Состав для бурения скважин и способ его приготовления Советский патент 1993 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно составам,используе- мым в процессе их промывки и проведении изоляционных работ.

Известен состав для бурения скважин, включающий глинистый буровой раствор, приготовленный на 15-20%-ном растворе Cad2, и раствор гипана 8-10% концентрации. Этот состав обладает эффективной тампонирующей способностью, однако сложен в получении, т.к. требует раздельного приготовления растворов бурового и гипана.

Известен состав для бурения скважин, включающий реагент-стабилизатор, отход производства диметилдиоксана,глину и воду. Наряду с высокой термостойкостью дан- ный состав обладает ограниченной областью применения (буровые растворы)

сложен в приготовлении, диспергирует шлам.

Прототипом предложенного технического решения является состав, включающий глину, воду, реагент Т-80, гипан и гудроны соапстока ГС растительных и животных жиров.

Наряду с высокими антифрикционными свойствами состав обладает и недостатками - низкой технологичностью, узким диапазоном функциональных возможностей и одновременно высокой диспергирующей способностью.

Цель изобретения - улучшение техноло- гичности состава и расширение его функциональныхвозможностей при одновременном снижении диспергирующей способности.

ч| 00 00

о о го

со

Поставленная цель достигается тем, что состав содержит глину, органический реагент-стабилизатор на основе гидролизован- ного полиэкрилонитрила, флотореагент Т-80 - отход производства синтетического каучука со стадии получения диоксана, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина16,4- 18,8

Органический

реагент-стабилизатор на

основегидролизованного полиакрилонитрила

(ГП)4,8-12,6 : Флотореагент

Т-80(оксаль)14,6-36,0

Вода .Остальное

Способ получения состава заключается в последовательном смешивании воды и ок- саля, растворении в полученной смеси ГП, введении в реакционную смесь глины. Иная последовательность введения ингредиентов не позволяет достичь поставленной цели. -. -.

В качестве ГП использовали реагенты: гипан (ТУ 6-01-254-81), К-9 и НР-6 (технические условия на производство реагентов отсутствуют).

Оксаль (Т-80) является побочным продуктом производства диметилдиоксана и представляет собой светло-коричневую жидкость плотностью 1060-1080 кг/м ; массовая доля ОН-групп составляет 23-36%; эфирное число 1,5-4 мг КОН/г; температура самовоспламенения 272°С. .

Для приготовления состава использовали палыгорскитовую, бентонитовую и гидрослюдистую глины (ТУ 39-044-74).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый состав отличается от известного количественным соотношением ингредиентов и способом его приготовления.

П р и м е р. В 550 г воды ввели 200 г оксаля и перемешивали раствор до однородного состояния. В полученной смеси растворили 80 г гипана и ввели 1,70т бентонита. После перемешивания смеси до однородного состояния состав пригоден для использования.

В соответствии с вышеизложенным примером были приготовлены различные рецептуры состава, отличающиеся соотношением ингредиентов (табл,1). .

Улучшение технологичности состава достигается за счет повышения его стабильности (отсутствует расслоение). Это позволяет исключить необходимость постоянного кондиционирования (перемешивания) раствора для предотвращения расслоения. В емкостях не образуется на поверхности раствора слой. ГС, загустевающий при понижении

температуры, улучшаются условия работы дозаторов и других устройств..

Расширение .функциональных возможностей.состава достигается за счет использования его в качестве:

а) Бурового раствора. Для этого состав разбавляют водой и при необходимости обрабатывают различными функциональными добавками, например, утяжелителем.

б) Тампона для изоляции зон поглощения или иной технологической жидкости с высокой вязкостью.

Диспергирующую способность исследованных рецептур составов оценивали по общепринятой методике путем прокатывания в.них глинистого шлама. Поскольку известный и предложенный составы содержат различное количество воды, что изначально предопределяет их неравнозначность в отношении Диспергирования шлама, то с

целью исключения этого фактора исследуемые составы приготавливали одинаковой концентрации.

. Методика оценки диспергирующей способности заключалась в следующем.

В автоклав установки УТ-1 заливали 400 см исследуемого состава и засыпали 50 г шлама (Мо). Гранулометрически шлам представлен остатком на сите прибора СПВ-5. В минералогическом отношении представляет собой аргиллит с преобладанием минералов типа монтмориллонита. Исследуемый состав прогревали до 60°С и выдерживали при этой температуре в течение 4-х часов. Во время термостатирования автоклав вращался с частотой 6 об/мин. По завершении термостатирования раствор охлаждали до нормальной температуры и пропускали через сито прибора СПВ-5. Остаток на сите высушивали при температуре 105°С (М). По

результатам опыта вычисляли коэффициент диспергирования Кд М/МС.

В табл.2 приведены примеры использо-. вания предложенного состава в качестве бурового раствора. Различные варианты рецептур состава разбавляли водой до достижения концентрации реагента-стабилизатора 0,5%. Анализ технологических свойств растворов показывает, что для известного и предложенного технических решений они, кроме эффективной вязкости 7/Эф, находятся в cpnoctaBHMbix пределах (измеряли условную вязкость - УВ, водоотдачу - В, статическое напряжение сдвига - CHCi/ю). Плотность исследованных растворов составляла 1095 кг/м а показатель концентрации ионов водорода находился в пределах рН 7,8 - 8,1.

Эффективная вязкость /Эф.-предложенных растворов (табл.2, М 2, 3, 4), изме- ренная при градиенте скорости 3000 с-1, меньше таковой у известного раствора ( 7), что предопределяет и меньшие энергетические затраты на циркуляцию раствора.

Предложенные растворы превосходят известный по диспергирующей способности. При этом, если не придерживаться требуемого порядка ввода ингредиентов, то .Кд. 0,49. В аналогичной по составу рецептуре № 3, приготовленной предложенным способом, Кд 0,58. Таким образом, при не соблюдении указанной последовательности ввода ингредиентов цель изобретения в частности снижение диспергирующей спо- собности.не достигается.

Предложенный состав можно использовать при различных технологических операциях в бурении, например, в качестве тампона при изоляции.зон поглощения или буферной жидкости. Пригодность состава для этих целей можно оценить на качественном уровне по его эффективной вязкости 7/эф при градиенте скорости 100 .

Из данных табл.1 следует, что эффективная вязкость предложенного состава во всем диапазоне концентраций ингредиентов, в том числен для запредельных концентраций ингредиентов, выше чем у известного (табл.1, ЬЬ 7). Это обусловлено среди прочих причин еще и тем, что сравни- ваемые составы (известный и предложенный) существенно разнятся-по количеству реагента-стабилизатора и глины. Однако простое увеличение содержания ингредиентов (табл.1, № 6), не обеспечивает дости- жеиия поставленной цели. В предложенном составе в пределах заявленных концентраций ингредиентов имеет место резкое увеличение вязкостных свойств (№ 2, 3, 4) по сравнению с запредельными концентрации ями (N 1, 5). Следовательно, эффект резкого повышения вязкостных свойств состава имеет место только при совокупности признаков, отраженных в формуле изобретения. Аналогичный вывод следует и из сопоставления диспергирующей способности исследованных составов. Предложенный состав (табл.1, № 2, 3, 4) благодаря низкой диспергирующей способности (Кд 0,92-0,96), в отличие от известного (Мг7) можно оставлять при различных технологических операциях на длительное время в зоне неустойчивых глинистых пород или пластов-коллекторов. Благодаря этому его

можно использовать в качестве буровых растворов при бурении в неустойчивых отложениях. Наряду с указанными выше преимуществами предложенный состав не оказывает разупрочняющего влияния на глинистые породы, обеспечивает сохранение коллекторских свойств пластов, обладает приемлемыми экологическими характеристиками.

Предложенный состав совместим со всеми использующимися в бурении реагентами различных классов (гуматы, фосфаты, лигносульфонаты, полисахариды, ПАВ и др.). В сочетании с известными реагентами в том числе и зарубежными, - понизителями фильтрации, разжижителями, ингибиторами гидратации глинистых минералов, тер- мостабилизирующими добавками, эмульгаторами, пеногасителями, бактерицидами, ингибиторами коррозии, сероводо- родонейтрализующимии серово до родоп о тощающими добавками, флокулянтами, пенообразователями, коль- матантами, структурообразователями, утя- жителями и др. могут быть получены полифункциональные составы для бурения, заканчивать и ремонта скважин (вязко-упругие разделители, буферные жидкости, жидкости для глушения и гидроразрыва скважин, жидкости затворения и др. для обработки тампонажных растворов), а также для добычи, транспорта и хранения углеводородов (борьба с отложениями асфальто- смолистых и парафиновых отложений, гидравлический разрыв пласта, обработка призабойной зоны пласта, изоляция притока пластовых вод, подавление роста суль- фатвосстанавливающих бактерий и др., а также для других отраслей промышленности).

Фор мула изобретен и я 1. Состав для бурения скважин, включающий глину, органический реагент-стабилизатор на основе гидролизовэнного полиакрилонитрила, флотореагент Т-80 - отход производства синтетического каучука со стадии получения диоксана и воду, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения технологического состава и расширения его функциональных возможностей при одновременном снижении диспергирующей способности, он содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мае. %:

Глина 16,4-18,8 Органический реагент-стабилизатор на основе гмдроли- зованного полиакрилонитрилаФлотореагент Т-80 - отход производства синтетического каучука со стадии получения диок- сана Вода

воду глины, органического реагента-стабилизатора на основе гидролизованного поли- акрилонитрила и флотореагента Т-80, отличающийся тем, что перед введением глины в воде последовательно растворяют флотореагент Т-80 и органический реагент- стабилизатор на основе гидролизованного полиакрилонитрила.

Использование: бурение скважин. Сущность: состав включает ингредиенты при следующем их соотношении (мас.%): глина 16,4-18,8; органический реагент-стабилизатор на основе гидролизованного лолиакри- лонитрила 4,8-12,6; флотореагент Т-80 - отход производства синтетического каучука со стадии производства диоксана 14,6-36,0; вода - остальное. Способ приготовления реагента заключается в последовательном смешении с водой флотореагента Т-80, реагента-стабилизатора с последующим введением в полученный раствор глины. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

2. Способ приготовления состава для бурения скважин, включающий введение в

Рецептуры исследованных составов

Использование предложенного состава в качестве бурого раствора

Таблица 1

Таблица 2