Безглинистый буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к безглинистым буровым растворам, предназначенным для бурения скважин с аномально высокими пластовыми давлениями АВПД и аномально низкими пластовыми давлениями АНПД. Техническим результатом является улучшение технологических параметров раствора и повышение его флокулирующих свойств. Безглинистый буровой раствор включает полиакриламид, силикат натрия, регулятор водоотдачи, воду минерализованную и дополнительно - пресную воду, а в качестве регулятора водоотдачи - сшиватель - ацетат хрома при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: полиакриламид 0,1-0,45, силикат натрия 1,0-2,0, сшиватель - ацетат хрома 0,03-0,1, вода пресная 20-78, вода минерализованная остальное. 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к безглинистым буровым растворам, применяемым для бурения скважин.

Известен безглинистый буровой раствор, используемый для бурения скважин с аномально высокими пластовыми давлениями, включающий (мас. %): каустическую соду 0,5-3,5, оксид цинка 10-55, карбоксиметилцеллюлозу 0,5-0,8, акриловый реагент - Гипан 0,5-0,8, воду - остальное [1].

Однако при бурении скважин в карбонатных породах этот раствор неудовлетворительно очищается от выбуренной породы, что приводит к быстрому абразивному износу узлов и агрегатов буровых насосов и гидравлических забойных двигателей.

Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является безглинистый буровой раствор, включающий (мас. %): полиакриламид 0,1-0,3, силикат натрия 1,0-1,5, регулятор водоотдачи - длинноцепочечный полимер анионной целлюлозы 0,2-0,25, воду минерализованную - остальное [2].

Однако известный буровой раствор не обладает способностью снижать фильтрацию (водоотдачу), что отрицательно сказывается на устойчивости глинистых пород, склонных к осыпям и обвалообразованиям. Кроме того, раствор обладает недостаточной флокулирующей способностью, что затрудняет его очистку от выбуренной породы.

Задачей изобретения является улучшение технологических параметров безглинистого бурового раствора и повышение его флокулирующих свойств.

Поставленная задача решается за счет того, что безглинистый буровой раствор, включающий полиакриламид, силикат натрия, регулятор водоотдачи, воду минерализованную, дополнительно содержит пресную воду, а в качестве регулятора водоотдачи - сшиватель - ацетат хрома при следующем соотношении ингредиентов (мас.%): Полиакриламид - 0,1-0,45 Силикат натрия - 1,0-2,0 Сшиватель - ацетат хрома - 0,03-0,1 Вода пресная - 20-78 Вода минерализованная - Остальное В качестве воды минерализованной он содержит пластовую воду.

Используют следующие ингредиенты: полиакриламид порошкообразный; сшиватель - ацетат хрома - жидкий; пластовая вода имеет плотность 1190 кг/м³ при химическом составе, мг-экв/л: катионы Са - 1268,4; Mg - 311,9; К + Na - 3541,7; анионы Сl - 5120,4; SO - 0,310; НСО₃ - 0,60.

Раствор готовится следующим образом.

Для приготовления раствора в необходимом количестве, например 100 м³ , набирают в емкость для раствора пластовую минерализованную воду плотностью 1190 кг/м³ . Завезти на буровую силикат натрия 2 м³; полиакриламид - 250 кг; ацетат хрома - 60 л.

Перевести скважину на пластовую минерализованную воду. Развести 2 м³ силиката натрия в 20 м³ пресной воды. Создать циркуляцию через скважину одним буровым насосом и при помощи ЦА-320 равномерно подавать в манифольд разведенный силикат натрия до получения рН 7 в пластовой минерализованной воде. В полученный раствор тонкой струйкой добавить 250 кг порошкообразного ПАА. Производить циркуляцию раствора через скважину до полного распускания полиакриламида. Вязкость раствора получится 25-40 секунд. Добавить в раствор 40-60 литров ацетата хрома. Производить циркуляцию полученного раствора через скважину до полного реагирования ацетата хрома.

После перемешивания в течение 1,5-2 циклов производят отбор проб раствора и замер параметров приготовленного раствора.

При этом замеряются стандартные параметры раствора: плотность, вязкость, водоотдачу (фильтрацию), статическое напряжение сдвига (СНС), водородный показатель (рН).

Технологические параметры предлагаемых безглинистых буровых растворов приведены в таблице 1.

Испытания по флокулирующей способности производят стандартным методом, используя в качестве добавок тонко молотый мел и с выдержкой при слабом перемешивании в течение 60 минут. Испытания показывают, что изменение содержания ингредиентов в меньшую сторону (опыты 1, 2) не обеспечивает необходимых технологических параметров, практически не влияет на технологические свойства и экономически невыгодно (опыт 6). Данные по испытаниям флокулирующей способности безглинистых растворов приведены в таблице 2.

Из анализа результатов лабораторных исследований следует, что заявляемый раствор по сравнению с известным обладает меньшей величиной водоотдачи и высокой флокулирующей способностью.

Заявляемый безглинистый буровой раствор по сравнению с прототипом благодаря улучшению технологических параметров и увеличению его флокулирующей способности обладает следующими преимуществами: - сохранение первоначальных свойств продуктивного пласта; - обеспечение устойчивости глинистых пород, склонных к осыпям и обвалообразованиям; - качественное удаление выбуренной породы.

Указанные преимущества позволяют осуществлять бурение скважин как с аномально высокими пластовыми давлениями, так и при аномально низких пластовых давлениях.

Источники информации
1. Патент РФ 2051946, кл. С 09 К 7/02, 1992.

2. Патент РФ 2170753, кл. С 09 К 7/02, 1999 (прототип).

Формула изобретения

Безглинистый буровой раствор, включающий полиакриламид, силикат натрия, регулятор водоотдачи, воду минерализованную, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пресную воду, а в качестве регулятора водоотдачи - сшиватель - ацетат хрома при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Полиакриламид - 0,1-0,45
Силикат натрия - 1,0-2,0
Сшиватель - ацетат хрома - 0,03-0,1
Вода пресная - 20-78
Вода минерализованная - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2