Способ химической обработки бурового раствора в процессе бурения скважин Советский патент 1981 года по МПК C09K7/02 

(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к бурению нефтяных, газбвых и других скважин, в частности к химической обработке буровых растворов.

Известен способ обработки буровых растворов полиакриламидом 1.

Недостатком указанного способа является то, что-полученный раствор интенсивно обогащается частицами разбуриваемых пород, приводит, к повышению противодавления на разбуриваемые породы.

Известен также способ химической обработки буровых растворов b процессе бурения скважин, включающий введение коагулянта в выходящий из скважины буровой раствор с последующим удалением скоагулировавших частиц 12 .

Недостатком такого способа является только частичная коагуляция раствора, не обеспечивающая удаления из бурового раствора избытка частиц разбуриваемых пород и .избытка твердой фазы из-да одноименности заряда частиц и коагулянтой.

Цель изобретения - повышение качества обработки за счёт улучшения удаления из раствора частиц выбуренной породы и избытка твердой фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в буровой раствор перед закачкой его в скважину вводят активаторы, а в качестве коагулянта используют водный раствор полиакриламида или жидкого стекла.

10

А{ тиваторы смешиваются .с буровым раствором за счет турбулентности потока раствора, подаваемого в скважину, и активируют поверхность вновь поступающих частиц разбуривае15мых пород путем снижения .электрокинетического потенциала и увеличения количества и размеров активных положительно заряженных центров, благодаря которым происходит эффек20тивное закрепление полиакриламида или жидкого стекла и образование флокул. Флокулы не разрушаются, поскольку полиакриламид или жидкое стекло вводят в выходящий из сква25жины раствор, имеющий ламинарное движение. Флокулы легко удаляются механическими очистными устройствами или оседают при низких структурномеханических свойствах раствора в отстойниках.

30

В качестве активаторов используются водные растворы хлоридов и сульфатов металлов, например хлористого натрия или хлористого калия, или хлористого аммония, или сернокислого железа, или сернокислого алюминия, суспензии гидроокисей металлов, например гидроокиси кальция или гидроокиси железа, или гидроокиси аммония, водные растворы поверхностно-активных веществ/ например катапина А или ОП-10. Применяется сернокислое железо закисное и окисное.

Эффективны также другие соли, гидроокиси и ПАВ. Активаторы вводят в количестве 0,05-0,5 вес.%, коагуляторы - О ,01-0,1% от веса сухих веществ в объеме бурового раствора.

Указанная обработка приводит к накоплению в буровом растворе хлористого натрия или хлористого калия, или хлористого аммония, или сернокислого железа, или .сернокислого аммония. Эффективная флокуляция происходит при содержании хлористого натрия или хлористого калия, или хлористого аммония 0-10 вес.%, содержание сернокислого железа или сернокислого алюминия 0-3 вес.%.

Проведена проверка эффективности предлагаемого способа в лабораторных условиях. В емкость заливали 300 см бурового раствора, добавляли в него О,15-1,5%-активатора, например сернокислого железа,, затем перемешивали при 3 тыс. о. в течение 2-х ч. В процессе перемешивания в раствор вводили 10% гидратированного глинопорошка из расчета на сухОй вес, После двух часового переливания снижали обороты мешалки до 60-90 об./мин и добавляли при перемешивании 0,030,3 кг полиакриламида или жидкого стекла и черей 5 мин раствор процеживали сквозь сетку с ячейками 1x2 мм.

Об эффективности судили по плотности растворов, концентрации твердой фазы, структурно-механических свойст. вах и росту механической скорости, рассчитанной по номограмме в сравнении с известными способами.

Ввод активаторов перед перемешиванием бурового раствора и перемешивание его под мешалкой при 3 тыЬ.об/мин имитирует ввод активаторов в буровые растворы при закачке их в скважину и турбулентност1з потока бурового раствора.

Добавление гидратированного глинопорошка при 3 тыс.об/мин имитирует

обогащение раствора частицами разбуриваемых пород. Ввод полиакриламида или жидкого стекла в буровой раствор при 20-30 ой/мин имитирует ввод полиакриламида или жидкого стекла 5 в буровые растворы, выходящие из скважины.

Ввод активаторовв очищенные растворы перед закачкой в скважину и обработка их коагуляторами при выхоQ де ИЗ скважины позволяет эффективно удалять из раствора частицы выбуренной породы и избыток твердой фазы, что позволяет поддерживать низкими его плотность, концентрацию твердой фазы и структурно механичес5 кие свойства, повысить механическую .скорость бурения в среднем на 25%.

Формула изобретения

Q 1. Способ химической обработки бурового раствора в процессе бурения скважин, включающий введение коагулянта в выходящий из скважины буровой раствор и последующее удаление из раствора скоагулировавших частиц,

5 отличающийся тем, что, С целью повышения качества обработки за счет улучшения удаления из раствора частиц выбуренной породы и избытка твердой фазы, в буровой раствор перед закачкой его в скважину вводят активаторы, а в качестве коа гулянта используют водный раствор . полиакриламида или жидкого стекла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 2. Авторское свидетельство СССР № 38612.3, кл. С 09 К 7/02, 1966 (прототип).