Буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение устойчивости фильтрационных свойств бурового раствора к воздействию повышенных температур при одновременном снижении его диспергирующего влияния на аргиллиты. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: глина 3 - 15

хлорид калия 1 - 6

углещелочной реагент 0,5 - 2

продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила 0,5 - 2

плав хлоридов, получаемый из твердых отходов хлоридов производства четыреххлористого титана 0,5 - 4. Последний содержит, мас.%: хлорид алюминия не менее 20

хлорное железо не менее 6, хлориды натрия и калия не более 25, а также хлориды хрома, марганца, ванадия, кальция и магния. Плотность титана 1,5 - 2,3 г/см<SP POS="POST">3</SP>, растворимость - 37 г на 100 г воды при 20°С, гигроскопичен на воздухе. В качестве продуктов щелочного гидролиза полиакрилонитрила можно использовать гипан, анилис, реагент К-4. Раствор приготавливают путем смешения входящих в него ингредиентов. 5 табл.

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% (11) А1

1Я) 4 С 09 К 7 02

Г

1,:(1l.::

t г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗ06РЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4323378/23-03 (22) 06.06.87 (46) 30.12.89. Бюл. № 48 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) А.Г. Розенгафт, Н.Н. Стремилова, З,Ю. Гинковская, N.ß, Червив и В.Ф, Брагина (53) 622.243.144,3 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1266851, кл. С 09 К 7/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1033524, кл ° С 09 К 7/02, ) 982. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к бурению скважин. Бель изобретения — повышение устойчивости фильтрационных свойств бурового раствора к воздействию повышенных температур при одно1 временном снижении его диспергирующеИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, используемым при бурении в осложненных условиях.

Бель изобретения — повышение устойчивости фильтрационных свойств раствора к воздействию температур при одновременном снижении диспергируюп(его влияния на аргиллиты. Раствор содержит следующие ингредиенты, мас.7.:

Глина 3-15

Хлорид калия 1-6

Углещелочный реагент 0,5-2,0

Продукт щелочного гидролкза полиакрилонитрила 0,5-2,0

2 го влиянйя на аргиллиты. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.7.: глина 3-15; хлорид калия 1-6; углещелочной реагент

0,5-2; продукт щелбчного гидролиэа полиакрилонитрила 0,5-2; плав хлоридов, получаемый из твердых отходов .хлоридов производства четыреххлористого титана 0 5-4. Последний содержит, мас.7: хлорид алюминия не менее

20; хлорное железо не менее 6, хлориды натрия и калия не более 25, а также хлориды хрома, марганца, ванадия, кальция и магния. Плотность титана

1,5-2,3 г!см, растворимость — 37 г на

) 00 г воды при 20 С, гигроскопичен на ф воздухе. В качестве продуктов щелочного гидролиэа полиакрилонитрила можно испольэовать гипан,анилис, реагент К-4. С

Раствор приготавливают путем смешения входящих в него ингредиентов, 5 табл, Плав хлоридов, полученный из твердых хлоридов производства четыреххлористого титана 0,5-4,0

Вода Остальное

В качестве продуктов щелочного гидролиэа .полиакрилонитрила (ПЩГПАН) можно использовать гипан, анилис, реагент К-4.

Плав хлоридов, получаемый из твердых хлоридов производства четыреххлорис то го титана (ПХТ) содержит, мас. X: хлорид ал(..миния не менее 20, хлорное железо не менее 6, хлориды натрия и . калия не более 25. ПХТ содержит также! 532564 л ориды хрома, марганца, ванадия, альция и магния.

Плав хлоридов представляет собой твердый продукт плотностью 5

Э

2;3 г/см, состоит из указанных безодных хлоридов и имеет растворимость

37 r/!00 г воды при 20 С, гигроскопиен на воздухе.

ПХТ выпускается двух марок — А и в соответс твии с ТУ 48-1 0-55-78, Раствор приготавливают путем сме шения инrредиентов.

Пример. Приготовление раствора. Для приготовления 1000 г раствора к 785 г воды добавили 100 г бентонитовой глины и перемешивают в течение 2 ч до получения однородной суспенэии. Затем вводят 50 r хлорица .калия, 15 г анилиса, 15 r углещелочного реагента и 20 г ПХТ. После растворения этих ингредиентов раствор пригоден для использования.

Составы исследованных растворов и ,их свойства приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены свойства известного раствора.

О стабильности фильтрационных свойств бурового раствора судят по изменению водоотдачи раствора после термостатирования при 1 60 С в тече ние 5 ч.

Диспергирующие свойства раствора оценивают по коэффициенту устойчивости, методика определения которого включает следующие операции: размол образца аргиллита и просеи-! вание его через два сита с диаметром ячеек 2 и 5 мм, введение 24 г аргиллита с размером частиц 2-5 мм в герметично закрываю—

40 щуюся бомбу объемом 180 см из инертного материала; введение в бомбу 150 смз фипьтрата исследуемого раствора, 45 обкатывание (врацение) содержимого герметично закрьиой бомбы в специальном вращающем устройстве в течение

16 ч. Скорость вращения 60 об/мин.

Обкатывание происходит в 2 приема по

8 ч с перепывом 16 ч между приемами, извлечение содержимого бомбы, и промывка через сито с диаметром отФормула изобретения

Буровой раствор, включающий глину, хлорщ, калия, углещелочной реагент, продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила, ингибирующую добавку и воду, отличающийся тем, что, с. целью повышения устойчивости фильтрационных свойств к воздействию повышенных температур при одновременном снижении диспергирующего влияния на аргиллиты, в качестве ингибирующей дсбавки он содержит плав хлоридов, получаемый из твердых хлоридов производства четыреххлористого титана при следующем соотношении ингредиен тов, мас. 7:

Глина 3-15

Хлсрид калия . 1-6

Углещелоч ной реагент 0,5-2, О

Продукт щелочного гидролиза полиакрилонитрила 0,5-2,0

Плав хлоридов, получаемьгй из твердых хлоридов производства четыреххлористого титана

Вода

0,5-4,0

Остальное верстий 0,5 мм, объем промывочной воды 700 смз, 1 сушк а оставшегося на с ите промытого аргиллита при 100--105 С до посто-. янногс веса; взвешивание высушенного остатка аргиллита; определение устойчивости аргиллита Кц как процентное содержание высушенного остатка по отношению к начальной массе образца.

Как следует из анализа данных табл, 1 и 2, буровой раствор обладает более высокой устойчивостью фильтрационных свойств к воздействию повышенных температур и меньшей диспергирующей способностью чем известный. . Для приготовления раствора можно использовать ПХТ марок А и Б (табл.3), а также различные продукты щелочного гицролиза полиакрилонитрила (табл.4) и типа глин (табл.5) .

1532564

Табл ила

Состав н свойства раствора

Состав, мас.I (вода-остальное)

1>х> (>>>>А> ) Раствор ч>, см СНС,/,р, >1>, см рН

) Па ) mp

7,3

7,3

7,3

7,3

7,38

1,5 1,06

1,5 1,07

1,5 1,08

I 5 1,12

l,5 1,14

l,5 l,20

l,5 1,06

I,5 1,08

1>5 1,10

l,5 l,l2

1,5 1,14

1,5 1,16

l,5 1,07

1,5 I i09

1,5 1,10

1,5 1„15

1 5 1> 16

I,5 1,18

0,3 1,09

0,5 1,10 г о 1,)2

2,5 1,13

1,5 1,10

1,5 1,11

l,5 l,14

l,5 1,16

1,5 I;15

92

92

92

7,3

7,25

92

7,3

7,3

7,3

7,35

7 ° 35

74

83

92

93

84

92

92

92

89

9,5

8,7

7,8

7,5

7,2

6,5

6,5

89

6,8

7,8

8,0

6,3

6,8

72

7,5

82

8,8

7,3 I)- плотность, УВ - условная вязкость, ч» - водоотдача,

ростати )>ования, СНС статическое напрякение сдвига, рН - водородный показатель, К9коэффициеит устойчивости.

Таблица 2 тезуиътаты лабораторных испытаний известного раствора

Свойства раствора

Состав раствора, мас.X ая КС1 Известь Гнп

Опыт

Глинис т ан У7)Р суспенз

Ф>,смз

К,,г

Р ° г/см

l,06

),O8

1,!О

1,12

l i l3

l,О7

l, 08

1,09

ii)0

1,08

1,09

1,07

),08

1,09

1,10

l 11

1,12

1 ° 3 2

2 2

6 2

lO 2

f2 2

6 0,3

6 0,5

6 1

6 3

6 2

6 2

6 2 .6 2

6 2

6 2

6 2

6 2

92,5

92

88

84

82

89,7

89,5

89

87

1

3

5 б

8

lO

)2

)3

14

1.5

16

89,5

89,7

89,7

89,5

89

I

3

5

7

9

l0

ll

12

l3

)4

16

17

I8

l9

21

22 23

24

26

2

5

l5

18 !

О

lO

lO

lO

tO

l0

lO

lO

lO

l0

5

5

5

0,5

2

4 б

5

5

5

5

5

5

5.

5

2 1,5

2 1,5

2 1,5

2 1,5

2 1,5

2 1,5.

2 1,5

2 1,5

2 1 5

2 1,5

2 1,5

2 1,5

0,3 l 5

0,5 ),5

),5 1,5

3 1 5

4 1,5

5 1,5

2 1,5

2 1,5

2 l 5

2 1,5

2 0,3

2 . 0,5

2 2,0

2 2,5

2 1,5

2 - 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

) 2

3 2

0,5 2

0,3 2

2 0,3

2 0,5

2 I

2 3

23

23

28

3О

56

22

22

28

32

33 30

29

32

34

36

23

24

27

37

2l

22

29

38

32.

26

29

3=

23

27

22

24

29

22

27

29

7. 0/0,3

6,0 0,2/0,5

6 0,3/0,7

5 2,2/4,5

2 3,6/6,9

2 4,6/8,2

3 4,3/7>8

2,5 4,2/7,3

2,5 3,3/5,8

2,0 2,4/5,6

5 1,8/4,2

7 1,6/3,3

9 3,6/5,8

8 3,4/5,6

4 2,8/4,2

4 2, 2/4,8

4,0 2,9/5,6

6 4/6/7,3

9 0,7/1,2

4 1,2/2,6

2 3,1/7,3

2,5 4,2/8,1

12 3,7/6,3

9 2,6/4,8

2,0 2,4/5,2

8,о г,г/4,8

2,5 1,2/2,6

2,9/5,8

3,1/7,6

2,6/7,3

О, 9/1,6

),О/ 1,8

2,2/4,8

2,8/5,7

2,7/4,3

О/0,5 .

1,2/3,6

3,9/8,2

О/О, 3

0/0,3

0,3/0,7

0,9/1,7

2,3/5,7

3,5/7,2

6

12

l2

8 !

t2

16

18

l7 !

l2

7

3,5

3 5

3,5

3 5

8 !

l4

8,5

6

6,0

3,0

3,5

22

13

3,5

t5

23

21

l2

)40

27

23

16 ь40

22

9 .ь 40

>40

29

2!

72

73

84

88

74

76

78.

86

71

88

68

76

78

1532564

Т а б л и и а 3

Примеры буровых растворов с плавом хлоридов марок А и Б (ТУ 48-1 0-55-7 8) Плав хлоридов, /.

Опыт .

Показатели раствора

<Р, СНС, Па ф, см РН К, X см марка марка 7, УВ „„,, А Б г/см с

0,5

2 2,0

3 4,0

4 0,5

5 2,0

6 4,0

7 27 CaCl

8,5 3,2/6,0

3,0 1,2/3i0

5,0 3,0/6,1

7,5 4,0/5,2

2,5 .1,5/2,8

4,5 2,8/4,9

5,0 2, 2/3,8

3 5

6,5

3,0

5 5

16,5

8,8 86

7,4 93

7,0 92

8,7 84

7,4 94

7,1 91

9,8 83

П р и м е ч а и и е. Растворы. содержат также,, мас,%: глина 1 0; KCl 5;

П11П1А11 1,5; УЩР 1,5 и вода.

Таблица 4

Примеры использования в составе раствора различнь>к продуктов щелочного гнцролнэа полиакрилонитрила

Г1

Рас тSOP

Показатели раствора

СНС> Па

1<р ь

> /с"> у >ьь > «> >си

L 9 з с

Гнпан К-4 Анилнс

z»o,o

32 2 ° 5 зо г,o

20 !Z,а

Зо З,5

31 З,5

22 1О,О

32 2,0

31 2,0

14,0 6,7

3,О 7,З

3,5 7,5

15,0 6,7

4,0 7,5

4,0 7,7

1З,O 6,В

3,5 7 г

3,0 7,5

0,5

1 5

2,0

П р и и е ч а н н е . Растворы содержат также> нас .X: глина 1 О; КС1 5; ПХТ 1; У15Р 1, 5 н вода.

5 Т а о л и и а

Примеры использования в составе раствора глин различного минералогического состава

Раство р

Яенто- Каолнн ннт

Пылегорс—

l,07 2 l

1, l2 26

1,15 30

1,08 19

1,12 24

1,15 26

l,О8 22

2В

1,16 . 33

7,2 92

7,3 92

73 92

7,2 92

7,3 92

7,3 . 9г

7,2 92

91

7,3 92

8

15 з

l5 з в

П р и и е ч а н и е. Растворы содержат также, мас.X KCI 5; llXT 2; У15Р l>5 и вода. ч

2

4

6

7 в

0,5

2 1 5

3 2,0

4 - 0,5

5 - 1,5

6 - 2,0

7 в

1,09 30

1,15 31

1 ь15

1,09 32

1,14 32

1,17 36

l,14 29

l,i I

1,15

l, i6

l, lO

I>14

I 16

1,11

I,16

1,17

7 0

5,5 з,о

8,0

6,0

3,5

6,0

5 0

2 5

2,4/3,9

) >2!2,6

1,4/5,2

2,0/3,6

1,4/3,Î

2,6/4;8

2>4/4,0

1,5/2>4

2,4/3,6

0,2/0>5

1,8/3>8

3,8/7,0

0,2/0,4

1,6/З,Z

З,а/6,4

О,4/O,В

2,2/4,5

4,6/8,2

1О,О

7,О

4,0

12,0 в,о

4,5

9,0

7,0

3,Î

93

92

73

92

76

93

9З