Известковый буровой раствор Советский патент 1992 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению скважин Преимущественно на нефть и газ.

Известен буровой раствор, содержащий глину, феррохромлигносульфонат (ФХЛС), водную вытяжку цемента и воДУ.

Недостатком раствора являются высокие значения стандартного показателя водоотдачи по ВМ-6 (до 0 см ), а также высокий показатель водоотдачи при повышенных температурах и перепадах давления (выше ,120 С и 1,5 МПа).

Известен также известковый буровой раствор, который содержит концентрат сульфитдрожжевой бражки или сульфит- спиртовую барду, алюминат натрия или кальцинированную соду, гидроокись кальция и водуо

Недостатком известного бурового раствора является высокая водоотдача при повышенных температурах (выше 120°С) и перепадах давления (выше 1,5 МПа).

Цель изобретения - уменьшение водоотдачи раствора при температурах от 120 до 1бО°С в условиях кальциевой агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий лигно- сульфонатный реагент, минеральную добавку, включающую окись (гидроокись) кальция и воду в качестве лигносульфо- натного реагента, содержит ФХЛС и дополнительно водорастворимый полимер акрилового ряда при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Акриловый полимер 0,,5 Феррохромлигносульфонат0,6-,5 Минеральный компонент, содержащий окись или гидроокись кальция 0,02-4,0 Вода Остальное Комбинация реагентов ФХЛС - акриловый полимер - известь (цемент) в буровом растворе образует систему с поперечными связями (сшитый полимер).,

§

(Л

1

ОО

,00

х со

J 17

обладающую значительно большей термостойкостью в кальциевой среде. Кроме того, система сшитого полимера с поперечными связями обладает свойством уп ротнения под действием перепада давления и в результате проницаемость фильтрационной корки уменьшается. При перепадах давления выше 1,5 МПа уплотнение фильтрационной корки приводит к уменьшению показателя водоотдачи с ростом перепада давления.

Предлагаемый буровой раствор обладает также следующими преимуществами по сравнению с известным раствором: меньший показатель водоотдачи при температурах до 120°С и перепадах давления до 1,5 МПа, большая устойчивость к кальциевой агрессии, более высокий показатель стабильности.

При концентрациях акрилового полимера менее 0,3% и ФХЛС менее 0,6% резко возрастает водоотдача раствора, а при содержании акрилового полимера более 1,51 и ФХЛС более , проис- ходит снижение структурно-механически свойств раствора и увеличение водоотдачи.

При содержании цемента менее 0,02% и извести менее 0,2% эти реагенты не оказывают влияния на показатели раствора, а при содержании цемента более 1,5% и извести более 4,0% происходят деструкционные процессы, сопровождаемые ростом водоотдачи раствора.

Компонентный состав известного и предлагаемого растворов и их стандартные показатели при нормальных условиях приведены в табл„ 1. В табл. 2 приведены результаты лабораторных исследований по влиянию температуры и перепада давления на водоотдачу известного и предлагаемого растворовс

Водоотдача известного раствора увеличивается экспоненциально с ростом температуры (начиная со 120° С), в т время как для предлагаемого раствора в интервале температур 120-160 С зависимость водоотдачи от температуры линейная и ее величина кратно меньше, чем для известного раствора. При перепадах давления выше 1,5 МПа водоотдача нового раствора уменьшается с ростом перепада, в то время как для известного раствора показатель водоотда чи с увеличением перепада давления / увеличивается (табл. 2).

0

819

5

5

0

На фиг. 1 и 2 приведены графики зависимости водоотдачи раствора от перепада температуры и давления соответственно.

Пример 1. В емкость электромешалки наливают 990,8 г воды и добавляют 3 г полнакриламида (ПАА) и 6 г .ФХЛС. Раствор перемешивают в течение 30 мин до полного растворения реагентов. Затем добавляют 0,2 г цемента и перемешивают в течение 15-20 мин Замеряют показатели раствора.

Пример2. В емкость электромешалки наливают 7б5 г воды и при перемешивании добавляют 15 г гидролизо- ванного ПАА. Затем перемешивают в течение мин до полного растворения реагента, после чего iперемешивая, добавляют 40 г извести и опять перемешивают в течение 8-10 мин до получения однородной системы. После этого при перемешивании добавляют 180 г водного раствора ФХЛС 25%-ной концентрации и перемешивают в течение 15 20 мин до получения однородной системы. Затем замеряют показатели бурового раствора.

ПримерЗ. В емкость электромешалки наливают 935,5 г воды и при пе ремешивании добавляют 12,5 г водного раствора реагента М-1ч 8%-ной концентрации и перемешивают в течение 5-8 мин до полного растворения реагента. После этого, перемешивая, добавляют 2 г

5 извести и перемешивают в течение 8 - 10 мин до получения однородной систе мы. Затем при перемешивании добавляют 50 г водного раствора ФХЛС 40%-ной концентрации и перемешивают в течение

0 20-22 мин до получения однородной

системы. Замеряют показатели раствора.

Пример. В емкость электромешалки наливают 790 г воды, при перемешивании добавляют 15 г гидролиэован5 ного ПАА и мешают в течение 10-15 мин до полного растворения реагента. После этого, перемешивая, добавляют 15 г цемента и перемешивают 5-8 мин до получения однородной системы. Затем до0 бавляют 180 г водного раствора ФХЛС 25%-ной концентрации и перемешивают в течение 10-15 мин до получения однородной системы. После этого добавляют 60 г хлористого кальция и перемешивэ5 ют в течение 10-15 мин до полного растворения реагентов. Замеряют показатели раствора.

Пример5. 8 емкость электромешалки наливают 861,3 г воды, при

перемешивании добавляют 53,7 г гипана 18,6% концентрации и перемешивают 5-6 мин до полного растворения реагента. После этого добавляют 5 г цемента и перемешивают до получения однородной системы в течение 5-10 мин. Затем добавляют 80 г водного раствора ФХЛС 251-ной концентрации и перемешивают в течение 10-15|мин до получения однородной системы. После этого при перемешивании добавляют 200 г хлористого натрия и мешают 10-15 мин до полного растворения реагента. Замеряют показатели раствора о

Пример 60 В емкость электромешалки заливают 860 г воды, при перемешивании добавляют 10 г ПАА и мешают мин до полного растворения реагента. Затем при перемешивании добав- ляют 10 г цемента и мешают 5-10 мин до получения однородной системы Добавляют 120 г водного раствора ФХЛС 25%-ной концентрации и мешают 10 - 15 мин. После этого добавляют при перемешивании 2000 г барита и мешают 10-15 мин до получения однородной смеси. Замеряют показатели раствора.

Использование предлагаемого бурового раствора позволит повысить качество вскрытия продуктивных пластов, устойчивость стенок скважины, увеличить показатели бурения скважины.

Формула изобретения

Известковый буровой раствор, содержащий лигносульфонатный реагент, мине- ральный компонент,содержащий окись или гидроокись кальция, и воду, отличающийся тем, что, с целью уменьшения водоотдачи раствора в интервале температур 120-1бО°С в условиях кальциевой агрессии, он дополнительно содержит водорастворимый акриловый полимер, а в качестве лигносульфонатно- го реагента - феррохромлигносульфонат при следующем соотношении ингредиен- тов, масД:

Водорастворимый акриловый полимер 0,3-1,5 феррохромлигносуль- фонат0,6-4,5

Минеральный компонент, содержащий окись или гидроокись кальция0,02-1, О

ВодаОстальное

i

Сущность изобретения: известковый буровой раствор содержит, мас.%: водорастворимый акриловый полимер 0, феррохромлигносульфонат, известь или цемент 0,02-,0; вода остальное. Характеристики раствора: обладает низкой водоотдачей в интервале температур 120-1бО°С в условиях кальциевой агрессии. 2 ил., 2 табл.

10 20

12

20

0,6 3.5 2,5 5 1,5 2,5

Гитчи

0,3

1,5

I

2,5

0,6

1,3

Портлаидцег4€чт доя горн чих скважин Строительный цснемт. Гипсогяиноземистый цемент

Таблица 1

7

О/О

09/1,5

О/О

0,5/0.9

45

0.01 0,02 0,01 0,02

5

0,02 0,02

1,51В28 22 20 22

,02 23

О/О

о/о

0,6/1,3

о/о о/о о/о

9

.5

5

2

.5

0,00 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00

Примечание. Растворы 1 -Ц известный состав, а растворы - предлагаемый.

Таблица 2

8, с s/So мин

t - teScorSova jl&tf l.C . « я ft, {tO гуаЗ. С

fdtTtef tf f

pacrtt/i X ff

i i Л l, Т Фиг.}

йРЯч

ise i.CJu /JOjuuH.

lid

a - / 3oor3on nfv nlfrtitdt{Л1ЯЛ i - ti 3o«rJ n при яуеплЗе iJUti л-нЗюгЗл n/v .

patrt A/r

fUiiffMt

fetrloftttti

ylpoclifsvtt

6a ea

& At /&