Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе, и может быть использовано при бурении скважин в сложных ггеологических условиях.

Известен буровой раствор, полученный за счет смешения нескольких истинных растворов электролитов и содержащий в своем составе ионогенные поверхностно-активные вещества 1 .

Недостатком данного раствора является потеря стабильности j результате попадания в них выбуренной породы (особенно глинистой) и солей поливалентных металлов, что выражается в резком повышении фильтрации и снижении структурно-механических свойств.

Наиболее близок к предлагаемому буровой раствор, содержащий хлористнй магний, щелочь, реагент-стабилизатор и воду. Данный раствор обладает приемлемьлчи реологическими свойствами и получил распространение в ряде районов СССР для бурения скважин в хемогенных отложениях 2.

Недостатки известного раствора потеря стабильности при температуре

выше и повышение коррозионной активности по отношению к бурильным трубам из легких сплавов (д 16 Т).

Цель изобретения - повышение термостабильности бурового раствора до 130 С, снижение его фильтрации и коррозионной активности.

Для достижения поставленной цели буровой раствор д ополнительно со10держит изомеризованные ненасыщенные сЬединения фенантренового ряда с 15-20 атомами углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Хлористый магний 30-40

15 Щелочь1,50-2,50

. Реагент-стабилизатор1,00-8,00 Изомеризованные ненасыщенные соедине20ния фенантренового ряда с 15-20 атомами углерода 0,25-2,50 Вода Остальное Изомеризованные ненасыщенные

25 соединения фенантренового ряда зто вторичные высококипящие продукты - полимеры, получаемые в канифольно-экстракционном производстве.

По внешнему виду полимеры пред30ставляют собой непрозрачную жидкость

темнокоричневого цвета, характеризующуюся следующими физико-химическими показателями:

Плотность при 20°С,

г/см0,940-1,020

Показатель прелом1,5210-1,5358 ления, 50 Д

Кислотное число,

мг КОН/Г продукта 55-85

Технология приготовления предлагаемого бурового раствора проста и заключается в следующем.

Берут расчетное количество хлористого магния и воды, затем к полученному рассолу при интенсивном перемешивании (1500 об/мин) добавляют 1,5-2,5 вес.% щелочи для образования гидрогеля магния. После образования гидрогеля в раствор вводят реагент-стабилизатор (и/или КМЦ и/или крахмал, и/или КССБ) в количестве от 1,0 до 8,0 вес.% и полимеры в количестве 0,25-2,50 вес.%. Ввод всех компонентов производят при перемешивании.

Для экспериментальной проверки готовят гидрогелевый раствор, содержащий 32 вес.% хлористого магния и 2 вес.% щелочи, после чего его разделяют на три части и стабилизируют различными реагентами.

В первой серии опытов исходный буровой раствор стабилизировали КМЦ-500 (1 вес.%), во второй - Kpaj малом (1 вес.%), в третьей - КССВ (8 вес.%).

Термостабильность раствора оценивают по изменению величины водоотдачи и статического напряжения сдвига до и-после термостатирования в течение 3 ч при 130С.

За критерий оценки коррозионной активности бурового раствора (гравиметрическим методом) принимают скорость коррозии образцов из натурных легкосплавных бурильных труб (сплав Д16 Т) при ,

Результаты экспериментальных исследований, приведенные в таблице, показывают, что обработка бурового раствора одним реагентом-стабилизатором (КМЦ, КССБ, крахмал) не обеспечивает термостабильность раствора, при этом резко повышается его водоотдача, коррозионная активность и снижается статическое напряжение сдвига до нулевых значений. Тогда как в биррвом растворе, стабилизированном, кроме КССВ, полимером (0,2-3,0 вес.%), водоотдача снижается с 40 до 8 CMV30 мин, а статическое напряжение сдвига возрастает с нулевых значений до 19/26 мг/см.

У растворов, стабилизированных МЦ или крахмалом при дополнительном вводе полимера, водоотдача снижается с 40-34 до 6-4,5 см/ЗО мин, статическое напряжение сдвига возастает до 34/49-39/51 мг/см. Одноременно отмечено снижение коррозионной активности предлагаемого бурового раствора по отношению к сплаву Д16 Тс 2,9 до 0,19-0,058 , т.е. защитный эффект при добавлении олимера в количестве О,2-3,О вес.% составляет 93-98%.

Результаты экспериментальных исследований подтверждают высокую эффективность предлагаемого бурового, аствора.

Широкое промышленное внедрение данного бурового раствора не требует дополнительных затрат на организационно-технические мероприятия. Основные компоненты раствора имеют невысокую цену, не дефицитны, не оказывают вредного воздействия на окружающую среду и выпускаются отечественной промышленностью в большом объеме.

Tt

о о

СП

о о

оо

N

оо

00

ГГ)

1 ел 3

У1

0

00 00

о

«

о .

о

гм

(N

Ч

CN

О

О

1Л N

00 СТХ

оо

VO kO

о

(ID in о

VO

VO

оо

о

о

1Л ГП

о

1Л

о ко

VO

CO

0

00

1Л

o

Ч

чо

n

VO

(Л го

n

о

(4

VO

ГЧ VO

о

юVO

VO

о

1Л CO

о

ь

in

r

«

о чfv

1Л N

r

4n

Чф

t- CO CN

чМ IN

CM

CN

CM

in

ГО

VO VO

in

о VO

CN

VO

VO

rf

04

in 99622 Формула изобретенияi 1. Буровой раствор, содержащий хлористый магний, щелочь, реагентстабилизатор и воду, отличающ и и с я тем, что, с целью повы-5 шения термостабильности раствора до 130 С и снижения его фильтрации и коррозионной активности, он дополнительно содержит изомеризованные ненасыщенные соединения фенан-Ю тренового ряда с 15-20 атомами углерода при следующем соотношении инградиентов, вес.%: Хлористый магний 30-40 Щелочь 1,5-2,515 Реагент-стабилизатор 1,0-8.,0 Изомеризованные ненасыщенные сое7 10 динения фенантренового ряда с 15-20 атомами углерода 0,25-2,5 Вода Остальное 2- Буровой раствор по п. 1, о тличающийся тем, что в качестве изомеризованных соединений фенантренового ряда используют вторичные высококипящие продукты-полимеры, получаемые при канифольноэкстракционном производстве, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 515869, кл. С 09 К 7/02, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 692848, кл. С 09 К 7/02, 1977 (прототип).