Буровой раствор

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность буровой раствор содержит (мас.%) глина 3-6; щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакрйловой кислоты 0,4-2,0, вода остальное. Буровой раствор может дополнительно содержать флотореагент Т-80 - отход производства изопренового каучука со стадии переработки масляного слоя при синтезе диметилдиоксана в количестве от 2 до 3% от массы бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 09 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (Л

С:

1 (21) 486 1368/03 (22) 12.07,90 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (72) B.В,Томашевич. М.М.Быстров, Н.Ф.Тормозина, Г.Б.Витебская, В.А.Куприянова, А,А.Вихров и К.И.Васильев (73) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (56) Паус К.Ф, Буровые растворы. М.: Недра, 1973, с,86, 174.

Мельничук А.Н. и др. Эффективность применения полимербентонитового раствора на основе метаса при бурении в Днепровско-Донецкой впадине, — Нефтяное хозяйство, 1985, М.. 8, с. 30-31.

Изобретение относится к бурению на нефть и таз, а именно к разработке рецептур буровых растворов с низким содержанием твердой фазы и низкой фильтрацией. Известен раствор, содержащий глину, воду и акриловый полимер — щелочной гидролизат полиакриламида PC-2. Раствор такого состава при концентрации глины 3 — 4 мас,% имеет низкие значения фильтрации и структурно-механических свойств, Недостатком раствора является то, что с ростом минерализации фильтрация его увеличивается, а вязкость резко возрастает, кроме того реагент PC-2 не может быть использован для обработки утяжеленных глинистых растворов.

Известен так ке раствор, содержащий глину, воду и акриловый реагент — водощелочной раствор метаса (сополимера метакриловой кислоты и метакриламида) с соотношением полимера и щелочи 1;0,2.

„„. Ы„„1788959 АЗ (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность буровой раствор содержит (мас.%) глина 3 — 6; щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты 0,4 — 2,0, вода остальное. Буровой раствор может дополнительно содержать флотореагент Т-80 — отход производства изопренового каучука со стадии переработки масляного слоя при синтезе диметилдиоксана в количестве от 2 до 3% от массы бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Раствор указанного состава при концентрации бентонитовой глины 4 — 6 мас.% имеет низкие значения фильтрации и структурномеханических, свойств. ее а

Однако из-за низкой conecтойкости метаса этот раствор предназначается в основ- ОО ном для бурения в разрезах, не содержащих 0 солей и высокоминерализованных пластовых вод, вызывающих коагуляционное загу- О стевание раствора. (Л

Наиболее близ.<им техническим реше- 0 нием к заявляемому является буровой раствор, содер>кащий бентонит, метас, углещелочной реагент(УЩР) и воду. Совместная обработка малоглинистых растворов метасом и УЩР позволяет повысить устойчивость их к хлоркальциевой агрессии и сохранить фильтрационные свойства на уровне 4 — 10 см и предотвратить рост СНС з при попадании до 1,5% CaCt2 в буровой раствор.

1788959 статического напряжения сдвига и при концентрации свыше 1,5% вызывает коагуляционное загущение.

Цель изобретения — снижение фильтрационных параметров при одновременном 1 улучшении структурно-механических параметров.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, акриловый полимер, воду, в качестве акрилового 1 полимера содержит щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас,%:

Глина 3-6 2

Щелочной гидролизат сополимера метакрилата бутилакрилата и метакриловой кислоты 04-2 0 2

Вода Остальное

Буровой раствор может содержать дополнительный ингредиент — флотореагент

Т вЂ” 80 — отход производства изопренового каучука со стадии переработки масляного 3 слоя синтеза диметилдиоксана при производстве Синтетического каучука в количестве 2 — 3% от массы бурового раствора.

Щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакрило- 3 вой кислоты представляет собой продукт (вязкую, мутную или прозрачную желтоватую жидкость), выпускаемый промышленностью по ТУ 6-01-1301-85.

Сополимер метилакрилата, бутилакри- 4 лата и метакриловой кислоты имеет в составе макромолекул 62% бутилакриловых звеньев, 35% бутилакриловых звеньев и 3% звеньев метакриловой кислоты. Молекулярная масса данного сополимера составляет 4

10 -10 ед. Массовая доля сухого вещества в гидролизате — не менее 7%. условная вяз- . кость по вискозиметру В3-4 не ниже 12 с, степень омыления 50-90%, плотность 1,041,06 г/см .. 5

Заявляемый раствор готовят следующим образом, Глину распускают в воде при перемешивании на лопастной мешалке, после чего в суспейзию вводят при перемешивании гидролизат, Т-80 вводят либо одновременно с гидролизатом, либо следом за ним. Перемешивание продолжаютдо полногодиспергирования компонентов — 3-5 часов,.

Добавкусоли в готовый раствор при проверН едостатком да нного раствора является высокое значение фильтрации (в среднем на уровне 6 — 7 см /30 мин). Попадание хлоз ристого. кальция в раствор, начиная с койцентрации 1,4% вызывает резкий рост

4 ке ее влияния на параметры раствора производят в % от объема водной фазы при перемешивании в течение 2-х часов. После чего определяют параметры.

5 Пример 1. Необходимо приготовить

300 r раствора следующего состава, мас.%:

Глина 3

Гидролизат в пересчете

0 на активное вещество 0,,8

Вода Остал ьно.е .9 r глины при перемешивании на лопастной мешалке со скоростью 100 — 1500 об/мин

5 диспергируют в 259 смз воды в течение 1 ч.

К полученной суспензии добавляют30,8 см гидролизата плотностью 1,04 г/см, содержащего 7,5 мас,% активного вещества. Пеl ремешивание продолжают 4 ч. На вторые

0 сутки замеряют параметры. значения которых составляют: вязкость условная на.воронке УВ1ооТ1оо = 22 с; фильтрация по прибору В М-6 Фзо = 3 см; концентрация водородных ионов в фильтрате по индика5 торной универсальной бумаге р l = 10; статическое напряжение сдвига по прибору

СНС-21/1о = 3/5 дПа; пластическая вязкость по прибору ВСН- 7) пл = 39 СПз. з

Пример 2. Необходимо приготовить

0 300 г раствора следующего состава, Mac.%:

Глина 5

Гидролизат в пересчете на активное

5 вещество . 0,5

Т вЂ” 80 3

Вода Остальное

15 г глины при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют в 256 см воды

0 в течение 1 часа. К полученной суспензии при перемешивании добавляют 19 2 см гидролизата плотностью 1,04 г/см, содержащего 7,5 мас.% активного вещества, и последовательно 9 г Т вЂ” 80, Перемешивание

5 продолжают 4 ч, На вторые сутки замеряют параметры, значения которых составляют: условная вязкость T100 = 16 с; фильтрация

Фзо = 2 см; содержание водородных ионов а, в фильтрате рН = 9; пластическая вязкость

0 пл = 29 сПз..

Пример 3. Необходимо приготовить раствор следующего состава, мас.%:

Глина 3

55 Гидролизат в пересчете . на активное . вещество 2

Т вЂ” 80 . 2

1788959

Вода (с добавкой

2 CaCI2 от обьема водной фазы) Остальное

9 г глины при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют 205 см воды в течение 1 ч. К полученной суспензии при перемешивании добавляют 76,9 см гидролизата плотностью 1,04 г/см, содержащего 7,5 мас. активного вещества, и последовательно с ним 6 г Т вЂ” 80. Перемешивание продолжают 4 ч. На вторые сутки при перемешивании вводят 5,58 г пылевидного

CaCiz, просеянного через сито ЬЬ 016. После

2-х ч перемешивания определяют параметры, значения которых составляют: условная вязкость Т оо = 9 с; фильтрация Фзо = 0 см; статическое напряжение сдвига СНС /lo =

О/О дПа; пластическая вязкость rr «. = 15 сПз.

Результаты испытаний заявляемого раствора приведены в табл.1 и 2. При этом порядок приготовления растворов аналогичен приведенному в примерах. Табл.3 иллюстрирует возможности использования гидролизата сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты с различными видами глинистых материалов.

При этом гидролизат сополимера проявляет практически одинаковое стабилизирующее и флокулирующее действие.

Заявляемые границы концентрации ингредиентов обусловлены следующим.

Использование в данном составе глины с содержанием менее 3 мас. увеличивает фильтрацию до величин свыше 9 см, повышение же ее содержания свыше 6 мас. переведет раствор из разряда малоглинистых в глинистые, что в значительной степени отражается на технико-экономических показателях бурения. в связи с чем повышение содержания глины свыше 6 нерентабельно.

Повышение концентрации гидролизата свыше 2 мас. активного вещества нерационально ввиду достижения при этом значения нулевой фильтрации. Дальнейшее повышение концентрации сильно повышает вязкость. Применение же концентрации ме5 нее 0,1 мас . приведет к высоким фильтрациям.

Выход содержания Т-80 за пределы концентрации 2-3 мас. не вызывает резких изменений фильтрации и структурно10 механических свойств.

Анализ экспериментальных данных доказывает преимущества заявляемого состава бурового раствора по сравнению с раствором-прототипом, позволяющего до15 стичь более низких значений фильтрации и структурно-механических свойств, Использование предлагаемого раствора позволит повысить технико-экономические показатели и предотвратить

20 осложнения в процессе бурения.

Формула изобретения

1, Буровой раствор, содержащий глину, акриловой полимер и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения его фильтра25 ционных параметров при одновременном улучшении структурно-механических параметров, он в качестве акрилового полимера содержит щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакрило30 вой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Глина 3 — 6

Щелочной гидролизат сопо35 лимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты 0,4 — 2,0

Вода Остальное

40 2.Растворпоп.1,отличающийся тем, что он дополнительно содержит флотореагент Т-80 — отход производства изопренового каучука со стадии переработки масляного слоя синтеза диметилдиоксана в

45 количестве 2 — 3 от массы бурового раствора.

1788959

Таблица 1

Состав раствора, нас.Ф

Параметры раствора

Лобавка соли, нас.Ф от объена водной фазы

Принер рН акрилоеый полинер фильтрация ф, см глина статическое напрякение сдвига

СНС, дПа условная вязкость

Т>аа, с пластическая вязкость

Ои, спэ

1 нин 10 нин

7 1

7 -2

7 2

9 3

9 3

9 3

10 3

10 4

I0 4

10 3

10 4

10 4

10 3

10 4

10 7 .10 Э

7

7

3,5

4,5

1,5

2

0>5

0,5

О

О

СаС!

I,5

2 ° О

НОС!

9 О

4 расслоился

3 2 ° О

3 2,0

Раствор

9 О О 1 ° 5 . 17 5

2,0 Раствор нзс!

33 70

33 17

33 7

33 7

Показатели раствора - прототипа

22 3 2,0

23320

10 расслоился

24 5 2 25 5 I

26 5 08

27 5 0,5

7 ll

7 О . 1

7 О . О

1 4 . 5

78

О

1

4 0,5 5 ° 1

8 1,5 13

8 1,5 12,5

8 1,5 10

8 1,5 14

5 ° 6

5,4

6,2

6 0,15

6 0,25

6 0,3

4 0,15

4 0,3

8,1

23

24

21

9,9 О

9,36 33

9,5 39

8,98 25

8,5 42

49

58 53

Таблиц а нас. 8

Пример

Парасетры раствора

Состав раствора>

Лобавка соли, нас.4

ot объена водной фазы статическое наполнение сдвига

СНС, дПв

T-80 рН акриловый лолинер фильтра

>!ил 4» > снз . пластическая вязкость, cns условная вязкость

Т, ° с глина

1 мин 10 нин

1 3

2 3

3 5

5 3

6 5

7 3 .8 3

9 3

10 5

11 5

12 5

13 3

14 3

15 5

16 5

17. 3

18 3

19

20 3

СаС!т

2,5

3 !!ОС!! >

В

2,5 ! (зС!

О О

О 0 и расслоение раствора

21 3

22 3

23 3

2

Коагупяцня

24 3

25 3

16 0 . О

Коагуляция и расслоение раствора

ЭО

12

37 О

26 3

2

4

6

7 8

11

12

13

14

16

17

18

3

6

5

3

6

5

3 г, 6

5

О,!

0,1

0,1

1>,3

0,3 о ° 3

0,5

0,5

0,5

0,8

0,8

0,8

1,0

l,0

1,0

1,5

I,5

1,5

2,0

0,1

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

0>3

0,3

0>3

0,3

0,3

0>5

0,5

0,5

0,5

1,5

1,5

3

3

2

3

1,5

3

3,5

3

3

2

7 I3 !

12

17

19

i8

23

24

22

32

28

31

42

37

67

86

6

8

8.

9 I 2

11

17

13 !

17 !

18

16

IÝ

28

3I

8

7

6

5,5

4

4

3

3

2

1,5

0,5

0,5

7

7

7

8

8 8 8

8

9

9

9

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

1

1

1

7

6

6

1

7

5

II

14

1

1 !

1

1

1.

1

1

1 1

2

11

27

18

33

27

39

47

39

69

39

57

81

93

1

3

9

12

16

12

18

18

>17

32

29

51

1788959

Таблица 3

Составитель Е.Гембицкая

ТехРед М.МоРгентал КоРРектоР С Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 82 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.; 4/5