Способ приготовления бурового раствора
Изобретение относится к нефтя-v ной и газовой промышленности и предназначено для буровых растворов, применяемых для промывки бурящихся скважин . Цель изобретения - повышение качества раствора за счет улучшения его термоустойчивости при полиминеральной агрессии. Способ включает диспергирование глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюлозы , минеральной соли щелочного металла и пслидиметилдиаллиламмонийхлорид при следующем их соотношении мас.%: глина 2,0-3,0; карбоксиметилцеллюлоза 1,5-2,0$ минеральная сол ь щелочного металла 2,0-27,0; полидиметилдиаллиламмоннйхлорид 0,6-1,5; вода остальное. Раствор сохраняет низкое менее 20 см3/30 мин значение водоотдачи при температурном воздействии до 1200С в условиях полиминеральной агрессии. 1 табл. § (Л
@92 (И2
А1! р)) С 09 K 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
Г1РИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО
РАСТВОРА (57) Изобретение относится к нефтя- ной и газовой промышленности и пред2,0"27,0
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 449 7639/03 (22) 24 . 10.88 (46) 07.04.91. Бюл. В 13 (71) Московский институт нефти
; и газа им. И.М. Губкина (72) С.П. Валуева, В.Д. Городнов, С.А. Низова, В.А. Кабанов, А.Б. Зеэин, Ж.Г. Гуляева и Е.Е. Рахманкина (53) 622. 243. 144.3 (088.8) (56) Авторское свилетельство СССР
Ф 1252329, кл. С 09 К 7/02, 1984.
Технология проводки скважин в солевых отложениях. Сер.бурение. М.:
ВНИИОЭНГ, 1974, с. 26-34.
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам, применяе-. мым для промывки бурящихся скважин.
Целью изобретения является повыше- ние качества раствора эа счет улучшения его термоустойчивости при полими™. неральной агрессии.
Способ включает диспергирование: глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюпозы и минеральной соли щелочного металла и папидиметил диаллипаммонийхлорида. При этом компоненты используют в следующем коли" чественном соотношении:
Глина 2, 0-3,0
2 йазначено для буровых растворов, применяемых для промывки бурящихся скважин. Цель изобретения — повышение качества раствора за счет улучшения его термоустойчивости при полиминеральной агрессии. Способ включает диспергирование глины в воде с последующим растворением карбоксиметилцеллюлозы, минеральной соли щелочного металла и полидиметилдиаллиламмонийхлорид при следующем их соотношении, мас.Ж: глина 2,0-3,0; карбоксиметилцеллюлоза 1,5-2,0; минеральная соль щелочного металла 2,0-27,0; полидиметилдиаллиламмонийхл орид О, 6-1, 5; вода остальное. Раствор сохраняет низкое менее 20 см /30 мин значение водоотдачи при температурном воздейст° p вии до 120 С в условиях полиминеральной агрессии. 1 табл.
Карбоксиметилцеллюл оза 1 ° 5-2,.0
Минеральные соли щелочного металла .Полидиметилдиаллиламмонийхл орид 0,6-1,5
Вода Остальное таблице приведены свойства бур .вых Растворов при различных сод ях компонентов и способе введения, °
Пол оложительный эффект, критерием ко-, торого служит сохранение значения водоотдачи бурового раствора менее
2 0 см /30 мин после термообработки
1640139
3 в условиях полиминеральной агрессии, обеспечивается реакцией поликатиона— полидиметилдиаллиламмонийхл орида (ВПК-402) с палианионом — КМЦ при данных концентрациях реагентов и образо5 ванием в растворе полиэлектролитного комплекса (ПЭК), состав которого, определяемый как отношение карбоксиль-, ных и аммонийных групп реагирующих (КМЦ1ОС Н вЂ” м/л полимеров, Ц = "— — — — — —-(ВПК (ОСН вЂ” м/л лежит в интервале 0,5 — 1, то есть комплекс содержит либо эквимольное соотношение полимеров (g= 1) либо избыток поликатиона (ВПК) по отношению к попианиону (КМЦ) Ц) = 0,5. Устойчивость ПЭК указанного состава к
: действию полиминеральных солей связана с отсутствием в комплексе свободных карбоксильных групп.
Буровой раствор не обладает коррозионным действием, так как компоненты, его составляющие (КМЦ, ВПК-402), не являются, согласно данным ТУ, кор- 25 рози онно-активными.
Нижний предел концентрации ВПК-402 (0,67) в указанных пределах концентрации КМЦ обеспечивает образование полиэлектролитного комплекса ВПК-КМЦ эквимольного состава, в котором все карбоксильные группы полианиона (КМЦ) связаны солевыми связями с ам- монийными групппами поликатиона (ВПК402) . При меньшем содержании поликатиона (ВПК-402) в комплексе имеется избыток нескомпенсированного отрицатеньного заряда за счет свободных карбоксильных групп, присутствие которых и определяет неустойчивость в
40 солях двухвалентных металлов.
Предел термоустойчивости бурового раствора в условиях жесткой полиминерализации зависит от степени полимери-. зации КМЦ, используемой в композиции с ВПК-402. Для KMIJ,-500 в заявленном интервале концентраций этот предел составляет 120 С для КМЦ-600 при тех же концентрациях компонентов
180 С.
Нижний предел по концентрации ми-. неральной соли в буровом растворе определяется минимальным количеством сопи, необходимой для растворения
ПЭК ИЩ-ВПК, так как комплекс не растворяется в воде в нейтральной и щелочных средах, но переходит в растворимое состояние при определенной:критической ионной силе раствора, как это следует из исследования фазо- вых переходов ПЭК B водно-солевых срер„ах. .1
Верхний предел концентрации минеральной соли определяется предельной растворимостью соответствующей соли в воде и одновременно сохранением растворимости ПЭК. Для различных солей этот предел различен. Выбран верхний предел по наиболее растворимым и доступным солям ИаС1 (277), КС1 (267), KBr (407). Указанный верхний предел одновременной растворимости ПЭК и соли правомерен по отношению к одновалентным минеральным со. — . лям.
Для исследования термо- и солеус,тойчивости бурового раствора использовалась общепринятая методика.
В исследуемый буровой раствор вносили в сухом виде соли NaC1 и
СаС1 при перемешивании и до полного растворения, так что суммарная концентрация по NaC1 составляла 277, по
СаС1 77., измеряли параметры бурового раствора. Через 1-3 сут загружали в герметичные "бомбы" из нержавеющей стали, помещали в сушильный шкаф нагревали до заданной температуры (скорость нагрева 7 град/мин), выдерживали при этой температуре 3 ч, за-. тем оставляли на сутки охлаждаться до комнатной температуры и исследова1 ли снова показатели бурового раствора.
Рациональная .технология приготовления бурового раствора состоит в сл ед ующем: навеску глинопорошка перемешивают в воде до образования однородной суспензии, вносят навеску сухой КМЦ или ее раствор в воде и перемешивают до полного растворения полимера, добавляют в сухом виде навеску минеральной соли и продолжают перемешивание до полного ее растворения, затем вносят ВПК в виде концентрированного раствора и продолжают перемешивание еще 30-60 мин.
Пример 1. 30 r бентонита (ТУ
39-043-74) перемешивают в 890 r воды в течение 3-4 ч, вносят 20 r су .. хой КМЦ-500 (ОСТ 6-05-386-80) и продолжают перемешивание до полного растворения полимера (3-4 ч), добавляют 20 г сухого хлористого натрия и перемешивают до его полного раство1640139 6 лиминеральной агрессии и температуры. (до 1 ООС).
0,6-1,5
Остальное
5 рения (30 мин), вносят постепенн
40 мп 257.-ного раствора ВПК-402 (ТУ 6-05-2009-86) при непрерывном перемешивании, которое продолжают еще 30-60 мин, В результате получают буровой раствор следующего соста= ва, мас.Х: бент.анит 3,0; КМЦ 2,0;
NaC1 2,0; ВПК 1,0; вода остальное.
Пример 2 ° 30 г бентонита (ТУ 39-043-74) перемешивают в 470 r воды в течение 3-4 ч и к полученному раствору при перемешивании добав-. ляют 500 r раствора полимерного реагента. Полимерный реагент готовят следующим образом. 20 r сухой КМЦ-500 (ОСТ 6-05-386-80) растворяют при перемешивании в 420 r воды, добавляют 20 r NaC1 и продолжают перемешивание еще 30 мин, затем приливают
40 мл 257-ного раствора ВПК-402 (ТУ 6-05-2009-86) и продолжают перемешивание еще 30-60 мин. При такой последовательности приготовления бурового раствора значение водоотдачи после термообработки в условиях полиминеральной агрессии составляет
50 смз/-30 мин.
Данньй буровой раствор стабилен к действию полиминеральной агрессии и температуры, так как имеет удовлет. ворительный показатель водоотдачи в условиях одновременного действия по5
Формула из обретения
Способ приготовления бурового раствора, включающий диспергирование глины в воде с последующим растворе10 нием карбоксиметилцеллюлозы и минеральной соли щелочного металла, о т- ли чающийся тем, что, с целью повышения качества раствора за счет улучшения era термоустойчивос и при палиминеральной агрессии, дополнительно после растворения минеральной соли щелочного металла вводят в раствор полидиметилдиаллиламмонийхпорид, при этом карбоксиметилцеллю20 лозуу. Глинур минеральную соль щелочного металла, полидиметилдиаллиламмонийхлорид используют при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж:
Глина 2 0 3 0
25 Карбоксиметилцеллюл оза 1,5-2 ° 0
Минеральная соль щелочного металла 2, 0-27, 0
30 Полидиметилдиаллиламмонийхлорид
Вода
1640139
»
1 1 ld
Э РО
1i K
I Э 30 Э
1 3-» C3 1, О О
Ф СЧ
С3
СЧ а 1»
30 ОО
О 30 О о !
О О
О О
О
СЪ асЪ а
О ° В а
3»
О О Ж
cd 1 а
ССЪ О а Ъ
СО Ф
СЧ а
33Ъ с 4 л а I а
0 I
1 аа а X
Э I С»" С3
1 3» 1
1 ссъ ul
С 4 N
I Э
1 а
О О
СЧ СЧ
Э
С 4
О
",Г
О О
О О
33Ъ
CG 00
О й3 I
1 о о
1 Е»
3a3: Е
1 СО 03
О и
I0 в g!
О О л
СЧ СЧ
Ch Оъ
D л
О а30
03
3» О
I I ф О к
Cd
О
1 30 A о саЪ ао ССЪ
ОСЧЮ» СЗЮ
yOCI03
О 038
О Р О
D саЪ
О
С3 Ф
О
О
ССЪ
О !!
1 Э 1
1 1-1 О
333 ф
03 Са й5„:
Ц 3
1"
1 ICs э!
1 .аъэ э О
I
333
1 о
1 IC
1Л
Э
331
О
13 I
1 I 1 l I
1 1 1 I 1
1 м а ! а э
1 М 3
СЧ
В а»
) а.— о
C. I М
1 31 Rl
l О Ф 1 э 1 о э1й -) а
Э 1 Э С»!
1
I.—
ОООООООО с 4 СЧ N N N С 3 С 4 СЧ
ОООООООО
ОООООООО
«С3 С»Ъ N» СЧ С»Ъ С»Ъ
° В а л В ° В °
Ф CO CO СО Ф CO CO Ф
an W an an an aG an ul
NNN СЧ СЧ NNN
° а ° ° «л * ° а
О ОЪ С»Ъ ССЪ ССЪ Л Yl 33Ъ аа\ 34 С 3 «а» ССЪ 0
ОООО О О О О ал В
ОООООООО саЪ л
° О ° аССЪ О »G ССЪ Ф 33Ъ 33Ъ ul л л л а л л л л
Ф CO CO CO CO CO CO.OO
ССЪ Ф ааЪ саЪ ааЪ ЧЪ ааЪ ССЪ
N N N С 4 С 4 С 4 N СЧ л» В а В а
\ °
Ф «aO 3 СЧ СЧ СЧ СЧ а СЧ N N а ° С»3 3 Са СЧNCO CO а — ° an ВЪ О сл3 00 О 0Ъ»с О ° а л а л а л СЧ С»Ъ СЧ СЧ С Ъ 03 ОЪ Ch ОЪ Ch ОЪ О\ О\ О\ СЧСЧСЧNNС»ЪСЧСЧ СЧ СЧ I аО 3 а!С СЧ ССЪ .Э an ао Са Ф Ch О Б 1 6 1 kt О, 4 aO! t 1 о Ф1 5 1 Са 9< ° ВС0 Э ДОР Э Э Э 3» О 3! Э Э Э ар 66й 33 а О ° аа О 30 Р о О л Р о м О 34 03 30 О cd 5.В Х 0 4 з Я Ф 334 3ч О Ф Ф