Способ утяжеления минерализованного бурового раствора

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: в буровой раствор при циркуляции вводят магнетит до плотности 2300 кг/м³ . Затем вводят ортофосфорную кислоту в количестве 0,3 до 0,6% от массы бурового раствора.

Изобретение относится к способам регулирования свойств буровых растворов, в частности к регулированию плотности минерализованного бурового раствора.

Известен утяжеленный баритом буровой раствор на основе карналлита или бишофита, содержащий MgCl₂, структурооб- разователь NaOH и стабилизатор - крахмал.

Однако данный раствор нельзя использовать в отложениях магниевых солей, так как он недонасыщен ими (содержание ионов Mg²⁺ 6-15 г/л или содержание MgCl₂ 24-60 г/л) и, кроме того, для регулирования его свойств требуются дополнительные затраты реагентов, а в качестве утяжелителя используется барит, имеющий меньшую утяжеляющую способность, чем железистые утяжелители.

Известен минерализованный буровой раствор на водной основе, содержащий хлорид магния, а также каустический магнезит и ортофосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. % : Хлористый магний 32-50 Каустический маг- незит 0,5-3,0 Ортофосфорная кислота 0,5-4,0 Вода Остальное Этот буровой раствор, насыщенный хлоридом магния, содержащий каустический магнезит и ортофосфорную кислоту, используется при бурении нефтегазовых и других скважин в соленосных отложениях различного минерального состава (галит, сильвинит, карналлит, бишофит и др. ), а также при строительстве шахтных стволов.

Однако данный раствор имеет плотность 1300-1320 кг/м³, что не позволяет использовать его в условиях аномально высоких пластовых давлений (АВПД), а обычное утяжеление его путем дополнительного ввода утяжелителя приводит к потере раствором стабильности.

Целью изобретения является придание стабильности утяжеленному раствору.

Для этого последовательно за утяжелителем в буровой раствор дополнительно вводят ортофосфорную кислоту в количестве 0,3-0,6 мас. % .

Предлагаемый способ утяжеления, предусматривающий последовательный ввод в минерализованный буровой раствор утяжелителя до требуемой плотности, например до 2030-2300 кг/м³, и ортофосфорной кислоты в количестве 0,3-0,8 мас. % , обеспечивает придание утяжеленному раствору стабильности за счет диспергирующего и стабилизирующего действия ортофосфорной кислоты.

Ортофосфорная кислота, являясь химическим диспергатором, увеличивает частичную концентрацию твердой фазы и повышает тиксотропные свойства раствора, а значит, и его удерживающую способность.

В табл. 1 приведены данные с компонентом в составе проб раствора (по авт. св. N 662570), взятых в качестве исходных для получения утяжеленных растворов.

Опыты по утяжелению минерализованных буровых растворов, соответствующих по составу пробам 1 и 4 по авт. св. N 662570 не проводились, так как первый раствор имеет высокий показатель фильтрации, что исключает возможность использования его в качестве основы утяжеленного раствора, а состав 4 имеет высокие значения структурных свойств, что делает утяжеленный раствор на его основе труднопрокачиваемым. В табл. 2 приведены данные опытов по утяжелению исходных проб минерализованных растворов.

П р и м е р. Утяжеление раствора магнетитом до плотности 2030 кг/м³приводит к потере стабильности. Cтабильность оценивалась по разности плотностей нижней и верхней частей пробы бурового раствора, помещенного в цилиндр объемом 100 мл после 24-часовой выдержки в покое. Утяжеленный раствор считается стабильным, если эта разность не превышает 0,06 г/см³.

Обработка раствора ортофосфорной кислотой в количестве от 0,3 до 0,6% приводит к последовательному повышению стабильности раствора.

Формула изобретения

СПОСОБ УТЯЖЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий последовательное введение в буровой раствор магнетита и ортофосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности утяжеленного раствора, магнетит вводят в буровой раствор в процессе циркуляции до плотности 2300 кг/см³, а ортофосфорную кислоту вводят в количестве 0,3 - 0,6% от массы бурового раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2