Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых сква жйн, а именно -к получению ингибированного, стойкого к поливалентным к тионам Са- и Мд алюминизированно го бурового раствора. Известен гшюминизированный tjypoвой раствор, содержащий глину, алюмоаммонийные HJIH олюмокалиевые квас цы, реагент - полимер, (полисахарид полиакрилат) и разжижитель - хромлигносульфонат. Алюминизированные буровые растворы получили распространение.как у нас в стране, так и за рубежом в качестве промывочных систем с низки содержанием твердой фазы, используемых в сильноувлс1жненных неустойчивых глинах монтмариллинитового типа Основным ингибирующим компоненто этих систем являются .соли алюминия алюминиевые квасцы, которые при вво де в буровой раствор, имеющий рН , образуют химически активное вещество гель гидроокиси алюминия. Гидроокись алюьдания, адсорбируясь на глинистых минералах, блокирует их активные центры, повышая устойчивость стенок скважины и препятствуя диспергированию выбуренной породы С 1. Недостатком этого бурового раствора является то, что при агрессии поливалентных катионов кальция.и магния показатели его свойств ухудшаются, а при повьшении влажности глинистой породы ингибирующее действие гидроокиси алюминия значительно снижаются. В высокощелочной среде (рН 11) гидроокись алюминия переходит в растворимое соединение - алюминат натрия, который не способен участвовать в катионообменном процессе. Для их разжижения используются лигносульфонаты, которые вводятся в больших количествах, что приводит к вспениванию. Алюминатные буровые растворы оказывают недостаточное ингибирующее действие. В основном, они используются как системы для разбуривания хеглогенных пород. Алюминатные растворы ббрабатываются большими количествами эфиров целлюлозы и лигносульфонатов. Из-за слабого ингибирукадего действия в алюминатный буровой раствор может переходить значительное количество глинистого материала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является алгоминизированный буровой раствор, содержащий следующий состав,мае.%: Гли нопорошок 870-12,0 Алюмокаливые или алюмоаммонийные квасцы0,2-0,5 Мылонафт.О,5-3,О Полимерный реагентстабилизатор(КМЦ, гипан, мотас, М-14)0,3-0,5 Разжижитель - .окзил 0,5-0,8 Каустическая сода 0,3-1,0 Нефть10,0-20,0 ВодаОстальное В основе этого состава бурового раствора лежит совместное использование алюминиевых квасцов и мылонафта. В результате взаимодействия этих.химических веществ в буровом ,растворе образуются одно-,двух- или трехосновные алюминиевые мыла, кото рые , адсррбируясь на поверхности глинистой породы, предотвращают ее гидратацию и диспергирование. Указанный буровой раствор широко используется для бурения в сложных геологических условиях С 2 J. Недостатком й;звестного раствора .является ухудшение реологических свойств его с ростом забойных темпе ратур свыиле 150°С, связанное с загу теванием системы, вызванное, использованием мылонафта. Целью изобретения является улучш ние качества бурового раствора за чет повышения его термостойкости до 180°С. Улучшение реологических свойств и снижение расхода реагенто разжижителей (окзила, КССБ-4,ФКЛС) Поставленная цель достигается те что буровой раствор, содержащий. глиногюрошок, воду, алюминиевые ква цы, реагент-стабилизатор нефть, гид роокись натрия в качестве ингибирую щей добавки, обеспечивающей создание на глинистой породе хемосорбционного гидрофобного экрана, раствор содержит госсиполовую смолу при следующем содержании компонентов, мас.%: Глинопорошок 8,0-12,0 Алюминиевые квасцы0,2-0,5 Госсиполовая смола - 2,5-3,5 Реагент - стабилизатор0,3-0,7 Разжижитель 0,3-0,5 Нефть8,0-12,0 Гидроокись натрия 0,5-1,0 Вода Остальное Особенностью предлагаемого раст вора является то, что госсиполовая смола в щелочной среде (при рН 8,0-10,0) взаимодействует с гидро окисью алюминия, образующейся при диссоциации алюминиевых (алюмокалиевых или алюмоаммонийных) квасцов. При этом образуется соединение способное образовывать прочные связи с активными центрами глинистого минерала. В результате хемосорбцнонного закрепления на глине алюминиевого производного госсипола вокруг реак ционноспособных центров глины создается зшцитный гидрофобный экран, чем достигается высокая ингибирушщая способность бурового раствора. Кроме того, госсиполовая смола имеет и ряд других преш туществ, обусловленных ее строением. Структурная формула основного ком-. понента госсиполовой смолы имеет следующий вид СНО ОНон оно зйёпйё .снСснч н,,с -сн,, O -Jыляeмa.я часть госсиполовой смолы составляет примерно 80% ее состава. Молекула основного компонента, представляющая собой полимер, в результате, взаимодействия с каустиком образует натриевую соль, которая обеспечивает разжижение бурового раствора. Строение цепи в молекуле (соответствующее сочетание фенольиых ядер) определяет термостойкость этого вещества до . Пример. Для получения раствора приготавливают водоглинистую суспензию серигюхского бентонита на пресной воде со следующим соотношением компонентов; 9700 г. воды и 300 г глинопорошка. В приготовленную водоглинистую суспензию вводят 50 г сухого порошкообразного КМЦ, 50 г окзила, 1100 г нефти и 10 г каустической соды. 10 л исходного раствора отбирают для дальнейшей обработки, оставшееся количество раствора используют в качестве контрольной пробы 1 для замера параметров исходного раствора. 10 л исходного раствора разделяют на две равные части, в .первую вводят 15 г, а во вторую 25 г алюминиевых квасцов. Затем весь раствор разделяют на 10 литровых проб. 2-10 .к б-ю пробу обрабатывают мылонафтом в количестве соответствен.но 25 г и 35 г, а 4-ю и 7-ю госсипсловой смолой в количестве соответственно 25 г и 35 г. В качестве контрольных, содержащих только алюминиевые квасцы, были оставлены пробы 2 и 5 с содержанием квасцов в количестве соответственно 0,3 и 0,5%.

После указанной выше химообработки всех проб в пробы первой rpyn-t пы 1-4, ввоцят по 30 г в каждую глинопорошок из керновой глины Келесского месторождения, в пробы второй групры 5-7 по 50 г та.кого же глинопррошка в каждую пробу. Исследовались реологические свойства полученных проб раствора, их термостойкость и ингибирующая способность. Полученные данные приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что пробы, имеющие в своем составе госсиполовукз смолу, имеют более низкие фильтрационные и реологические характеристики, чем пробы с леллонафтом.

Для выяснения стойкости систем к действию поливалентных катионов были приго влены пробы 8 и 9, в которые вводят по 20 г хлористого кальция. РастЪор пробы 9 (с-госсиполом)по сравнению с раствором пробы 8 (с мылонафтом) оказался кальцийстойким - после прогрева показатели

его свойств не потерпели значительных изменений.

Из таблицы видно, что алюминизированный буровой раствор с мьионафтом оказался термостойким до .

Использование госсипола позволило повысить температурный предел применения системы до 180°С.

В условиях Средней Азии этот раствор можно применять в интервалах от 2000 до 4000 м.

Использование предлагаемого раствора по сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: сокращение расхода разжижителя

(окзила) - 10 т, сокращение затрат времени на проработку сужений ствола скважины и на разбуривание обваливающихся пород -430 ч за счет повышения ингибирующей способности;

снижение количества используемых рлот (3-х шар.) - 8 шт. за счет сокращения числа проработок ствола скважины; снижение затрат времени на спуско-подъегдаые операции 270 ч за счет сокращения числа долблений; сокращение транспортных расходов за счет перевозок реагентов и долот.

о ш

tn а

п

«

со

оо

00

«ч fc

ш г

о в

о со г

г

1Л VO

о о м

о

tHinи«ПМгЧ V

Г тН Хсо-о

.оX.

1ЛшО)нгог

тч

МГ иWтН«Ч t

со

п

00 00

еп

«л Формула изобретения Буровой раствор для бурения неустойчивых отложений, содержащий глинопорошок, гшюминиевые квасгда, реагент-стабилизатор, разжижитель, нефть, гидроокись натрия, ингибиру ющую добавку и воду, отличаю щийся тем, что, с целью улучшения качества рартвора за счет по вышения его тормостойкости до ISOC в качестве ингибйрующей добавки раствор содержит госсиполовую смолу при следующем соот ношении компо нентов, мас.%: Глинопорошок 8,0-12,0 Алюминиевые квасцы0,2-0,5 Реагент-стабилизатор . . 0,3-0,7 4810 Разжижитель 0,3-0,5 Нефть. 8,0-12,0 0,5-1,0 Гидроокись натрия 2,5-3,5 Госсиполовая смола Вода Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Гуржиева Н«Г. и др. Использование бурового раствора, обработанного солягли алюлшния в сочетании с реагентами - полимерами, при разя буривании неустойчивых отложений РНТС Бурение. М., ВНИИОЭНГ, 4, 1977. 2.Мариампольский Н.А. и др. Буровой раствор высокого ингибирующего действия. - Бурение № 12, М.,ВНИИОЭНГ 1978 (прототип).