Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

() БУРОВОЙ РАСТВОР

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к буровым растворам, применяемым для проходки нефтяных, газовых и других скважин в сложных геологических отложениях.

Известны буровые растворы для проводки скважин, содержащие реагентстабилизатор, полиакриламид и смазочные добавки 1 .

Недостатками указанных растворов являются интенсивное обогащение выбуренной породой и низкие ингибирующие свойства. Ввод хлористого калия предотвращает обогащение выбуренной породой, повышает период устойчивости стенок скважины, однако приводит к потере стабильности раствора и выпадению в осадок твердой составляющей что уменьшает равновесие скважинапласт и водонефтегазопроявленйе. .

Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор, содержащий реагент-стабилизатор, полиакриламид, хлористый калий и воду 2,

Недостатками известного раствора являются обогащение выбуренной.пбродой и низкие ингибирующие свойства. Ввод хлористого калия предотвращает обогащение выбуреннойпородой, повышает период устойчивости стенок скважины, однако приводит к седиментации мела, что нарушает равновесие системы скважина-пласт. Недостатком раствора также является высокая водоотдача, вызванная отсутствием в нем коллоидной составляющей, способной образовывать тонкую и плотную корку на стенках скважин.

Цель изобретения - повышение ингибирующих свойств раствора, стабильности и снижение водоотдачи.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор дополнительно содержит смесь карбоната кальция и сернокислого железа при

ледующем соотношении компонентов, асД:

Хлористый калий Полиакриламид 0,02-0,2 Лигносульфонат-5

ный реагент-стабилизатор, например конденсированная сульфит-спиртовая

барда или феррохром-ю

Лигносульфонат, или окзил3 0-,0

Карбоксиметилцеллюлоза0,2-0,5

Смесь карбоната15

кальция и сернокислого железа ВодаОстальное

Буровой раствор, содержит смесь арбоната кальция и сернокислого же- го еза в соотношении 1:1-1:2,3.

В качестве реагента-стабилизатора раствор содержит карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,2-0,5% с конденсированной сульфит-спирто- 25 вой бардой или с феррохр 01члигносульфонатрм, или с окзилом.

Для повышения эффективности реагентов-стабилизаторов раствор обрабатывают щелочью (NaOH, КОН) в ко- jo 1 7,Э&% + 0,02% полиакриламида+5% 1,18 k КССБч-20% мела 2.77,8% Н20+0,2% полиакриламида+2%КССБ+20% мела 3.№ 1+3% КС1 4.№ 2+10% КС1 5.70% ,1% полиакриламиДа+ %КССБ++0, КМЦ+5% 1,20 18 КС 1+20% мела 6. 73% HiO+0,n полиакриламидаКССБ+ % КМЦ+5%

личестве 0,1-0,3 от объема раствора.

Для улучшения смазочных свойств раствора используют нефть, нефтепродукты, графит и различные ПАВ.

Испытание нового раствора проводят следующим образом.

На 500 см воды при перемешивании добавляют 10-400 г смеси карбоната кальция (мела) и сернокислого железа, 30-100 г хлористого калия, д,22 г полиакриламида, г лигносульфонатного стабилизатора водоотдачи, например КССБ, 2-5 г КМЦ. Объе до 1 л Доводят дистиллированной водой. Перемешивание осуществляют 2 ч, после чего замеряют показатели растворов. Ингибирующие свойства оценивают по коэффициенту устойчивости, характеризующему степень разупрочнения образца аргиллита в растворе. Устойчивость образца аргиллита в прототипе принимается за единицу. Фл кулирующие свойства оценивают по устойчивости бентонитового глинопорошка в растворах, т.е. по стабильности раствора до и после добавки 5 бентонитового глинопорошка.

Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице. 8 о/о i о/о

KCL+20% смеси содержащей 50 мела и 50 сернокислого железа1,21 32

.73% Н,0+0,П поли.акриламида

кссБ+0, кт+2%

КС 1+20% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа1,19 35

.72,5% H,jO+0,1% полиакриламида+ % КССБ+ +,0% КМЦ+3% КС1+20% смеси, содержащей

50% сернокислого

железа1,20 3

.65,5% Н20+0,1% полиакриламида КССБ +0,% КМЦ+10% КС 1+20% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа 1,2 32

0.60,5% ,1% полиакриламида КССБ 4 +0,% КМЦ+15% КС1 + +20% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа 1,27 30

50% мела и 50% сернокислого железа 1,21 29

Продолжение таблицы

О/О

1,93

6 о/о

1,06

6 о/о

6 о/о

3,

15 о/о

3,50

6 о/о

1,72

1,86

6 о/о

смеси , содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа 1,21 33

70,3 Н20+0,3 полиакриламида +k% КССБ+ +0, KMU+5 КС 1+20 смеси, содержащей 50% мела и 50 серно1,20 38 6 О/О кислого железа

70,9% ,1% поли5. акриламида+4% КССБ+. +5% КС1+20% смеси, содержащей 50 мела и 50% сернокислого железа1,20 21

,% Н,зО+0,1% поли6. акриламида+0,5% КНЦ+ +5% KCL+20% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа1,21 29

73,5% ,1% полиак7. риламида+2% КССБ+0,5% КМЦ+5% KCL+20% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа .1,21 27

69,7% H,,1% полиакриламида+50% КССБ+0,2% KMU+5% KCL-f20% , Содержащей 50%|Мела сернокислогЪ железа 1,20 39

70,8% Н20+0,1% ПОЛИ-9. акриламида+4% КССБ+0,1% КМЦ+5% КС 1+20% смеси,содержащей 50% мела+50% сернокислого железа 1,20 32

70,4% Н,0+0,1% поли0. акриламида 0,5% KMUt +4%кССБ+5% КС 1+20% 9меси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа 1,20 32

6 О/О

2,23

2,30

1,04

28 О/О

16 О/О

1,15

14 О/О

1,23

11 О/О

19 О/О

1,19

О/О

1,72

2Д. АО,5% ,1% полиакриламида+ % КССБ +0,% КМЦ-5% KCU50% смеси, содержащей 50% мела и 50% сернокислого железа

1,20 35 6 О/О

1,73

1,03 18 21 О/О

1,03

0,02

1,30 А2 3 О/О

2,52

1,36 3 О/О

2,55

}.2k

1,Й

1,08 20 37 О/О

1,21 73 8 О/О

1,9

1,07 20 7 О/О

1,37

1,73

11

70,5% Н,0+0,1 полиакриламида+4 KCCB-f+Q, 1(МЦ+5 KClf +20 смеси, содержащей 70% мела и 30% сернокислого

1,20 29 6 О/О железа

№ 1+5% бентонитового глинопорош. 969705

.: 12 . /

Продолжение таблицы

1,8i

Как видно из таблицы, оптимальным является состав раствора KCL, 0,02-0,2 полиакриламида, лигносульфонатного стабилизатора водоотдачи, 0,2-0,5% КМЦ, -kO% смеси, содержащей 30-70% карбоната кальция (мела и 30-70% сернокислого железа.

Уменьшение количества хлористого калия ниже 3% приводит к обогащению раствора бентонитом и снижению ингибирующих свойств раствора, повышение количества хлористого калия выше 10% не улучшает качества раствора.

Добавки полиакриламида мене 0,02 и выше 0,2% стабилизируют бентонит в растворе.

Уменьшение количеств КССБ менее 3 и КМЦ менее 0,2% приводит к увеличению водоотдачи растворов, увели-.

Продолжение таблицы

чение количеств КССБ свышеf,КМЦ выше 0,5% нецелесообразно, поскольку они перестают оказывать существенное влияние на водоотдачу раствора.

В результате уменьшения количеств смеси карбоната кальция и сернокислого железа ниже 1% не улучшается стабильность системы и не образуется плотная тонкая корка, о чем свидетельствует повышение водоотдачи раствора; содержание белее А0% смеси не улучшает качество раствора.

Изменение соотношения мела и сернокислого железа в смеси приводит к ухудшению качества раствора.

В исследованиях применяют полиакриламид различной степени гидролиза и разного молекулярного веса, а также двухвалентное (FeS04-7 ) и трехвалентное (Рег(504)з) железо. 15 Внедрение предлагаемого раствора позволит бурить скважины на сбалан сированном давлении, что повысит н 5% механическую скорость бурения и уменьшит на 300 ч затраты времени на проработку ствола скважины. Формула изобретения 1. Буровой раствор, содержащий реагент-стабилизатор, полиакрилами хлористый калий и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения ингибирующих свойств рас вора,стабильности и сйижения водоотдачи,он дополнительно содержит с карбоната кальция и сернокислого ж леза при следую1чем соотношении ком . нентов, мас.%: Хлористый калий 3,0-10,0 Полиакрил.амид 0,02-0,2 Лигносульфонауный р агент-стЬ илизатоД, ;например, конденсированная сульфит-спиртовая барда или феррохромлигно8сульфонат, или ок3,0-i,0 зил Карбоксиметил0,2-0,5 целлюлоза Смесь карбоната кальция и сернокислого железа 1,,0 ВодаОстальное 2.Раствор поп.1,отличающ и и с я тем, что бн содержит смесь карбоната кальция и сернокислого, железа в отношении 1:1-1:2,3. 3.Раствор по п,1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что он в качестве реагента-стабилизатора содержит карбоксиметилцеллюлозу в количестве 0,2-0,5 с конденсированной ульфит-спиртовой бардой или с ферохромлигносульфонатом, или с окзиом. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Паус К. Ф. Буровые растворы. ., Недра, 1973, с.85. 2.Дарли Х.С.Х. Преимущества поимерных буровых растворов. - Инженер ефтяник, 1976, № 11, с. (проотип) .