Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Известны различные буровые раство ры, содержащие жидкое стекло 1. Недостатками указанного раствора являются высокая степень гидратации и диспергирования глин. Наиболее близким к изобретению является буровой piacTBop, содержащий углещелочной (торфощелочной)реагент олиакриламид,водорастворимый метас ликах, поверхностно-активное веществ и воду 2 3. Недостатком известного раствора является обогащение выбуренной породой, что приводит к повышенному содержанию твердой фазы и росту реологических показателей раствора, вследствие чего уменьшаются скорости бурения скважин. Цель изобретения - понижение стру турной вязкости и динамического напр жения сдвига. Поставленная цель достигается т.ем, что раствор содержит в качестве поверхностно-активного вещества с.уль 1ФОНОЛ или ОП-10 при следующем соотно шении компонентов, мас.%: Поверхностно-активное вещество 0,01-0,5 Углещелочной (торфощелочной) реагент (натриевый, калиевый) 2-5 Водорастворимый мётасиликат0,1-0,5 Полиакриламид 0,01-0,1 Вода .Остальное Дпя создания структуры и плотной корки к данному буровому добавляют гидратированный глинопорошок. В случае необходимости в буровой раствор следует добавлять утяжелители, например карбонат кальция, барит, количество которого мбткет доходить до 60%. Смазочные свойства следует улучшать смазочными добавками, широко применяемыми в бурении, например графитом, лесохимическими смолами и другими веществами. Раствор испытан в лабораторных условиях. Он готовится следующим образом. На 500 см воды при перемешивании добавляют 0,05-2,5 г сульфонола, 10-25 г углещелочного (торфощелочного) реагента 0,5-2,5 г водорастворимого 1метасиликата, О,О5-0,5 г полиакриламйда и перемешивают 2 ч.

Порядок ввода компонентов не имеет существенного значения. Затем в полученный состав добавляют 5% бентонита и снова перемешивают 2 ч. Об эффвктив. ности по содержанию твердой

фазы и величине реологических свойств ;буровых растворов.

Исследуемые составы и их показатели приведены в таблице..

97,85% ,5% ПУЩР+ fO, 3% жидкого стекла-ь fO ,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола 5% бентонита

97,35% воды+2,0 ПУ1ЦР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакрш1амида+ +0,3% суль(1юнола+5% бентонита

95,85% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

94,35% воды+5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ 1+0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

93,35% воды+6% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

96,10% воды+3,5% ПУЩР+ 1+0,05% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

95,05% воды+3,5% ПУЩР+ +0,1% жидкого стекла+ +0,05% полиакрилаМида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

94,65% воды+3,5% ПУЩР+ +0,5% -жидкого ;текла+ +0,05% попиакрилага;да+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

94,55% воды+3,5% ПУ1ДР+ +0,6% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

95,85% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,005% полиакрилгимида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

95,89% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,01% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

83

17

37

21

98

100

100

21

86

17

86

11

84

10

27

42

11

81

33

37

Состав раствора

Содержание Динамическое Структурная t ««яоса (етмая твердой напряжение вязкость, стальных епооовяоеть фаэыг сдвига,мин/см сПя пластин растшора

95,80% воды-1-3% ПУЩР-f +0,3% жидкого стекла +0,3% сульфонола+5% бентонита

5,70% воды+3,5% ПУ1ЦР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,2% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонита

96,145% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05.% полиакриламида+ +0,005% сульфонола+5% еентонита

96,14% воды+3,4% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламнда+ +0,01% сульфонола+5% бентонита

95,65% воды+3,5% ПУШР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,5% сульфонола+5% бетонита

95,55% воды+3,5% ПУШР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% попиакриламида+ +0,6% сульфонола+5% бетонита

96,145% воды+3,5% ПУЩР +,0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,005% ОП-10+5% бентонита

96,14% воды+3,5% ПУШР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,01% ОП-10+5% бентонита

96,35% воды+3,5% ПУВДР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% ОП-10+5% бентонита

96,65% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,5% ОП-10+5% бентонита

95,55% воды+3,5% ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ .+0,05% п6диакриламида+ +0,6% ОП-10+5% бентонита

Йродопмйя тавяяаЬ

Показателя раствора

97

100

78

14

32

ее

100

26

41

17

80

17

33

100

100

100

79

13

24 96,145% ,5 ПУЦР- fO,3% жидкого стекла- fO,05% попиакр1шш 1ида+ fO,05% диоолвана- -5% бентонита4,0 96,14% BOAu-f3,5% ПУЩР-1-ьО, 3% жидкого стекла- +0,05% попиакрилаМ1да44-0,01% дисолвана- -5% бенто.мита .О |96, 35% врды-«-3,5% ПУЩР- +0,3% жидкого ствкла-11-0,05% полиакриламида-f «0,3% дисолвака- -5% бентонитаОЭ6,65% воды-ьЗ,5% ПУЩР- +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламила+ +0,5% дисолвана+5% бен:тонита.0 95,55% воды+Э,5 ПУЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,6% дисопвана+5% бентонита3,8 97,85% воды+1,5% ТЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфоНола+5% бентонита4,8 97,35% воды+2,р% ТЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакрилси шда+ +0,3% сульфонола+5% бентонита1,2 95,85% воды+3,5% ТЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакрилг1мида+ +0,3% сульфонсэла+5% бентонитаО 94,25% воды+0,5% ТЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% полиакриламида+ +0,3% сульфонола+5% бентонитаО 93,35% воды+6% ТЩР+ +0,3% жидкого стекла+ +0,05% поляакрилё1мида+ +0,3% сульфонола+5% бентонитаО 83,5% воды+3,5% ПУЩР+ +2% жидкого стекла+ +0,5% полиакримиламида+ нефти+5% ентони га4,3 ПРИМ а и и ёТ Бентонит пержащего амнд и ПА

Продолжение таблицыПри использовании ПУЩР низкого качества, т.е. приготовленного из побочных продуктов производства горного вока, содержание ПУЩР в растворе увелиЧивается в 1,2-2 раза.

Как видно из таблицы, оптимальный состав раствора содержит 0,01-0,5 мае ПАВ7 2-5 мас.% углещелочного (торфо;щелочного) реагента, 0,1-0,5 мас.% водорастворимого метасиликата; и воду

Раствор обладает бблёе низкими содержанием тёердой фазы, реологическими свойствами, абразивностью и вы сокой очистной способностью, чем известный раствор-прототип., что позволяет резко повысить скорость бурения скважины. Стоимость раствора значительно ниже стоимости известного раствора. Отсутствие в составе раствора нефти повышает пожарную безопасность, а отсутствие газов, испаряемьах с нефти, улучшает условия работы буровой, бригады.

Указанное соотношение компонентов позволяет поддерживать в растворе Низкую концентрацию твердой фазы, обеспечивает низкие реологические свойства.

Внедрение раствора позволяет увеличить на 20% механическую скорость бурения скважин.

Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий углещелочной (торфоцелочной) реагент, полиакриламид, водорастворимой ме тасиликат, поверхностно-активное вещество и воду, о 7 л и ч а ю.щ и й-. с я тем, что, с целью уменьшение структурной вязкости и динамического

напряжения сдвига, он содержит в качестве поверхностно-активного вещества сульфонол или ОП-10 при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Поверхностно-активное

вещееTSb сульфонол

или ОП-100,01-0,5

Углещелочной (торфощелочной) реагент . 2,0-5,0

Водорастворимый метасиликат0,1-0,5

Полиакриламид 0,01-6,1

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 131.

2.Авторское свидетельство СССР 753886, кл. С 09 К 7/02, 1973 (прототип).