Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

(54) БУРОВОЙ РАСТВОР

I

Изобретение относится к глубокому бурению нефтяных н тазовых скважин в сложных геологических условиях при высоких аномально-пластовых давлениях.

Известен буровой раствор содержащий глину, небольшое колнчество жирной кислоты, полученной из кокосового масла, добавляемого для уменьшения вспенивания, воду и ингибитор, препятствующий проникновению в пласт фильтрата l Недостатком указанного раствора является то, что гелеподобные вещества, механически адсорбирующиеся на поверхности глинистых частиц, при повышенных забойных температурах десорбируются.

Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор, содержащий . глинопорошок, гипан и воду f 2j.

Однако известный раствор может применяться только при невысоких пластовых давлениях вследствие невозможности его утяжеления.

Целью изобретения является утяжеление бурового раствора до плотности веса 2,ОО г/см при одновременном сохранении технологических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что pacTBOD дополнительно содержит смесь нафгенага алюминия с нефтью (НАМ) при соотношении 1:25, неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП-10), бурый уголь и утяжелитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинопорошок3,О-5,О

Полимерный реагент 0,35-0,5 Неионогенное поверхностно-активноевещество (ОП-1О)0,4-1,0

Бурый уголь1,О-3,О

Смесь нафтената алюминия с нефтью (НАН)10,О-65,О

Утяжелитель10,О-65,О

ВодаОстальное

Неионогенные ПАВ и НАН взяты в соотношении 1:7-13,5. 393 Мьшо поливалентного метапла высшей жирной иги нафтеновой кислоты, входяшее в состав НАН (например, нафтенат апюминия), химически адсорбируясь на наиболее активной составпяющей-глинистой фазе бурового раствора, придает поспеднему дифильные свойства. При бурении дифильные глинистые час тицы, а также свободный нафтенат алюминия, сорбируясь гидрофильной частью на выбуренной породе и стенках скважины, сосздают за счет своей гидрофобной составпяюшей барьер, препятствующий контактированию их с дисперсионной (водой) средой бурового раствора. За счет этого предотвращается набухание гпинистых пород и резко сокращается наработка иэлищних объемов, Неионогенное ПАВ, например ОП-10 при таком соотношении его с НАН в области рН 8-9 избирательно сорбируется на поверхности кристаллических негидра/гированных частиц, например барит, увеличивая гидрофильность последнего и предупреждая прилипание друг к другу твердых поверхностей (флокуляцию), ПАВ помогает равномерному распреде лению всех компонентов бурового раство ра, в результате чего повышается его структура, исключается седиментация утя желителя. Как видно из данных табл. 1, плотность известного бурового раствора от добавки барита не увеличивается, так ка барит не распределяется равномерно в буровом растворе, В результате взаимодействия барита с алюминиевыми мылами происходит его гидрофобизация. Гидрофобные частицы барита ели- паются и выпадают в осадок. Плотность бурового раствора при этом неувеличивается, содержание ингибирующей добавки - алюминиевых мыл в растворе умень шается. В предлагаемом растворе за счет неионогенного ПАВ, взятого в определенны соотношениях с НАН, утяжелитель (барит не гидрофобизируется и буровой раствор прекрасно утяжелится. Для поддержания рН его в пределах 8-9 в раствор мо жет вводиться бурый уголь, В результате использования утяжеленного бурового раствора, обладающего дифильными свойствами, предотвращается диспергировани выбуренной породы. На стенках скважины отлагается гидрофобная глинистая корка, С1йжающая обводнение ппаста и размбка- емость Г7ШНИСТЫХ сланцев. Указанный 5 раствор можно утяжелять до плотности 2,0 г/см, В лаборатории готовят образцы ингибированных буровых растворов ппотностью 1,12-1,97 г/см, обладающих дифильными свойствами. Предварительно готовится смесь иаф- . тената алюминия с нефтью (НАН), 100 г мылонафта растворйется .при перемешивании на лабораторной мешапке в 200 г воды. После получения однородной массы в нее добавляется 1ОО г 10%-ного водного раствора сернокислого алюминия. В результате химической реакции образуется нерастворимый в воде нафтенат алюминия. Водная фаза декантируется, а осадок растворяется в нефти. Соотнощение нафтеиата алюминия и нефти 1:25. Порядок приготовления буровых растворов. В воду добавляются расчетные когшчества глинопорошка (готовится 5 проб). Суспензии перемешиваются для диспергирования глины в воде на лабораторных .мещалках 2 ч затем добавляется полимерный реагент (гипан) и бурый уголь. После перемешивания вводится НАН, неоиногенное ПАВ (ОП-10) и в последнюю очередь раствор утяжеляется баритом до заданной плотности. Каждая проба после длительного пе-. ремешивания (4 ч) на вторые сутки делится на 2,(i-f, 2-2 и т. д.). В дубликаты добавляется дополиительио гщнопорошок - по 1О% к полученным растворам - для подтверждения высокой ингибирующей способности приготовленных ровых растворов. Приготовленные растворя 1 (1О проб) прогреваются в автоклавах при в течение 6ч, До и после прогрева замеряются по- кааатеш попучеиных растворов. Данные сведены в табл. 2. Установлено, что гпинопорошок, добавленный в предлагаемый раствор, не продиспергировался при замере в растворе при замере вязкости он остается на сетке воронки ВП-5. Плотности и показатели растворов без добавки гпиъопорошка и с добавкой практически иденГтичны. Экономический эффект от использования бурового раствора определяется за счет сокращеиия расхода утяжелителя и химреагентов - не происходит наработки

59336956

раствора, а следовательно, .нет необходи- химобработКе; увеличения скорости буремости в его разжижении в процессе бу-ния; снижения времени на устранение осре.ни доутяжеления и дополнительнойложнений. 3,О 8,8 1,О4 1 1,04 18 6/6 21,06 22 6/9 2,8 8,9 1,05

смолоподобная масса

Таблица

8,7

8,9

Осадок на сетке .20 3/3 3,О 25 6/6 2,8

N

аз Я еа

(г. ,ю я Н

Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий попимер пинопорошок и воду, отличающийся тем, что, с пепью утяжеления раствора до плотности 2,0 г/см при одновременном сохранении технологических свойств, он дополнительно содержит смесь нафтената апкллиния с нефтью (НАН) при соотношении 1:25, неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП10), рый и утяжелитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гпйнопорошок3,0-5,0

Полимерный реагент 0,35-О,5 Неионогенное поверхностно-активное вещество (ОП-10)0,4-1,0

1,0-3,0 ю

5,О-7,0

lo.o-es.o

Остальное

Источинхи янформапия. принятые во ышманве при акспертиэе

2 Ковалева 3. С. и др. Использование малоглинистого раствора, оС ботаиного солями алюминия.-Нефтяник, М.. 1976, № 1, с. 18 (прототап).