Способ обработки бурового раствора Советский патент 1981 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к технологии приготовления буровых растворов используемых при бурении нефтяных и газовых скважин в выеококоллоидальны глиностных отложениях. Известен способ обработки буровых растворов путем введения хлористого калия Г13 Однако для поддержания технологических параметров хлоркалиевых буровых растворов на необходимом уровне требуется большой расход реагентов (стабилизаторов, разжижителей). Известен также способ химической обработки буровых растворов путем введения в него кремнийорганической жидкости, например водно-спиртовой раствор мононатриевой соли зтилсилан триола (ГКЖ-10) или метилсилантриола ДгкЖ-11). Кремнийорганические жидкое ти проявляют ингибирующее действие на глинистые породы за счет адсорбц макромолекул полимера на частицах глины, в результате чего на их поверхности образуется гидрофобная пленка. Наличие такой гидрофобной . пленки способствует уменьшению набу хания и пептизации выбуриваемых гли нистых пород, снижению структурномеханических показателей и повышени термостабильности бурового раствора 2. Однако вследствие того, что Кремнийорганические жидкости, обладают высокой щелочностью одновременно с процессом гидрофобизации наблюдается интенсивная пептизация выбуриваемой глинистой породы, которая к тому же протекает с большей скоростью. Это снижает ингибирующий эффект от применения кремнийорганических жидкостей при обработке ими буровых растворов. Цель изобретения - повышение ингибирукмцей способности бурового раствора, обработанного кремнияорганической жидкостью. Поставленная цель достигается тем, что перед введением в буровой раст-. вор коемнийорганической жидкости (ГКЖ-10,11) ее смешивают с негидролиэованным полиакриламидом (ПАЛ) в соотношении 1:20, причем негидрализованный полиакриламид (ПДА) вводят в количестве 0,005-0,025% к объему бурового раствора. Набухание глинистого шлама в греде, содержащей кремнийорганическую жидкость и полиакриламид, значительно меньше, чем в воде, обработанной ТОЛЬКО одним .ГКЖ-10.

Этот эффект достигается тем, что при использовании кремнийорганической жидкости в комплексе с полиакриламидом происходит частичный щелоч ной гидролиз полиакриламида. В процессе гидролиза расходуется щелочь, содержащаяся в кремнийорганической жидкости. Поэтому щелочность системы содержащей ПАА и ГКЖ-10(11) меньше, чем щелочность раствора одного ГКЖ-10(11) той же концентрации. Этс обуславливает снижение пептизирующёго действия на глинистые породы буровых растворов обработанных ГКЖ-10(11) в :комплексе с ПАА, по сравнению с растворами, содержащими одну кремнийорганическую жидкость. Тем самым создаются более благоприятные условия для гидрофобизирующего действия макромолекул ГКЖ-10(11) на глины. Кроме того, в результате гидролиза полиакр1иламида усиливается его флокулирующее действие, оказываемое на глинистые породы, по сравнению с негидролизованным полиакриламидом, что объясняется появлением в гидролизованном полиакриламиде наряду с неионогенными амидными функциональными группами анионоактивных. Таким образом, при использовании для обработки буровых растворов кремнийорганической жидкости в комплексе с полиакриламидом проявляется синергетический эффект.

В качестве исходного бурового раствора использовали 15%-ную суспензию глинистого щлама Самотлорского месторождения. Для обработки глинистой суспензии предварительно готовят раствор полиакриламида в среде кремнийорганической жидкости при следующем соотношении компонентов, %: сухой гранулированный полиакриламид марки ПАА-ГС, содержащий 50% активного вещества 2, товарная кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10-20 и вода 73.

Раствор.готовят следующим образом.

в расчетное количество воды, подогретой до 40-50С, вводят сухой полиакриламид и перемешивают до частичного его набухания, затем добавляют товарную ГК.К-10 и перемешивают до полного растворения полиакриламида. Приготовленным раствором обрабатывают 15%-ную глинистую суспензию в количествах 0,5-2,5% к объему исходного раствора, что составляет в пересчете на ПАА (активное вещество)

0.005-0,025% и ГКЖ-10 (товарную) . 0,1-0,5%.

Для сравнения был также приготовлен 15%-ный раствор глинистого шлама Самотлорского месторождения, обрабое тайный 0,1-0,5% ГКЖ-10 без полиакрил- амида.

У растворов замеряли технологические показатели при и после прогрева при 10О С гв течение 6 ч. КроQ ме того, определяли содержание коллоидной фракции глины в приготовленных растворах и после добавления в них 1,2,3% сухого измельченного глинистого шлама. Определение коллоидной фракции также осуществляли как до прогрева, так и после. При замерах показателей растворов и определении в них коллоидной фракции использовали стандартные приборы и методики. Показатели набухаемости глинистого шлама Самотлорского месторождения в различных средах приведены в табл. 1.

Зависимость технологических показателей глинистого раствора и содержания в нем коллоидной фракции от

способа химической обработки приведена в табл. 2.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2- наименьшее содержание колQ лоидной фракции глины в приготовленнном растворе и минимальное нарастание ее содержания при добавках глинистого шлама наблюдается в растворе (Обработанном ГЮК-1О совместно с

C полиакриламидом. Таким образом, обработка глинистой суспензии ГКЖ в комплексе с полиакриламидом является более эффективной в отношении придаиия бурому раствору ингибирука его действия на глинистые породы, чем

обработка одной кремнийорганической жидкостью. этого предлагаемый способ обработки отличается простотой технологии применения и малым расходом реагентов. Глинистый: раствор обработанный ГКЖ-10 совместно с ПАА имеет лучшие структурно-механические показатели, низкие значения водоотдачи и рН, небольшую толщину фильтрационной корки (т.к.)

0 Ожидаемый технико-экономический эффект от использования изобретения может быть получен за счет повышения механической скорости бурения, снижения расхода реагентов для обработки

5 бурового раствора, сокраиления затрат на строительство сбросового амбара и рекультивацию земли,

Таблица 1

Примечание: К 1 К Клкоэффициент, показывающий степень набухания у отношение объема жидкости набухания к объему сухих частиц; объем жидкости, поглощенный 1 г сухого ветества, мл.

N

«

сг s ч о л EH 9 89174 Формула изобретения Способ обработки бурового раствора путем введения в негр кремнийорганической жидкости, отличающ и и с я тем, что, с целью повышеНИН ингибирующей способности раствора, перед введением в раст.вор кремнийорганической жидкости ее смешивают с негидролизованным полиакриламидом (ПАА) в соотношении 1:20, причем негидролизованный полиакриламид (ПАА) 610 вводят в количестве 0,005-0,025% к объему бурового раствора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Новиков В,С. и др. Результаты промышленных испытаний калиевого раствора. - Бурение, 1977, № 6, с. J2-36. 2. Авторскоесвидетельство СССР № 3253342 кл. С 09 К 7/02.