Реагент для обработки буровых растворов Советский патент 1993 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к реагентам для приготовления и обработки буровых растворов.

Известен реагент для обработки буровых растворов, содержащий полиакриламид и щелочной раствор гуматов калия или натрия.

Недостатком данного реагента является низкая стабилизирующая способность в минерализованных буровых растворах.

Известен реагент для обработки бурового раствора( содержащий акриловый полимер, гидроксид натрия, гуматы, сульфат натрия и воду.

Недостатками указанного реагента являются невысокая эффективность, что приводит к очень большому его расходу (15 20% от объема раствора) и низкая ингибиру- ющая способность в пресных и минерализованных буровых растворах.

Целью изобретения является повышение ингибирующей и стабилизирующей способности реагента в пресных и минерализованных буровых растворах.

Поставленная цель достигается тем, что реагент, включающий акриловый полимер и водорастворимые гуматы, дополнительно содержит акриловый олигомер при следующем соотношении компонентов, мае. %: Акриловый полимер10-30 Водорастворимые гуматы 60-88 Акриловый олигомер 2-10 В качестве акрилового полимера реагент содержит, например, гипан (ТУ 6-01- 16.6-74) или нитронный реагент (НР-5) (РД

Ч

О

-ч

00

39-0147009-734-89 Инструкция по рецептурам, технологии приготовления и химической обработке буровых растворов, Краснодар, 1989, с.43-46), в качестве водорастворимых гуматов используют, например, углещелочной реагент (ТУ 39-01-247-76) или гуматно-калевый реагент (ТУ 39-932-84), в качестве акрилового олиго- мера используют, например, акриловый раз- жижитель для буровых растворов недиспергирующего типа (ОЛД-04А) (ТУ 6-02- 26-88) или низкомолекулярный гидролизо- ванный прлиакрилонитрил марки ВПР (П) (Технологический регламент ДПО Оргстек- ло).

Отличительной особенностью изобретения является синергетический эффект, обусловленный различным и взаимодополняющим молекулярно-массовым распределением веществ при совместном действии на глинистую фазу бурового раствора гуматов, акриловых полимера и олигомера.

Для оценки свойств реагента приготавливают образцы с различным содержанием компонентов, состав которых приведен в табл.1, .

Реагенты получают следующим образом.

Прототип. Для получения 1000 г жидкого реагента в стеклянную емкость вместимостью 2000 мл заливают 730 г воды и при постоянном перемешивании лабораторной мешалкой последовательно растворяют в ней 70 г NaOH, 50 г УЩР и 50 г Na2SOf Затем в полученную смесь вводят 100 г отходов нитронного волокна и после выдерживания на водяной бане в течение 5 ч охлаждают до комнатной температуры.

В результате получают жидкий реагент следующего состава; акриловый полимер 5%, гидроксид натрия 7%, водорастворимые гуматы 5%, сульфат натрия 5%, вода - остальное.

Реагент состава 2. Для получения 100 кг сухого реагента в реактор заливают 700 л воды и нагревают ее до 60°С. Затем при постоянном перемешивании с интервалом в 40 - 6.0 мин последовательно добавляют 33,3 кг 15%-ного водного раствора гипана (5,0 кг в пересчете на сухое вещество), 125,3 кг порошкообразного УЩР (94,0 кг в пересчете на сухое вещество) и 2,5 кг ОЛД-04А (1,0 кг в пересчете на сухое вещество). Полученную суспензию перемешивают в течение 60 мин и высушивают с помощью аппарата РКСГ (сушилка распылительная

кипящего слоя с гранулированием) или сушилок других типов (вальцевая, распыли. тельная и т.д.).

В результате получают сухой реагент следующего состава: акриловый полимер 5%, водорастворимые гуматы 94% и акриловый олигомер 1 %.

Реагент состава № 5. Технология получения аналогична составу 2 с той разницей, что расход компонентов составляет: 15%- ный водный раствор гипана 133,3 кг (20 кг в пересчете на сухое вещество), ГКР 98,7 кг

0 (74 кг в пересчете на сухое вещество), ОЯД- 04А 15,0 кг (6 кг в пересчете на сухое вещество).

В результате получают сухой реагент следующего состава: акриловый полимер

5 20%, водорастворимые гуматы 74%, акриловый олигомер 6%.

Образцы реагентов других составов получены аналогично,

Эффективность действия реагента оце0 нивают на следующих рецептурах глинистых буровых растворов.

Рецептура 1 (пресный раствор), мас.%: бентонит марки ПБГМ 4,0, каолин-гидрослюдистый глинопорошок марки ПКГ 11,0

5 вода - остальное.

Рецептура 2 (соленасыщенный раствор), мас.%: бентонит марки ПБГМ 4,0, каолин-гид рос люд исты и глинопорошок марки ПКГ 11,0, хлористый натрий 30,0, вода

0 - остальное.

Технологические свойства буровых растворов определяют на стандартных приборах в соответствии с РД 39-2-645-81 Методика контроля параметров буровых

5 растворов.

Стабилизирующие свойства реагентов и их термостойкость оценивают по показателю фильтрации (Ф, см3) при температуре 20°С и после термостатирования в течение

0 б ч при 200°С (пресный раствор) и 170°С (минерализованный раствор).

Ингибирующие свойства реагентов оценивают по показателю диспергирующей способности (Д, %), который определяют по

5 стандартной методике (Competistion and

Performance analysis of water drlllirid fluids. M., 1976.-перевод Ms 1871, брошюра фирмы

Mogcobar (Dresser) Д 125, 45 M, 46 - 0002).

Опыт 1 (прототип), Для приготовления

0 ЮОО г бурового раствора в эксикатор вместимостью 2000 мл заливают 810,0 г воды, засыпают 40,0 г бентонитового глинопо- рошка марки ПБГМ и перемешивают лабораторной мешалкой в течение 60 мин. Затем

5 добавляют 50,0 г жидкого реагента (прототип) и перемешивают в течение 30 мин. После этого добавляют 110,0 г глинопорошка марки ПКГ и после перемешивания в течение 30 мин измеряют показатели свойств бурового раствора.

Показатель фильтрации 8,5 см (до прогрева) и 12,0 см3 (после прогрева), а показатель диспергирующей способности 84,1 %.

Опыт 2. Для приготовления 1000 г бурового раствора в эксикатор заливают 850,0 г воды, засыпают 40,0 г бентонитового глино- порошка марки ПБГМ и перемешивают в течение 60 мин, Затем добавляют 10,0 г сухого реагента состава 3 и перемешивают в течение 30 мин. После этого.добавляют 110,0 г каолин-гидрослюдистого глинопо- рошка марки ПКГ и после перемешивания в течение 30 мин измеряют показатели свойств бурового раствора.

Показатель фильтрации до и после прогрева соответственно 4, 5 см и 5,5 см , а показатель диспергирующей способности 90,3%.... .

Результаты опытов приведены в табл.2.

Как видно из приведенных данных, чистые гуматные реагенты (составы 1 и 8) обладают недостаточно высокими стабилизирующими (Ф 9,0 см3) и низкими инги- бирующими (Д 76 - 77%) свойствами в пресных буровых растворах. Добавка акриловых полимера и олигомера в количествах соответственно 5 % и 1 % (состав 2) не приводит к значительному улучшению стабилизирующих и ингибирующих свойств реагента.

Реагент составов 3-6,9,10, содержащий 60 - 88% водорастворимых гуматов,

10 - 30% акрилового полимера и 2 - 10% акрилового олигомера, обладает повышенными стабилизирующими и ингибирующими свойствами как в пресном (Ф - 3,5 - 4,5 см ,

Д 89,8 - 94,0 %), так и в соленасыщенном (Ф 3,5 - 5,5 см3. Д 94,0 - 97,1 %) буровых растворах. Прогрев раствора при температурах соответственно 200°С и 170°С не привел к заметному росту показателя фильтрации (Ф 3,5 - 7,5 см ), что свидетельствует о высокой термостойкости указанных составов.

Дальнейшее увеличение в реагенте кон- центрации акриловых полимера и олигомера (состав 7) не приводит к значительному росту стабилизирующей способности реагента (Ф 3,5-5,0 см4 и несколько ухудшает его ингибирующие свойства (Д 81,4 83,3 %). . ;

Предлагаемый реагент, содержащий водорастворимые гуматы, акриловые полимер и олигомер, устраняет недостатки прототипа а именно обладает повышенной стабилизирующей и ингибирующей способностями и позволяет снизить расход реагента при обработке буровых растворов и предупредить осложнения, связанные с неустойчивостью стенок скважины. Реагент может быть использован при бурении скважин в сложных горно-ге- ологических условиях.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: реагент получают высушиванием водной суспензии, включающей в себя акриловый полимер, гипан или нитронный реагент НР-5 в количестве 10-30%, водорастворимые гуматы, например УШР или ГКР, а количестве 66- 88% и дополнительно содержащей акриловый олигрмер, например ОЛД-04А или низкомолекулярный гипан-ВПР(П), в количестве 2-10%. Применение данного реагента обеспечивает снижение расхода реагента при обработке бурового раствора и предупреждение осложнений, связанных с неустойчивостью стенок скважин. 3 з.п, ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения .1. Реагент для обработки буровых растворов, включающий акриловый полимер и водорастворимые гуматы, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения стабилизирующей и ингибирующей способностей реагента в пресных и минерализованных буровых растворах, он дополнительно содержит акриловый олигомер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

акриловый полимер10-30;

водорастворимые гуматы 60-88;

акриловый олигомер2-10.

тем, что в качестве акрилового олигомера он

. содержит акриловый разжижитель ОЛД-04А

или низкомолекуля рный гидролизованный

полиакрилонитрил. .

нр-5. . ;

Таблица2 Влияние состава реагента на технологические свойства буровых растворов

ходный раствор

Прототип

3

4

5

6

9

10

1

2

7

8

5,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 1,0 1,0 2,0

ходный раствор

Прототип 10,0

3

4

5

6

9

Ю 2

7

з.о

3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

34

60

39

39

38

38

40

1)9

46

49

48

156

88

68

74

45

52

60

48

96

95

1

46

2

9

2

3

7

6

1

9

18,5

И,5

4,5

4,0

4,0

3,5

,o

,0

9,0

Ь,5

5,0

9,0

40,0

9,0

5,0

5,5

45

3,5

5,0

4,0

31,0

4,0

65,2

84,1

90,3

89,3

92,0

91,7

93,5

91,0

76,0

79,4

82,2

53,0

85,0

96,4

96,2

96,8

97,1

96,0

96,6

64,1

83,3

н.т.

66

43

41

М

42

40

42

53

50

51 51

. н.т. 112 74 76 50 62 62 64 127 117

40 12,0 5,5 4,5 4,0 3,5 5,0 45 11,5 10,5 7,5 11,0 40 145 7,5 6,5 6,0 4,0 7,0 5,0 40 5,0