Буровой раствор Советский патент 1980 года по МПК C09K7/02 

(54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к буровым раст ворам, в частности к буровым растворам на водной основе, и может быть исноль-г зовано для бурения глубоких скважин на нефть и газ. Известные для стабилизации таких раст воров реагенты-Стабилизаторы - гидроли- зованный полиакрилонитрил, крахмал и карбоксиметилцеллюлоза с повышением температуры до 150-180 С и увеличением минерализации резко снижают свою ак тивность, так как они подвергаются термоокислительной деструкции с потерей стабилизирующих свойств jlj . Известны буровые растворы, содержа- щие водную суспензию неорганических твердых частиц, реагент-стабилизатор из группы: гидролизованный полиакрилнитрил, крахмал, и карбоксиметилцеллюлоза и ан- тиоксидант (фенол, гидрохинон и др.), сни жающий термоокислительную деструкцию реагента-стабилизатора 2, Однако известные буровые растворы не обладают достаточно высокой термоста бильностью и устойчивостью к полиминеральной агрессии, что проявляется в резком повышении водоотдачи и ухудшении структурно-механических свойств. Смазочная способность ивестных буровых растворов резко снижается при повышении температуры и минерализации, что приводит к снижению скорости бурения, проходки на долото и увеличению вероятности прихвата бурильного инструмента. Цель изобретения - повышение термостабильности бурового раствора, устойчивости его к полиминеральной агрессии с одновременным увеличением смазочной способности в условиях высокой температуры. Для достижения указанрюй цели в буровой раствор, содержащий водную суспензию неорганических твердых частиц и ре- агенч -стабилизатор, вводят в качестве ан тиоксиданта терпеновые полимеры с молекулярным весом 2 18-456 при следующем соотношении компонентов, вес.%: Реагент-стабилизатор . 0,25-4 ТерпёШвые полимеры6,25-4 Водная суспейзия неорганическюс твердых -частицОстальное. Терпеновые полимеры (продукт полимеризации моноциклических терпеновых углевОдор Дов, полученный при производстве (4,7,7 -триметилбицикло-( 1,2,2)-ге танон- 3) характеризуются еле Дующим и физико-химическими показателями: Молекулярный вес2i8-456 Показатель 1,4959-1,5226 преломления КисйсУгйое число, мг КОН/Г продукту 10-36 Плотность при , г/см 0,920-0,987 В icfiHectBe pear ёнта-стабйлиза тори можно использовать гидролизовянный поли акрилонитрил или крахмал или карбоксиметилцеллЬлозу.Техйолйг йя прйготовпёнйя npe/fJiaraeM г6 бурового раствора за ключается в совlytectHOM или раздельном добавлении к во ной суспензии йеорганических твердых ве шеств реагента-стабилизатора в количес ве 0,2 5-4 вес,% и терпеновых полимеро В количестве 0,25-4 вес,% и интенсивно .их перемешивании. Реагент-стабилизатор и терпеновыб полимеры предпочтительно вводить в буровой раствор в виде смеси в соотно1 ении 1:1 при рН среды 9-9,5. Для экспериментальной проверки иэобгретения приготавливают минерализованный буровой раствор, содержащий вес.%: КонстантиновскиЙ глинопорошокХлористый натрий Хлористый кальций 2 Остальное, Этот буровой раствор разделяют на три партии, каждую из которых стабилизируют или гидрол:изованным полиакрилопитрилом, или крахмалом, или карбоксиметилцеллюло- ЗОЙ. На основе каждой партии приготавливают по 6 композиций буровых растворов введением различных антиоксидантов (см, таблицу). Термостабильность и устойчивость бурового раствора к полиминеральной агрессии оценивают по изменению величины водоотдачи и статического напряжения сдвига до термостатирования и после термостатирования раствора в течение 3 ч при . Количественный состав и результаты экспериментальных исследований бурового раствора с антиоксида нтами приведены в таблице. 7 :. Результаты экспериментов noKadiblBaraT, что стабилизация буров ого раствора с применением в качестве антиькгбидаита Tepnteновых полимеров в количестве 0,25-4вес, позволяет сохранить водоотдачу и статическое напряжение сдв.ига без су,щественных изменений при 220°С в условиях полиминеральной агрессии. Экспериментами установлено, что буровой pacTBOpi стабилизированный полиакрилнитрилом, крахмалом и КМЦ-5ОО в присутствии VepneHOBbDt йолимёров, превышает прочность смазочных пленок известных буровых растворов в 2-4 раза. Проведенные эксперименты подтверкдают весовую термо- и солестойкрсть и сма зочную способность бурового раствора, о работанного реагентами-стабилизаторами с добавкой терпеновьк полимеров. Испытания показывают, что предложен- ный буровой раствор обеспечивает успешную проводку глубоких разведочных скважин при забойных температурах свыше 15О G в условиях полиминеральной агрессии. При бурении скважин в мощных хемо- генных отложениях с применением бурового раствора, ингибированного терпбновы- ми полимерами, водоотдача находится в пределах 4-7 мл/30 мин, периодичность химобработки бурового раствора составляет 20-30 сут. В случае применения терпековых полимеров расход химреагентов сокращается в 6-8 раз. Высокая смазочная способность предложенного бурового раствора позволяет увеличить проходву на долото на 16-20% и механическую скорость бурения на 4-8%, Формула изобретения 1. Буровой раствор, содержащий водную суспензию. неорганических твердых астиц, реагент-стабилизатор и актиоксиант, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, целью повышения термостабильности аствора до 220 С и устойчивости к по- иминеральной агрессии при одновременом увеличении смазочных свойств, в каестве антиоксиданта раствор содержит ерпеновые полимеры с молекулярным веом 218-456 при следующем соотношении нгредиентов, вес,%; Реагентм:табилизатор0,25-4 Терпеновые полимеры0,25-4 Водная.суспензия неорганических твердьпс частицОстальное 2.Раствор по п. 1, отличаюш и .и с я тем, что в качестве терпено вых полимеров используют продукт полимеризации моноциклических терпеновых углеводородов, полученный при производстве (4,7,7-триметилбицикло-(1,2,-2)гептанон3), 3.Раствор по п. 1, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что в качестве реагентастабилизатора используют гидролизованный полиакрилонитрил или крахмал, или карбоксиметилцеллюлозу, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США Ns 2867584, кл. 252-8,5, опублик, 1959. 2,Городнов В. Д. и др. Исследование глин и новые рецептуры глинистых растворов, М,, Недра, 1975, с,- 202 (прототип).