Буровой раствор Советский патент 1993 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяемым для проводки скважин в сложных геологических условиях.;

Цель изобретения - повышение ингиби- рующего действия бурового раствора при одновременном снижении его вязкости и повышении солестойкости.

Применение раствора с указанными свойствами предотвращает дмслергирова- ние выбуренных пород: обеспечивает улучшение очистки забоя скважины; повышает механическую скорость и проходку на долото; исключает наработку раствора; за счет пониженной вязкости осуществляется на забое реализация большой гидравлической

. . :.

мощности; повышение ингибирующего действия и солестойкости позволяет применять раствор не только для бурения в глинистых, но и в соленосных отложениях.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержит структурообра- зователь, полимер акрилового ряда, модифицированный лигносульфонат, регулятор рН и воду, а в качестве структурообразова- теля он содержит глиносолевой шлам - отход производства калийных удобрений при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глиносолевой шлам - отход производства калийных удобрений5-20 Акриловый полимер 0,5-1,0

00

о

СлЭ

VJ ю

Регулятор рН0,1-0,5

Модифицированный

лигн осульфонат4-6

ВодаОстальное

В предлагаемом растворе регулятором являются гидрооксидь калия или натрия, осуществляющие щелочной гидролиз акрилового полимера.

Одним из существенных отличий предлагаемого бурового раствора является применение в качестве разжижителя модифицированного лигносульфоната - феррохромпигносульфоната (ФХЛС), содержащего в своём составе катионы поливалентных металлов ре3 и С г , обладающих повышенной способностью к комплексооб-. разеванию и ингибированию. ..

При этом совместное использование в данной системе ФХЛС и термосолестойкого полимера акрилового ряда М-14, являющегося сополимером метакриловой кислоты с метилметакрилатом, позволяет создать в растворе пространственную структуру, т.к. повышенная способность указанных поливалентных катионов из. состава ФХЛС к комплексообразованию определяет их возможность образовывать с макромолекулами полимера полимеркомплексные соединения типа металл + полимер.

ФХЛС снижает также показатель фильтрации раствора и предотвращает его загу- щение.

Однако образованная полймерокомп- лексная структура не обладает достаточными прочностными характеристиками, необходимыми для обеспечения приемлемых технологических параметров раствора.

Для упрочнения структуры вводится глиносолевой шлам - отход производства калийных удобрений. Химический состав глиносолевого шлама показывает, что основа этого комплекса представлена нерастворимым в воде остатком (глиной), содержание которого достигает 65%, который и служит дополнительными структуро- образователем, а также солями, в основном, NaCI и КС с незначительным содержанием примесей CaSCta, CaClz, MgCfe.

Глинистый материал данного комплекса относится к магнезиально-калиевым гидрослюдам (иллитам), для которых характерна низкая величина обменной емкости, что характеризует его как солестойкий материал. Одновременное использование в Данном составе термосолестойкого акрилового полимера М-14 и солестойкого компонента глиносолевого шлама в результате проявления синергети- ч ского эффекта придает повышенную солестойкость предлагаемому буровому раство. РУ- . ..-. . ..... . .

Существенным отличием данного раствора является также совместное комплексное сочетание катионов Са2+, Mg2+, Na и К4 из состава глиносолевого шлама, обладающих ингибирующими свойствами/и катионов Fe3 и Сг из состава ФХЛС, также обладающих способностью к ингибированйю, что создает высокий ингибирующий эффект, в результате чего раствор приобретает недиспергирующие свойства при наличии низких значений условной вязкости, а это является новыми положительными свой5 ства.ми по сравнению с известным техническим решением.

Пример 1. Для приготовления 500 г раствора в 452 г воды растворяют 0,5 г щелочи, вводят 2,5 г акрилового полимера М-14,25 г

0 глиносолевого шлама и диспергируют на лопастной мешалке в течение 30 мин. Затем постепенно вводят 20 г ФХЛС, раствор продолжают перемешивать в течение часа, после чего замеряют параметры.

5 Растворы по примерам 1-15 готовят аналогично. Результаты лабораторных исследований различных вариантов предлагаемого раствора и известных приведены в табл. 1. Из табл.1 следует, что оптимальные па0 раметры раствора ограничены ранее указанным содержанием компонентов. В пределах указанных концентраций раствор обладает вполне технологичными характеристиками. Ниже указанных пределов рас5 твор имеет неудовлетворительные показатели фильтрации, а дальнейшее увеличение содержания компонентов существенного влияния на технологические параметры бурового раствора не оказывает.

0 Из табл. 1 следует также, что по сравнению с известным техническим решением раствор обладает более низкими показателями условной вязкости.

Как результат высокого ингибирующего

5 действия недиспергирующие свойства раствора оценивались визуальным методом по седиментационному расслоению в процессе отстоя (табл.2).

В сравнении с известным предлагае0 мый буровой раствор обнаруживает устойчивую способность к отделению введенной в него избыточной твердой фазы при сохранении технологических параметров близких к исходным табл.1.

5 Солестойкость предлагаемого раствора подтверждается данными табл.3. При введении солей одно- и поливалентных метал-, лов буровой раствор в отличие от известных сохраняет вполне технологичные параметры.

Форму л а и з о б р е т е ни я Буровой раствор, содержащий структу- рообразователь, полимер акрилового ряда, модифицированный лигносульфрнат, fiery- лятор рН и воду; о т л и ч а ю ш, и и с я тем, что, с целью повышения его мнгибирующего действия при одновременном снижении его вязкости и повышении сойестрйкости, он в качестве структурообразователя содержит гдиносолевой шлам - отход производства

калийных удобрений при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Глйносолееой шлам -отход

производства калийных

удобрений Акриловый полимер Регулятор рН Модифицированный лигйо-сульфонат Вода

0.5-1,0 0,1-0,5

4-6 Остальное

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: буровой раствор содержит, мае. %; полимер акрилового ряда 0,5-1,0, глиносолевой шлам - отход производства калийных удобрений 5-20, регулятор рН 0,1-0,5, модифицированный лиг- носульфонат 4-6, вода - остальное. 3 табл. (Л С

Сравнительная хфакт9рис;така твхнояогич ских параметров растворов;

Таблица 1

Удаление глинистой фазы из растворов

Характеристика солестойкости раствора

Таблица 2

Таблица Э