Буровой раствор Советский патент 1983 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к водным буровым растворам, применяемым для. бурения нефтяных и газовых скважин, сложенных слабоустойчивыми легко набухающими и диспергирукадимися глинистыми породами, склонным к осыпям и обвалам.

Известен водный буровой растдор, содержащий бентонитовую глину,алюминат натрия и сульфит-спиртовую барДУ tl.

Недостаток этого раствора заключается в его низкой термостойкости (до 100°С) из-за высокой щелочности (РН 12).

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является буровой раствор, содержащий глину, понизитель водоотдачи, окзил, алюмокалиевые квасцы, гидроксид калия и воДУ 123.

Однако известная промывочная жидкость имеет недостаточную ингибирующую способность.

Целью изобретения является повыиение ингибирующей способности раствЬра.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глиг ну, окзил, понизитель водоотдачи.

алюмокалиевые квасцы, гидроксид .калия и воду дополнительно содержит сульфат кальция, а в качестве понизил теля водоотдачи - карбоксиметилцеллюлозу при сле.дующем соотношении компонентов , мае.%:

Глина5,0-7,0

Сульфат кальция0,3-0,8

10 Карбоксиметилцеллюлоз а (КМЦ)

0,5-0,6 1,0-2,0

Окзил

Алюмок ие вые

0,5-3.,О

квасцы

15 0,35-0,5

Гидроксид калия Остальное

Вода

Для получения бурового раствора приготовлены две пробы.Первая из них состоит,%: глина 5, окзил 1, алюмо20калиевые квасцы 0,5, ЩЦ 0,5, сульфат кальция 0,3, гидроксид калия , вода 92,35. Вторая проба содержит,%« глина 7, окзил 2, алюмокалиевые квасцы 1, КМЦ 0,6, сульфат кальция 0,8, 25 гидроксид калия 0,5, вода 88,1.

Пробы готовят следующим об разоМ. Сначала приготовляют глинистую суспензию из предварительно гидратированного и диспергированного

30 п саригюхского бентонита. В глинистые

суспензии добавляют при перемешивании на лабораторных мешалках реагенты в следующей последовательности: окзил, КМЦ, сульфат кальция, алюмокалиевые квасцы и гидроксид калия.

До прогрева и после термостатирования испытуемых образцов при 120 и 1бО°С в течение б ч измеряют технологические показатели приготовленных .известных tlj растворов. Компонентный состав и параметры растворов представлены в табл. 1.

Аналогично готовят и термостати- .руют известный 2 буровой раствор, состав и значения которого представлены в той же табл. 1.

Из полученных данных следует что обе пробы предлагаемого раствора после :термостатирования при 120 и 160°С имеют хорошие значения технологических показателей.

Для сравнения степени ингибирования предлагаемого бурового раствора с известным определяют набухаемость и распускаемость бентонитового глинопорошка в фильтрах указанных растворов. Результаты приведены в табл,.2. Из данных табл. 2 видно, чтопредлагаемый . буровой раствор Спробы 2 и 3) обладает значительно более высокими ингибирующими свойствами, чем известный. При добавлении бентонитового глинопорошка к фильтрату известного раствора минимальная структура появляется при 20%-ной добавке, а в случае использования фильтрата предлагаемого бурового раствора структура появляется при концентрации глинопорошка 30-33%.

Высокая степень ингибирования подтверждается данными коэффициента набухаемости 11,16 и 1,11 против 1,37). Ингибирующий эффект предлагаемого

бурового раствора обеспечивается совместным действием ионов калия, каль.ция и алюминия.

Ввод.алюмокалиевыхквасцов обеспечивает присутствие в растворе ионов 5 калия и алюминия, благодаря чему имеет место двойное ингибирование.

Ввод, гидроксида калия дает возможность регулировать значения рН раствора и получить.дополнительное со0 держание ионов калия.

Сульфат кальция (гипс) в данной системе способствует повьлиению степени ингибирования, так как является поставщиком ионов кальция и обеспе5 чивает условия для получения большого разжижающего эффекта при использовании лигносульфонатных реагентовразжижителей.

Ингибирующий эффект в предлагае0 мом буровом растворе достигается за счет образования хемосорбционного слоя гидроокиси алюминия вокруг глинистых частиц, образующейся в результате взаимодействия алюминиевой 5 соли с гидроксидом калия, за счет адсорбции катионов кальция на обменных позициях Кристаллической решетки глин, а также за счет блокирования катионами калия гексагональной структуры трехслойного силиката глинистого минерала.

Таким образом, новое качественное . и количественное сочетание химических реагентов позволяет получить высокоингибированную систему.

Применение предлагаемого бурового раствора позволит значительно высить устойчивость разбуриваемых пород, представленных легконабухаю0 щими, размокающими и диспергирующими глинами и глинистыми сланцами.

t

00

lO

C4

r

in oo

in oo

V

к

00

oo

oo

oo

ГЦ

r

fO

in

UR

(0X

8

-i

л

CO fo

1Л

M

vo ro

CO

«

T-lr M«4

ГОM

in in Г- r r

in ЛП

t

I 0)

n n) V Й к

Q, (d (d.

G R 2

о

m n

n

vo

гЧ

1Л СЛ

r en

CO

ъ

о

0

о

in

ro о

fO

in о

I

01

(d

Й

fd

tt) tt O, n;

С 2

Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий глину, Ъкзил, понизитель водоотдачи, алюмокалиевые квасцы, гидроксид калия и воду, отличающийся тем, что, с цепью повышения икгибирующей способности, он дополнительно содержит сульфат Ксшьция, а в качестве понизителя водоотдачи - карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотнощении компонентов, мас.%:

Глина5,0-7,0

Сульфат кальция0,3-0,8

Карбоксиметил0,5-0,6 целлюлоза Окзил 1,0-2,0

Алюмокалиевые

0,5-1,0 квасцы

Гидроксид ка0,35-0,5 лия Вода Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР по заяЬке 2771779,

кл, С 09 К 7/04, .1979 (прототип).