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

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к буровым растворам, применяемым для промывки параметрических, поисковых и разведочных скважин, в основ- ном в устойчивых отложениях при наличии небольших по мощности (до 30 м) зон осыпей и обвалов, когда необходимо произвести детальное расчленение геологического разреза по удельному электрическому сопротивлению горных пород, а также в регионах, где совершенно недопустимо засолонение почвенного слоя.

Изобретение также может быть использовано при бурении добывающих скважин на нефть, газ и воду.

Известен безглинистый буровой раствор, содержащий следующие ингредиенты, мае .%: конденсированную сульфит-спирто- вуюЬарду(КССЬ)-2,5: полиакриламид (ПАА)- 0,3; и пластовую воду-остальное 1,

Указанный безглинистый буровой раствор имеет низкое удельное электрическое сопротивление, равное 0,02 Ом-м у раствора, приготовленного на основе пластовой воды, и 0,33 Ом,м у раствора, приготовленного на технической воде. Такое низкое удельное электрическое сопротивление не позволяет качественно проводить геофизические исследования скважины и правильно оценить коллекторские свойства пластов.

Данный безглинистый буровой раствор обладает также высокой пластической вязкостью, что приводит к повышению энергетических затрат на циркуляцию бурового раствора при бурении скважины, ухудшению очистки забоя за счет ранней турбули- зации потока под долотом, к невозможности реализовать большую гидравлическую мощность на долоте и увеличению потерь давления в кольцевом пространстве скважины. Так. у данного известного раствора, приготовленного на основе пластовой воды, пластическая вязкость составляет 10,5 МПа-с, а у раствора на основе технической воды-14 МПа-с.

Наиболее близким по технической сущности является безглинистый буровой раствор, содержащий, вмас.%:попиакрнламид 0.1-0,4, соль алюминия 0,01-25,00. полигли- коли 1,0-20,0 и вода - остальное 2.

сл

Указанный буровой раствор также имеет низкое удельное электрическое сопротивление (0,98-8,7 Ом.м), что тем самым не позволяет исключить отрицательное влияние на результаты геофизических исследований в скважине. Данный раствор обладает также высокой пластической вязкостью (8,2-16,4 МПа.с), что в свою очередь также снижает показатели работы долот и в целом ухудшает технико-экономические показатели бурения.

Кроме того, для сохранения низкой фильтрации указанного раствора необходимо выдерживать строгое соотношение между полимером (полиакриламидом) и комплексообразователем (солью алюминия), что практически затруднено при бурении скважины. Небольшая передозировка соли алюминия приводит к высаливанию полимера и повышению фильтрации, а также к необходимости многократных обработок известного бурового раствора полимером, что приводит к перерасходу компонентов и удорожанию раствора.

Целью изобретения является повышение качества раствора за счет увеличения его удельного электрического сопротивления, снижения пластической вязкости при одновременном сохранении его фильтрации.

Безглинистый буровой раствор по изобретению включает полиакриламид, угле- щелочной реагент, крахмал и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: полиакриламид - 0,002-0.005, угле- щелочной реагент - 0,05-0.20, крахмал - 0,3- 0,6, вода - остальное.

В таблице приведены ингредиентный состав и показатели свойств данного и известных безглинистых буровых растворов.

Пример. При проведении лабораторных испытаний были использованы следующие вещества:

-полиакриламид (ПАА) импортного производства марки Dk-Drlll A-15 или А-1, или А-3 или Polldfa, порошкообразное вещество белого цвета, или отечественный желеобразный продукт с содержанием сухого вещества 6% по ТУ 6-01-1049-76;

-гуматный углещелочной реагент (УЩР), порошок черного цвета, по ТУ 39-01- 247-76, в опытах использовали 10%-ный водный раствор;

- крахмал картофельный, порошок белого цвета по ТУ 18 РСФСР-91-74, в опытах использовали 3%-ный водный раствор, заваренный на технической воде. Может быть использован любой другой крахмал;

-техническая вода водопроводная жесткостью 12 мг-экв/л.

Данный б езглинистый буровой раствор готовят путем добавления к технической во- де 10%-ного УЩР. 3%-ного крахмала и 1 %- ного полиакриламида. Полученную смесь перемешивают на лабораторной мешалке в течение 0,5 часа.

Пример. Для приготовления 300 г предложенного безглинистого бурового раствора к 248,5 г технической воды добавляют 1,5 г 10%-ного УЩР, 49,4 г 3%-ного крахмала и 0,6 г 1 %-ного полиакриламида. Указанную смесь перемешивают в течение 30 минут на лабораторной мешалке.

В ходе лабораторных испытаний определяли следующие показатели свойств данного безглинистого бурового раствора: условную вязкость, фильтрацию, пластиче- скую вязкость, удельное электрическое сопротивление, жесткость фильтрата, показатель концентрации водородных ионов, динамическое напряжение сдвига.

Как следует из данных таблицы.предло- женный безглинистый буровой раствор обладает лучшим качеством за счет увеличения его удельного электрического сопротивления (/ъ 21-49 Ом-м). снижения пластической вязкости до 2,5 , сохра- нения низкой фильтрации даже при низком содержании ингредиентов в растворе (Ф 7-8 см3 при ДР 0,1 МПа за 30 мин). Формула изобретения Безглинистый буровой раствор, содер- жащий полиакриламид, комплексообразо- ватель, добавку и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества бурового раствора за счет повышения его .удельного сопротивления, снижения пла- стической вязкости при одновременном сохранении его фильтрации, он в качестве комплексообразователя и добавки содержит соответственно углещелочной реагент и крахмал при следующем соотношении инг- редиентов, мас.%:

Полиакриламид0,002-0,005

Углещелочной реагент0,05-0,20

Крахмал0,2-0,6

ВодаОстальное.

Примечание. Статическое напряжение сдвига у «сек рлстаороа 0. Толщина корки - пленка.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мас.%: полиакриламид 0.002- 0,005, углещелочной реагент 0,05-0,20, крахмал 0,2-0,6 и вода - остальное. Раствор готовят путем последовательного растворения в воде углещелочного реагента, крахмала и полиакрйламида. 1 табл.