6 -10 и содержанием карбоксильных групп 1,9%, а затем 2 г (0,20 мас.%) бихромата калия, 1,5 г (0,15 мас.%) гипосульфита натрия и 5 г (0,5 мас.%) карбамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 34%. Полученный состав характеризуется следующими свой- ствэми:р 1010 кг/м3, с, см3, СНС1/ю 0/0,,36. В него вводят 100 г (10 мас.%) шлама из выбуренного глинистого сланца. При этом свойства раствора следующие: р 1080 кг/м3, , В 5 см3,СНС1Ло 0/0,Со 0,,37, КСК 0,60.

Пример 5. В 964,5 г (96,45 мае. %) воды растворяют 2 г (0,20 мас.%) ПАА с мол. массой 6-106 и содержанием карбоксильных групп 1,9%, а затем 2 г (0,20 мас.%) бихромата калия, 1,5 г (0,15 мас.%) гипосульфита натрия и 30 г (3 мас.%) карбамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 34%. Полученный раствор характеризуется следующими свойствами: р 1020 кг/м3, с, В 10см3, СНС 1/ю О/О, ,25. В него вводят 100 г(10 мас.%) шлама из выбуренного глинистого сланца. При этом свойства раствора следующие: р 1080 кг/м3, УВ 24 с, см3, СНС , Со О, ,,26, ,45.

П р и м е р 6. В 959,5 г (95,95 мае. %) воды растворяют 2 г (0,20 мас.%) ПАА с мол. массой 6-106 и содержанием карбоксильных групп 1,9%, а затем 2 г(0,20 мас.%) бихромата калия, 1,5 г (0,15 мас.%) гипосульфита натрия и 35 г (3,5 мас.%) карбамидной смолы КС-11 с содержанием метилольных групп 34%. Полученный раствор характеризуется следующими свойствами: р 1020 кг/м3, с, см3, СНС 1/ю О/О, fi 0,25. В него вводят 100 г (10мас.%) шлама из выбуренного глинистого сланца. При этом свойства раствора следующие: р 1080 кг/м3, УВ 24 с, В 5 см3, СНС 1/ю О/О, Со 0, fi 0,26, ,45.

Состав и свойства полимерных составов для промывки скважин приведены в таблице.

С увеличением содержания карбамидной смолы смазочные свойства полимерного состава повышаются, например.примеры 4 и 5, где содержания ПАА, бихромата и гипосульфита одинаковые. Так, при содержании карбамидной смолы 0,5 мас.% (пример 4) /и 0,36-0,38, ,60, а при содержании3 мас.% /г 0,25-0,26, ,45.

Состав характеризуется низкой чувствительностью к действию глинистого шлама и бентонита. Суточный отстой при этом равен нулю, а вязкость изменяется незначительно, возрастая с 20-23 с до 24 с, что видно из примеров 2-5.

При содержании КС-11 0,4 мас.% отмечается негативное явление, связанное с возрастанием вязкости до 45 с. Поэтому уменьшать содержание КС-11 относительно 0,5 мас.% нецелесообразно.

При содержании КС-11 3,5 мас.% смазочные свойства полимерного состава не изменяются по сравнению с составом, содержащим 3 мас.% КС-11 (примеры 5-6). Это свидетельствует о том, что увеличение КС- 11 относительно 3 мас.% нецелесообразно с экономической точки зрения, поскольку при этом не происходит усиления смазочных свойств.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого полимерного состава может быть достигнута за счет увеличения механической скорости бурения

и повышения производительности буровых работ.

Формула изобретения

Полимерный состав для промывки скважин, содержащий полиакриламид с мол. м.З -10 -6 -10 6 и содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9%, бихромат щелочного металла, гипосульфит натрия, карбамидный олигомер и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества состава за счет повышения его смазочных свойств, в качестве карбамид- ного олигомера он содержит карбамид- ную смолу с содержанием метилольных групп 30-34% при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриламид 3-104-6 10 6 и содержанием карбоксильных групп 0,5-1,9% 0,14-0,20; бихромат щелочного металла 0,14-0,20; гипосульфит натрия 0,11-0,15; карбамидная смола с содержанием метилольных групп 30-34% 0,5-3,0; вода - остальное,

Изобретение относится к бурению пологоразведочных скважин и предназначено для их промывки. Цель изобретения - улучшение качества состава за счет повышения смазочных свойств. Полимерный состав для промывки скважин содержит, мас.%: полиакриламид (с содержанием карбоксильных групп 0,5 - 1,9%) 0,14 - 0,20

бихромат щелочного металла 0,14 - 0,20

гипосульфит натрия 0,11 - 0,15

карбамидная смола с содержанием метилольных групп 30-34% /КС-11/ 0,5 - 3,0

вода остальное - и готовят его путем смешения водных растворов указанных компонентов. Полимерный состав позволяет повысить производительность буровых работ за счет увеличения механической скорости бурения. 1 табл.

Бентонит (Карбамсдная смола ГЩ с содержанием нетилольных групп 22Х