Буровой раствор Советский патент 1981 года по МПК C09K7/04 

1

Изобретение относится к водньям буровым растворам, применяемым для бурения нефтяных и газовых скважин, сложенных слабоустойчивыми легконабухающими и размокающими глинистыми породами, склонными к осыпям и обвалам.

Известны водные ингибированные буровые растворы, содержащие глину, понизители водоотдачи, разжижители и ингибирующие добавки 1.

Однако эти буровые растворы обладают серьезными недостатками. Tak, широко распространенные кальциевые растворы - известковые, гипсовые, гипсоизвестковые, хлоркальциевые и др. - характеризуются низкой (100 ) термостойкостью. Трудность регулирования 15еологических и фильтрац(онных показателей хлоркалиевых буровых растворов также ограничивает область их применения.

Наиболее близок к предлагаемому буровой раствор, состоящий из глинистой суспензии, высокощелочной (рН 1%-ного раствора 12) натриевой соли алюминиевой кислоты (алюмината натрия) и сульфит-спиртовой барды (ССБ). Алюминат натрия и ССБ взяты в количествах 0,3-1,2% и

5-15% от объема бурового раствора соответственно. Ингибирующий эффект достигается за счет взаимодействия алюмината натрия с глинистыми породами 2 .

Недостатком указанного раствора .является низкая термостойкость (до 100С)из-за высокой щелочности (рН 12)

Цель изобретения - повышение ин10гибирующей способности бурового раствора в условиях высоких (до ) забойных температур.

Для достижения указанной цели ингредиенты взяты в следующих соот15ношениях, мас.%:

Глина5-10

Модифицированный лигносульфонат 1-3 Алюмокалиевые квас20цы0,3-0,5 Акриловый полимер, например метас О,3-0,5 Гидроксид калия 0,1-0,3 Вода Остсшьное

25 При этом в качестве модифицированного лигносульфоната раствор содержит окзил.

В таблице представлены составы и показатели известного и предлагаемо3Dго буровых растворов.

I

н

( о « со Ф 3

S п X

э.

I 0)

р, гЬ .п)

С5 и

Как видно из таблицы, предлагаемый раствор после термостатирования при температурах 20, 150 и имеет приемлемые значения технологи;ческих показателей, тогда как те же {показатели известного раствора посл термостатирования уже при приобретают чрезмерно высокие значения.

Для сравнения степени ингибирования предлагаемого и известного буро вых растворов определили набухаемос саригюхского бентонита в фильтратах указанных растворов.

Как видно из таблицы, предлагаемый раствор в отличие от известного обладает термостойкостью до 200°С и сохраняет высокие ингибирующие свойства.

При этом алюмокалиевые квасцы обеспечивают снижение щелочности среды и одновременно являются поста щиком одно-и трехвалентных катионов (, ) , обеспечивающих двойное ингибирование разбуриваемых пород.

Ввод в систему гидроксида калия позволяет одновременно получить возможность регулирования рН среды .до необходимых значений и иметь дополнительный источник катионов калия. Ингибирующий эффект достигается за счет блокирования катионами калия гексагональной структуры трехслойного силиката глинистых минералов, и за счет образования хемосорбционного слоя гидроксида алюминия вокруг глинистых частиц. Гидроксид алюминия получается при реакции взаимодействия алюминиевой соли с гидроксидом калия.

Таким образом, выбранное сочетание химических реагентов позволяет получить высокоингибированную сиетему, термостойкую до 200°С, со значениями рН, близкими к нейтральным. Низкое содержание глинистой фазы, наличие модифицированного лигносульфоната, полиакрилатов и близкая к нейтральной щелочность среды являются основными факторами, обеспечивающими высокую (до 200°С) термостойкость pciCTBOpa.

Применение предлагаемого буровог раствора позволит повысить устойчивость проходимых пород при бурении

высоко температурных (до 200°С) скважин, уменьшить износ долот и бурового оборудования, снизить опасность прихвата бурильного инструмента, уменьшить крутящий момент и гидравлическое сопротивление, улучшить качество цементирования.

При этом сокращаются сроки строительства скважин за счет предотвращения осложнений, связанных с нарушением целостности проходикых пород в высокотемпературных скважинах, и увеличивается механическая скорость бурения за счет снижения процентного содержания твердой фазы в единице объема бурового раствора.

Экономического эффекта от внедрения предлагаемого бурового раствора ориентировочно составит 60 тыс.руб. на скважину глубиной 6000 м при забойных температурах 150-200°С (из расчета 10 руб. на 1 м проходки)

Формула изобретения

Глина5-10

Акриловый полимер,

например метас 0,3-0,5

Модифицированный

лигносульфонат 1-3

Алюмокалиевые

квасцы0,3-0,5

Гидроксид калия 0,1-0,3

Вода Остальное

2 Раствор по п. 1, отличающий с я тем, что в Качестве модифицированного лигносульфоната .он содержит окзил.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР 328245, кл. С 09 К 7/04, 1966.