Промывочная жидкость для бурения скважин Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

(54) ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

I

Изобретение относится к промывочным жидкостям, применяемым при бурении скважин на твердь1е, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Известны промывочные жидкости, применяемые при бурении скважин, содержащие сма- зочные добавки - смесь гудронов или СМАД-1, которые позволяют уменыиить гидрав лические сопротивления при циркуляции жидкости 11.

Однако данные смазочные добавки - смесь гудронов и СМАД-1 позволяют незначительно снизить величину гидравлических сопротивлений (10-30%).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является промывочная жидкость, содержащая водорастворимый длинноцепочный полимер анионного гипа и добавки (2.

Однако при циркуляции промывочной жидкости, содержащей длинноцепочный полимер анионного типа, в скважине происходит быстрая деструкшя полимеров (Лпие влияния оксидов железа, покрывающих металлические

рповерхности (бурильные трубы, детали насоса и т. п.), что приводит к значительному снижению эффективности их действия. Это вызвано тем, что оксиды двух- и трехвалентного железа, имеющие положительный электрокинетический потенциал, адсорбирует анионактивный полимер, что приводит к его деструкции и высаливанию.

Цель изобретения - создание промывочной жидкости, обеспечивающей увеличение времени снижения гидравлического сопротивления с одновременным повышением антифрикционных свойств.

Поставленная цель достигается за счет введения в промывочную жидкость в качестве добавок сульфонола и латекса при следующем содержании ингредиентов, мас.%: Водорастворимый длинноцепочный полимер анионного типа0,05-0,5

Сульфонол0,1 -0,15

Латекс .0,1-1,0

ВодаОстальное

3407055

Как показали результаты лабораторных исследований, латексы представляют собой Нестабильные системы. Исходя из этого, был использопан структурно-механический принцип стабили )ации латексов (повышение устойчи-$

вости), характеризующийся высокой прочностью адсорбционных слоев ПАВ, как наиболее универсальный и высокоэффективный. Для этой цели были использованы ионногенные поверхностно-активные вешества (сульфонол).ю

Сущность механизма устойчивости заключается в том, что адсорбционный слой и связанные с ним сольватные оболочки обладают достаточно высокой структурной вязкостью, а при повышенных степенях насыц еюи1 - упрутостью ,5 и механической прочностью на сдвиг. При этом защитное действие адсорбционных слоев

100,0

. 99,0 1,0 1

98,0

Вода СМАД-1

. 2,0

%,0

Вода 4,0 СМАД-1

Вода

Смесь гудронов

Вода

Смесь гудронов

Вода

Смесь гудронов

Вода

- Сульфонол

Вода

Сульфонол

Вода

Полиакрипамид

Вода

Полиакриламил

состоит в том, что высоковязкая прослойка среды между сближающимися частицами но успевает вьщавиться, а адсор)бционно-сольватиые слой, благодаря упругости и механической прочности, сопротивляются значительным разрушающим усилиям. Оптимальная концентрация сульфонола, обеспечивающая высокую стабильность латексов, снижение коэффициента трения и поверхностного натяжения промывочной жидкости в целом, составляет 0,1-0,15 вес.% .

Данные по определению гидравлических сопротивлений, продолжительности существования эффекта, коэффициента трения и поверхностного натяжения для различных рецептур промывочной жидкости в сравнении с другими жидкостями приведены в таблице.

72,8

0,031

0,52

0,031

0,64,4

0,41

0.36

0.68,5

0.030

0,68,3

0,026

0,34

0,56,2

0,42 0,44,5 0,30 0,39.6

0,28 33,4 0,36

30,8 0,32 5).4 0.39

0,2 ib.S 0,36

0,28

Из данных таблицы видно, что оценку эффективности действия промывочных жидкостей можно производить по их способности снижать гидравлические сопротивления, коэффициент трений, поверхностное натяжение, а также по времени существования эффекта.

Введение в состав промывочной жидкости сульфонола и латекса позволяет увеличить продолжительность существования эффекта в 5-7 раз н снизить коэффициент трения в 1,3 раза.

Технология приготовления промывочной жидкости заключается в следующем.

В глиномешалке приготавливают водный раствор сульфонола и длинноцепочного полимера анионного типа, затем вводят расчетное количество латекса 0,1-1,0 мас.% и содержимое перемешивают в течение 10-15 мин.

Введенне в состав промывочной жидкости, содержащей водорастворимый длинноцепочный полнмер анионного типа, добавок латекса и сульфонола позволит устранить деструкцию полимера, а следовательно, длительное время поддерживать эффект снижения гидравлически сопротивлений при 1шркуляции жидкости

В трубах и в кольцевом зазоре, что позволит снизить изиос бурового оборудования и увеличить глубину бурения. Кроме того, обладая высокими антикоррозионными и антифрикционными свойствами и низким поверхиостным натяжением, промывочная жидкость позволит значительно уменьшить износ бурильных труб, расход мощности на вращение и увелиФ1ть производительность бурения на 10-15%, а уменьшить стоимость одного метра на , 0,9-1,0 руб. При объеме внедрения предлагаемой промывочной жидкости 500 тыс. метров, общий экономический эффект составит 450500 тыс. рублей.

Формула изобретения

Промывочная жидкость Для бурения скважин, содержащая водорастворимый длинноцепочиый полимер анионного типа и добавки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения времени снижения гидравлического сопротивления, с одновременным повьш1еиием антифрикционных свойств, она в качестве до-/9070558

бзвок содержит ;iaieKc и с пь4юнол при следу-Источники информации, ннцем соотношении компонентов,Mac.J;принятые во внимание при экспертизе Водорасгворимый длинно-). Яров А. Н. и др. Влияние смазочных цепочный полимер анионногодобавок на величину гидравлических сопротивтипа0.05 0,5s лений.- НТС Бурение, 1973, № 1, с. 20-2. Сульфонол0,1 -0,152. Дарли Э. С. X. Преимущества полимерЛатекс0,1 -1,0ных буровых растворов.- Инженер нефтяник ВодаОстальное1977, № К), с. 45-49 (прототип).