Промывочная жидкость для бурения скважин в ледовых отложениях Советский патент 1983 года по МПК C09K7/06 

(54)

ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ для БУРЕНИЯ СКВАЖИН В.ЛЕДОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ Изобретение относится к бурению скв жин в низкотемпературных ледовых отложениях. Известно использование смеси кероси на с трихлорэтиленом в качестве промывочной жидкости при бурении скважин в ледовых отложениях 11 Недостатком указанной смеси является ее вйсокая токсичность вследствие большой концентрации (до 5О%) трихлорэтилена. Наиболее близкой к предлагаемой является промывочная жидкость для бурения скваясин в ледовых отложениях, содержащая керосиновую фракцию нефти, например авкапионвоё топливо ТС- I С2 Недостатками данной жидкости являются ее относительно высокая вязкость и невозможность предотвращения кристал лоофазования высококипящих углеводоро дов. Это может привести к образованию лядяной шуги в промывочной жидкости и прихватам бурильного инструмента. Цель изобретения - повышение качества промывочной жидкости за счет уменьшения ее вязкости и кристаляобразова- ВИЯ при низких отрицательных температурах. . Поставленная цель достигается тем, что промывочная жидкость для бурения скважин в ледовых отложениях, содержащая керосиновую фракцию нефти, например авиационное топливо TC-I, дополнительно содержит фтортрнхлорметан (фреон- ) при следующем соотношении ингредиентов, об.%: Керосиновая ((эакция нефти (аввационное тол-ливо ТС-т)67-84 Фтортрихлорметан ((jpeoH- 0)16-33 Составы и свойства предлагаемой и исжестной промывочных жидкостей .приве- , дены в таблице. Плотность жидкостей определяют при помощи денсиметров (ГОСТ 13ОО-57), для определения вязкости HcnonbajjrKxr

кащыушрные вискозиметры типа ВПЖ-2 (ГОСТ Гб028-62).

Свойства промывочных жидкостей при отрицательных тектературах определяют после выдерживания их в холодной камере при . в течение 1,5 ч. Измерения при разных температурах в инте1 вале -50 - проводят по мере ее повышения.

Как видно из данных, приведенных в таблице, при температуре -5О С предлагаемая промывочная жидкость имеет более низкую (по сравнению с известной) вязкость

Топливо TC-I представляет собой сложную смесь различных углеводных компонентов. При понижении температуры за счет кристаллизации наиболее тяжелых компонентов топлива в последнем начинает образовываться тикстрапная структура, вызывающая резкое повышение вязкости ТС-1. Визуально это выражается в превращении ТС-1 с понижением температуры в желеобразную массу с беловато-желтоватьпли комочками (центры кристаллизации). Добавление фреона- IJ предотвращает офазование тикстропной структуры за счет уменьшения поверхностной активности наиболее кристаллизукшихся компонентов топлива, резко снижая при этом его вязкость, т. е. фреон-I в данном случае выступает в роли депрессатора, отличаясь от известных депрессаторов тем, что одновременно со снижением вязкости основы он увеличивает ее плотность. Снижение вязкости раствора должно обеспечить более высокие скорости спуско-подъемных операций при сокращении энергозатрат на их Выполнение. При этом вязкость раствора незначительно меняется в широком диапазоне отрицательных температур, что обеспечивает сохранение эффективного режима вьшоса шлаМа с забоя и сгшеле- НИН его в системе очистки раствора при бурении в ледниковых покровах,

Кроме того, снижается содержание тяжелых углеводородных фракций (в том числе свободных парафинов) в топливе за счет растворения последних во фреоне- IJ . Уменьшение количества FiepacTворенных тяжелых углеводородных фракций в растворе обеспечивает чистоту забоя и более высокие скорости буренияплавления.

За счет уменьшения сил сцепления между кристаллами льда и поверхностью стенок скважины и снаряда снижается возможность образования ледяных корок и сальников в призабойной зоне скважины.

Уменьшается способность к образованию стабильной эмульсии воды в промывочной жидкости, что обеспечивает эффективный процесс отделения воды от jonлива ТС-1 в водосборном баке бурового снаряда и уменьшает количество шлама в призабойной части и в скважине в

целом.

( .

Предлагаемая промывочная жидкость нетоксична и однородна, -отличается высокой стабильностью, более высокие значения плотности по сравнению с извест- , ной обеспечивают необходимое прютиводействие. горному давлению.

33 19 16 О

1,О21,1О

0,9200,976

0,9О0,95

0,7240,821 5&& Формула изобретения Промьюочная жидксють для бурения скажин в ледовых отложениях, содержащая керосиновую фракцию нефти, например ав11ационное .топливо TC-J , о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения качества промывочной жидкости за счет уменьшения ее вязкости и кристаллообразования при низких отрицательных температурах, она дополнительно содержит фтортрихпорметан ( Н ) при следуюшем сооношении- ингредиентов, об. %: 2 Керосиновая фракция нефти (авиационное топливо TC-I) 67-84 Фтортрихлорметан (фреон- И ) 16-33 Источники инфс мации, принятые во внимание при экспертизе 1. Antarctle ice cap penetrated. Antarctie Journal of United States, vol. IN, N 2, 1968. 2. Кудряш OB Б. Б. и др. Бурение скважин тепловым способом в ледяном покрове Антарктиды. М., ВИЭМС, 1977, С. 20 (прототип).