Буровой раствор Советский патент 1993 года по МПК C09B7/02 

СО

С

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность буровой раствор содержит (мас.%) глина 3-6; щелочной гид- ролизат сополимера метилакрилата, бути- лакрилата и метакрйловой кислоты 0,4-2,0, вода остальное. Буровой раствор может дополнительно содержать флотореагент Т-80 - отход производства изопренового каучука со стадии переработки масляного слоя при синтезе диметилдиоксана в количестве от 2 до 3% от массы бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к бурению на нефть итаз, а именно к разработке рецептур буровых растворов с низким содержанием твердой фазы и низкой фильтрацией.

Известен раствор, содержащий глину, воду и акриловый полимер - щелочной гид- ролизат полиакриламида РС-2. Раствор такого состава при концентрации глины 3-4 мас.% имеет низкие значения фильтрации и структурно-механических свойств, Недо- cfaTKOM раствора является то, что с ростом минерализации фильтрация его увеличивается, а вязкость резко возрастает, кроме того реагент РС-2 не может быть использован для обработки утяжеленных глинистых растворов.

Известен также раствор, содержащий глину, воду и акриловый реагент - водощелочной раствор метаса (сополимера мета- криловрй кислоты и метакриламида) с соотношением полимера и щелочи 1:0,2.

Раствор указанного состава при концентрации бентонитовой глины 4-6 мас,% имеет низкие значения фильтрации и структурно- механических, свойств.

Однако из-за низкой солестойкое™ метаса этот раствор предназначается в основном для бурения в разрезах, не содержащих солей и высокоминерализованных Пластовых вод, вызывающих коагуляционное загу- стевание раствора.

.Наиболее близхим техническим решением к заявляемому является буровой раствор, содержащий бентонит, метас, углещелочной реагент (УЩР) и воду. Совместная обработка малоглинистых растворов метасом и УЩР позволяет повысить устойчивость их к хлоркальциевой агрессии и сохранить фильтрационные свойства на уровне 4-10 см и предотвратить рост СНС при попадании до 1,5% CaCl2 в буровой раствор.

XI 00 00

ю ел ю

со

Недостатком данного раствора является высокое значение фильтрации (в среднем на уровне 6-7 см3/30 мин). Попадание хлористого, кальция в раствор, начиная с концентрации 1,4% вызывает резкий рост статического напряжения сдвига и при концентрации свыше 1,5% вызывает коагуля- ционное загущение.

Цель изобретения - снижение фильтра- ционных параметров при одновременном улучшении структурно-механических пара-: метров.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, акриловый полимер, воду, в качестве акрилового полимера содержит щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мае.%:

Глина3-6

Щелочной гидро- лизатсополимера

метакрилата бутила-

крилата и метакри- ..

ловой кислоты0.4-2,0 : Вода Остальное

Буровой раствор может содержать дополнительный ингредиент - флотореагёнт Т-80 - отход производства изопре ногюго каучука со стадии переработки масляного слоя синтеза диметилдирксана при производстве синтетического каучука в количестве 2 - 3% от массы бурового раствора.

Щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, .бутилакрилата и метакриловой кислоты представляет собой продукт (вязкую, мутную или прозрачную желтоватую жидкость), выпускаемый промышленностью по ТУ 6-01-1301-85.

Сополимер метилакрилата, бутилакри- лата и метакриловой кислоты имеет в составе макромолекул 62% бутилакриловых. звеньев, 35% бутилакриловых звеньев и 3% звеньев метакриловой кислоты Молекулярная масса данного сополимера составляет 10 -10 ед. Массовая доля сухого, вещества в гидролизате - не менее 7%. условная вязкость по вискозиметру ВЗ-4 не ниже 12 с, степень омыления 50-90%, плотность 1,04- 1,06 г/см3. .-.;.

Заявляемый раствор готовят следующим образом,

Глину распускают в воде при перемешивании на лопастной мешалке, после чего в суспензию вводят при перемешивании гидролизат. Т-80 вводят либо одновременно с гидролизато м..либо следом за ним. Перемешивание продолжают до полного дйспер- гирования компонентов - 3-5 часов.. Добавку соли в готовый раствор при проверке ее влияния на параметры раствора производят в % от объема водной фазы при перемешивании в течение 2-х часов. После чего Определяют параметры. П р и м е р 1. Необходимо приготовить 300 г раствора следующего состава, мас.%: Глина . 3 Гидролизат . - . в пересчете на активное

вещество0.,8 Вода ... Остальное 9 г глины при перемешивании на лопастной мешалке со скоростью 100-1500 об/мин диспергируют в 259 см3 воды в течение 1 ч. К полученной суспензии добавляютЗО,8 см3 гид рол из эта плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества. Перемешивание продолжают 4 ч. На вторые сутки замеряют параметры, значения которых составляют: вязкость условная на.воронке УВюоТюо 22 с: фильтрация по прибору В М-6 Фзо 3 см ; концентрация водородных ионов в фильтрате по индика- торной универсальной бумаге рН 10; статическое напряжение сдвига по прибору СНС-21/10 3/5 дПа; пластическая вязкость по прибору ВСН-3 / пл 39 СПз.

П р и м е р 2. Необходимо приготовить 300 г раствора следующего состава, мас.%: Глина5 Гидролизат . . в пересчете на активное

вещество 0.5 Т-80 . .. .3

Вода Остальное 15 г глины-при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют в 256 см3 воды в течение Т часа. К полученной суспензии при перемешивании добавляют 19,2 см3 гидролизата плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества, и последовательно 9 г Т-80. Перемешивание продолжают 4 ч, На вторые сутки замеряют параметры, значения которых составляют: условная вязкость Тюо 16 с; фильтрация Фзо 2 см3; содержание водородных ионов в фильтрате рН 9; пластическая вязкость лл 29 сПз..

П р и м е р 3. Необходимо приготовить раствор следующего состава, мас.%: Тлина . 3 Гидролизат . в пересчете .на активное

- вещество 2 Т-80 . 2

Вода (с добавкой

2% СаС12.от

объема водной

фазы)Остальное 9 г глины при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют 205 см3 воды в течение 1 ч. К полученной суспензии при перемешивании добавляют 76,9см3 гидролизата плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества, и последовательно с ним б гТ-80. Перемешивание продолжают 4 ч. На вторые сутки при перемешивании вводят 5,58 г пылевидного CaCi2, просеянного через сито №016. После 2-х ч перемешивания определяют параметры, значения которых составляют: условная вязкость Тюо 9 с; фильтрация Фзо 0 см3; статическое напряжение сдвига CHCi/ю О/О дПа: пластическая вязкость г Пл. 15 сПз.

Результаты испытаний заявляемого раствора приведены в табл.1 и 2. При этом порядок приготовления растворов аналогичен приведенному в примерах. Табл.3 иллюстрирует возможности использования гидролизата сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты с различными видами глинистых материалов. При этом гидролизат сополимера проявляет практически одинаковое стабилизирующее и флокулирующее действие.

. Заявляемые границы концентрации ингредиентов обусловлены следующим.

Использование в данном составе глины с содержанием менее 3 мас.% увеличивает фильтрацию до величин свыше 9 см3, повышение же ее содержания свыше 6 мас.% переведет раствор из разряда малоглинистых в глинистые, что в значительной степени отражается на технико-экономических показателях бурения, в связи с чем повышение содержания глины свыше 6% нерентабельно.

Повышение концентрации гидролизата свыше 2 мас.% активного вещества нерационально ввиду достижения при этом значения нулевой фильтрации. Дальнейшее повышение концентрации сильно повышает вязкость. Применение же концентрации ме- нее 0,1 мас.% приведет к высоким фильтрациям.

Выход содержания Т-80 за пределы концентрации 2-3 мас.% не вызывает резких изменений фильтрации и структурно- механических свойств.

Анализ экспериментальных данных до-, казывает преимущества заявляемого состава бурового раствора по сравнению с раствором-прототипом, позволяющего до- стичь более низких значений фильтрации и структурно-механических свойств.

Использование предлагаемого раствора позволит повысить технико-экономические показатели и предотвратить осложнения в процессе бурения.

Формула изобретения 1. Буровой раствор, содержащий глину, акриловой полимер и воду, отличающий- с я тем, что, с целью снижения его фильтра- ционных параметров при одновременном улучшении структурно-механических параметров, он в качестве акрилового полимера содержит щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакрило- вой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина3-6 Щелочной гидролизат сопо- лимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты 0,4-2,0 Вода Остальное -2. Раствор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он дополнительно содержит флото- реагент Т-80 - отход производства изопре- нового каучука со стадии переработки масляного слоя синтеза диметилдиоксана в количестве 2 - 3% от массы бурового раствора.

Таблица 1

Тебя

и ц а

Та бл и ца 3