Полимерный буровой раствор
ПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР на основе воды, содержащий метас и структурообразователь, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет снижения его водоотдачи, повышения ингибирующих свойств в условиях плюсовых TeMnepatyp до 180°С, в качестве структурообразователя буровой раствор содержит сульфат железа (III) или сульфат алюминия (III) или их смесь, причем компоненты взяты в следунхцих соотношениях, . мае, %: 0,35-0,5 Метас Сульфат (Л железа (III) или с сульфат алюминия (III) или 0,18-0,3 их смесь Вода Остальное р со Ч О)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1169976 (5114 С 09 К 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA
4ъ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ
О, 18-0,3
Остальное (21) 3626479/23-03 (22) 21.04.83 (46) 30.07.85. Бюл. ¹ 28 (72) M.È.Ëèïêåñ, Г.Я.Дедусенко,Е.Н.Бурунова, Е.А.Ануфриева и P,С.Лернер (71) Всесоюзный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт. буровой техники (53) 622.243.144,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 428078, кл. С 09 К 7/02, 1973.
Авторское свидетельство СССР № 360897, кл. С 09 К 7/00, 1977 °
Патент США № 3921733, кл. 175-65, опублик. 1965.
Лернер P.Ñ. и др. Исследование гидрогеля метаса в качестве основы полимерных и полимербентонитовых растворов. Научные труды ВНИИБТ, М., 1981, вып. 53, с. 16 (прототип). (54) (57) ПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР на основе воды, содержащий метас и структурообразователь, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет снижения его водоотдачи, повышения ингибирующих свойств в условиях нлюсовых температур до 180 С, в као честве структурообразователя буровой раствор содержит сульфат железа (ТТТ) mm сульфат алюминия . (III) или их смесь, причем компоненты взяты в следующих соотношениях, мас. 7:
Метас 0 35-0 5
Сульфат железа (ТТТ) или сульфат алюминия (III) или их смесь
Вода
1169976!
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к полимерным буровым растворам, использующимся для бурения нефтяных и газовых скважин с высокими забойными температурами и вскрытия продуктивных пластов.
Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет снижения его водоотдачи и повышения ингибирующих свойств в условиях плюсовых температур до 180 С. о
Пример приготовления состава.
К 400 r 0,5Х-ного раствора метаса с рН 7,7 (2 r на сухое вещество) при перемешивании дЕбавляется 20,8 r
5Х-ного раствора Ре,(80 ) (1,004 r на сухое вещество), при рН 9-10 обеспечивается образование полимерного бурового раствора, характеризующегося следующими показателями: P = 1,01;
УВ При других соотношениях компонентов технология приготовления предлагаемого состава аналогична описанной выше. При добавлении в предлагаемый полимерный буровой раствор 4Х порошкообраэной глины (имитация накопле- 30 ния тонкодисперсного шлама) последняя при центрифугировании (имитация механической очистки) отделяется на 98Х от полимерного раствора и свойства последнего близки к свойствам ис- З5 ходного раствора (табл. 4-6). После термостатирования полимерного бурового раствора при 180 С в течение 5 ч О и последующего охлаждения свойства полимерного бурового раствора прак- 4g тически не изменяются (табл. 1-3). При взаимодействии метаса с солями указанных поливалентных металлов происходит образование комплексных соединений, в которых комплексообраэователь, например ион Сг+, связан во внутренней сфере с двумя карбоксильными группами полимера. Это дает воэможность получить гидрогель метаса — полимерный раствор, обладающий 5О высокой термостабильностью и ингибирующей способностью — свойствами гидратационного замедлителя и флокулянта высокодисперсных глинистых частиц. Последнее обеСпечивает при у соответствующей механической очистке поддержание заданных показателей в процессе бурения. При расчете полимера и структурообраэователя исходят иэ необходимости введения во внутреннюю сферу комплекса двух карбоксильных групп полимера. Конкретные примеры приготовления следующие. Пример 1. К 400 г 0,5Х-ного раствора метаса с рН 7,7 при перемешивании добавляется 14,6 г 6,8Х-ного раствора Сг,(S04),, рН раствора поддерживается в интервале 9-10, что обеспечивает образование стабильного полимерного раствора — комплекса метас-Cr,(SO<), за 4 ч. П р и м а р 2. К 400 г 0,5Х-ного раствора метаса с исходным значением рН 7,7 ° при перемешивании прибавляется 7,0 г 6,8Х-ного раствора Сг (804)з и 4,8 r 10Х-ного раствора Al,(S04), Условия получения такие же, что и в примере 1. В таблице 1-4 приведены показатели предлагаемого полимерного раствора с различным компонентным составом и .известного раствора. Как видно иэ приведенных таблиц, полимерный буровой раствор обладает необходимыми структурно-механическимии фильтрационными свойствами, В таблицах 1-3 приведены данные, подтверждающие термостойкость полимерных растворов на основе метаса и солей поливалентных металлов. После термостатирования при t80 С в о течение 5 ч растворы сохраняют низкие значения водоотдачи (e„ ) и рабочие реологические свойства. Флокулирующая способность этих растворов определяется по количеству удаленной центрифугированием из раствора порошкообраэной глины, которая вводится враствор иподвергается контактированию сним в течение 1 ч. Данные таблиц 4-6 показывают, что вводимая в раствор глина практически не переходит в его состав и может быть до 98Х удалена при очистке с помощью центрифугирования. Концентрации метаса,обеспечивающие рабочие показателираствора,соответствуют 0,35- 0,5Х,а солей 0,18-0,30. Уменьшение и увеличение этих концентраций не позволяет получить полимерный раствор с низкой фильтрацией, обладающей необходимыми структурно-механическими, ингибирующими и флокулирующими свойствами термостойкостью до 180 С. 1169976 м з ° f » 1 Ж л 1 О СЪ л Ch м л Ch g о Ц С Ъ Ц о 00 м. л л Ю л СО СЧ л 00 Ch л л о л СЧ л СЧ ь л Ch о Р ж cd v Е о О Э fe сО С Ъ Ch о ч-! и I Ж 3Л С Ъ С Ъ СЧ М СЧ л » л м м Э Э v Ж о ж 3 Э Р ф 333 Оi !» о 30 333 & и и cd О,Л О Ж С0 Ц ч Э Ж ф D ф Ц ф 3С о л 00 о о л л СЧ 00 СЧ о л 00 . ь л СЧ м л СЧ С Ъ СО л СЧ СЧ 1О л о 3 ! Ю л. л 33Ъ Ф. л СЧ О л CO л CO О л О CO л л СЧ л О ° \ СЧ вЂ” Л t! о о Ю л Ю л о л о л о л ь л л % % 00 л Ch м л 3СЪ л л Ch Ch СЪ л Ch ж СЪ 3» о л о л I o ел 1 El I I CO л л CO л О. 00 л сО Ch Ch ° \ л л . л СЪ л СО сО Ю ! фи.-и СЧ 1 Х 1 м л СЧ СЧ и Ch СЧ СЪ 00 е» Ch ° л М СЧ Ch и сЧ .сЧ О л л л СО СЧ . 6Ъ cv м Ю л СЧ СЧ л л л ао О м О л л л СО Ch Ch СЧ» СЧ о 9 1 о л ь о л а о л л 00 сО л СЧ О л СЧ 00 л 00 л 3СЪ СЧ л CV СЧ л л е» е» о о л л ° %» 1 Q I о л! . I Ю t м I Э ° \ ь + " v ее м М CO О еч ° ч ф +ХЕ СО ° г» СЧ л» л л о о Ю м л D сп л о О СЧ л о СЧ л о 00 л D 3Ъ л о I ЪЗС I ф 1 1 I Э 1 Х & dl о и cn O л Ое о мо ЬР Л ° э и Ж ф Ж Е cd cn Л И СЧ СЧ ф л л I- D D м л! о 3: И v o I 3л и о N3 O ж и М 333 Ц о 133Ъ СЪ М Vl cn 4n cn cn 33Ъ л Л л л л л л л о о о о о о о о 3 f2 Р Х о а R ф ° Д л н л-- ф и 11 l6 ф & Е ф Е ф 34 ж о С3, В3 1169976 х О 1 О л 1 О 1 ! 1 х л л О1 1 О м л л л CP О О 1 м л О б О л л О1 О 4 х О1 СО о л л л С 4 л Ю о CO л л л Р4 л х х х х о а Ч> о х Ю х CQ и о X а о О со О Ю I i СЛ Q) х х Q) с О ! QI ! » и о И и! I о О о 1 з 1 Ю О л О м Ю л С 4 co o л л л СЧ С 4. С 4 Ю со л СО Ch л С 4 м о и х 1 1 CCI 1 1 l-1 O O О л л л .4" с 4 М Ю л л ао о СО Ц С4 I 1» I сб а 1 0) Х сс Х о l — Ю л Ю л о л о л Ю л о л о л Ю СО СО л л л Ю rl C "\ л 1 I а I — — — — 3 Х Ю со Ц ° л o o a !.х 1 о Ю л О Ю л Ю л С 4 С5 а о » и (б а 1 о 1 l о х Ю CO 00 О .4 т— Я ! СО 1 > Ю О с4 с1 л л л л Л СО Л М Ч Ч С 4 Ю л СС o o o л л л GO - Ю СЧ С4 С4 о л С4 л л I ! 1 т Ю л о л Ю л о Ю л о л 1 м 1 Ю M! с 1 i I < л л 1Г л Ю м л л л o o o -Ф С 4 л С 4 л o o 3 Фс4 м Н И и <Ч С6 Е л о и И Ю х E QJ о и o а I= o tf о л Q QI U ° и! х и и! <б I Ю с ) м л о и л СЧ С4 л л o o С/1 О л Ю м л 3/1 л Ю л о л л л л л л o o o Е 1 Е Е СС! с! х Е QI А и о и 1 и о Сб С- о о х а о o о и с С5 а (С4 а U QI О X Е б с4 с 4 б О Ф O -О - O С Ю сЧ вЂ” с4 СЧ.. СЧ -4 с 4 СО с- С4.О Ф С 4 О 1 CO M CO л л л л л л л и М О С4 О С4 О СО с4 СЧ с1 М с1 1169976 I х 0 I о о л л ° Ch Ch ОЪ С Ъ а л В ОЪ Ch ОЪ с!Ъ О1 М Ц о И О л О ° \ ъ о 00 " СЧ СЧ л СЧ о О СЧ л ° л л л 00! л е 1 ! « о ! о ) х. л а an ю л СЪ И 00 т» CO O СЪ СЧ ь СЧ ь л 00 сО л л 0 ф С!!Ъ ЧР О л ° л 0 00 сЧ сЪ л I ! I 3 CV л сЪ 00 О л л о сч СЧ СЧ о л ° \ о о л О л Ю с"Ъ л Ю л о о О О О л сч ° л л ° ! ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ СЧ !О СЕ л л а Caa Oi Ch ж Ц 00 00 с"Ъ Л Л--,О О О л О о о ф, а л а СЧ С!Ъ Я,) ч» т» СЧ Сч СЧ СЧ л л СЧ сч -"О л л о, о сч «о 00 со л се л е!Ъ е Ъ ССЪ О СЧ ССЪ И СЪ -0 О ф ° л ° л еЪ сЧ О СЧ С Ъ v х О О Э сЧ аСа Э Ii М ol Ю л О О еЪ О а а В а ССЪ 00 СЧ ° СЧ СЧ Й ж 3 о О О О О О О О В л л а л л ° Ф «Ю % % ССЪ, ССЪ л со о о В а а о о о о ОЗ ФЧ ССЪ !л Л 00 СЧ С Ъ о о л л е! а о о о о о Л О л л о о В,С» +ЮО oI ala И НСП ad О л! E Э К" 36 о х ° СЪ л О !СЪ СЧ СЧ О! al Л Ла рюоо ЬФ ° 1 й СЪ еЪ л а о о ССЪ ССЪ л л о о Э а ЦЭ О ибо IМ ) о о ° о м м н v н о ! 2 v o С0 Ф н о о о ж m н и о Е .g m Ц о y 1 о Ц М ad m о Ц сСЪ ф . Сб Ф С4 о э v m ad О,О Р хо Ц 00 Ф Ж m О! g о СЪ СЧ еЪ еЪ О а л В а о о о о 1369976 1,(. О Ь О М О с а а а 1 еЧ л 00 00 Оъ 00 м . Оъ ао О, N «Ъ Оъ «О 00 »«00»» N 00 . ЕЧ а с 6 а а с о D «са с «ч О с ° с а а ОЪ ОЪ О\ ЕЧ N с ««ъ О« еч «0 Ф Ic0 !» аЪ еЪ с « .ЪО ъо 1 о а! и tf Ж а0 О е Ъ .е ° еч а0 » »е ««Ъ «еъ! o «!«! « Й са а, 3 11 о! Ц л ««1, I О о с еч « Ъ еч еч I с о «О с «»! О с ««Ъ о с! Сч Г Ъ Оо ° ° «»! о оо 4 с с » Ю» о с ««Ъ О а О с ««Ъ о с « ! О с СЪ еЭ О с «Ф о о а а О с О с »а о Ф О .Ф «Ъ ««Ъ «aa Oa еъ О «\ «аа О« 00 с «еъ х Ц О е х 00 00 О с и0 «О О «е» D О о0 6 с с л г» Оъ Оа с а л л еч «е«afa « Ъ «Са »« о0 « «О ! » « Ъ ° ч . л «0 «О а! v о (" О с еч «ч а с 00 N еч е.Ф -Ф а « 00 « Ъ CV N с »! О О с аъ ао,еч ао * ф о« N а0 юЪ О а о «О л о а о с а СЪ а о а о с о о а 4 I ° « ! а! о- ч. +ОО ° ««е «еъ с 00 - л ° - еч с ° о о о ° ю «О 3".,Ы I о о о о е«хо о хе u!ca 1 еЪЛ О чЪ ЕЧ ЕЧ ас r с а ОЕ О О О 2 а! У5 Г ! ;! ОЛ. Ц! 3 ° ««О 1! о!аv !ач е х . "«а «а х а!а«аоо еа ot а«x х е х О D О «0 N «Ъ O иЪ ЕЧ с с а О О О О О ° Ca vl «еъ ac! aca aca с а A c а о о о о о 116997б 12 о Ф I C! а (C(1 «(4 У( (C«(О О« »Ф 0t, Ц Ч о о х и (CI а 1 О Ф о »О (4 еCO ь л IO ° ф CO (ч «(Ъ M л 00 о CO С 4 Ф 00 е а сч сч С« е CO (4 о (ч е а е сч CO сч м с» 1 I (4 О 1 о о * «О ф о » (Ю е сч л С« (4 С4 о е -Ф (4 о е еЪ «с\ \4 « ь о «(Ъ ° C4 о о сч С« а О ь Ц I v 4I («(х х Х (QI Ц с е а 1 I Я йю p ì ц ««ы с» о о е.е О е » о о е Ф Ф О О CO а е Ф Ф Ф О е.Ф С« е Т о a CO «7« ф чъ е O«О« «(Ъ ф О е « ОЪ О«О« (00 Х а О О И х о Ц е о о О О О е е л сч сч О е О О О о Сч»» СЧ (4 с Л л СЧ Q (4 О -т ф Ф «О Ф х v а о v ф О I 5Г ! " I t(«(О l4 о ! Ъ ф а (4 О С4 Г Ъ С Ъ С Ъ (О Ф (ч а «съ С Ъ «О сч сч О (O е а «О ф С4 ° Ф ("Ъ (« о а о О О О сч а е ° а еЪ ОЪ ф еЪ Ю е а а е о (Л м +ос (» м v ucn ОО СЪ ОО СЪ е а с а О О О О «C«сч е * о о ес С4 (Ъ О а О О О е Ф С4 «4«Х х v о «съ 1» «съ съ о е а а о о и «съ С»«М «(Ъ а * а о о о о еЪ Ъ СЪ а е О О О е a ° ) ООО О(ОХ она о х а х о («« ill v cf е(Ч х о О, X Ì х ц о «Ъ с( (О (« о С( ( х (б (o l o: а ь С» 1. 1 в B. 1 х ((«1 йГ О v t c« ((C ф а z l ! (» е(! с) I cc« (О 1 О" «« I О 1 (х СЧ Ь СЧ О «О СЧ СЧ СО Л о ф о сч о ф О О О О. ОР л ф «У« е Ф е t а * ° Э .О О м О О ф О 0 -З М е с а е а Ф«CI«O«O«О« Ц O«e . 3 са О х о о «О 1» «Ъ О о о о а а а е («Ф 0 л сч сч сч сч О О О О О О О О О o o ° Е O O C ч О 00 10 L O ч е 0а о е л Ю с0 В If O 1 са» м С0 Оъ м чэ Е 1 Е CII 0с 0с м е М\ Ot 1 ° Щ а л о е л сс В чс Ю ° n an1 аа Э ч ч м ч саС ч В ч о т а а а 00 О сч м о 1 сс 4t ч Ю о С0 сас I с о а а е \CI a» ° Фс В м сс о 1 ч C0 а сО М Е ° I» о о о о 1 L а а см о а а о ° Ф Ф 1 а Ch Фс л сч а а CIa 0a сс CIa ссс Ф В В ССс Ch ICa Р; а ° сч м о ° \ 00 е сО В а О с0 С0 ° - CaI е м. ° сайф 4 с» ч ф ч ч. о а а ° м С4 о ю В 1 ч со ю \О ° I» о о o o а ° В е ° а»»» а ч ч Л С0 сч о о 1 а В В о о о о ч м В о ч о а ° о о ч с0 ° М о ° 1 1 o o o ч л о а о In с \ ° » о Ю о ч о ч In о ч М 0 Ч о о о an ч о ч ч о с 1 Ф \ сс ВС сс с.Ф Фг И(I 3) L (g В а ч а Сс 1169976 м о чс В а 1 ь м сс cv сс 10 а 4 сс л с 4 лд О о сС а Э о O сс с"1 ч м O IC )ь о ° а 1 В O D о 1 1 В ° о о Вчй оооо