Буровой раствор

 

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение ингибирующей способности раствора при одновременном снижении его стоимости. Буровой раствор (БР) содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: бентонит 3 - 5

гидроксид калия 0,1 - 0,5

гипан 0,5 - 1,0

запечную пыль электрофильтров при производстве цемента низкотемпературным обжигом хлоркальциевого аминитового цементного клинкера 3 - 5

отход электролиза алюминиевого производства 1 - 3

воду остальное. Приготавливают БР путем смешения ингредиентов. Ингредиент хлоркальциевый аминитовый цементный клинкер содержит, мас.%: глинистую часть 10 - 15

тонкодисперсный известняк 40 - 50

клинкерную пыль 30 - 45

остаточную влагу остальное. Клинкерная пыль имеет следующий химический состав, мас.%: KCL 12,6

NACL 9,3

CACL<SB POS="POST">2</SB> 5,0

SIO<SB POS="POST">2</SB> 10,4

CAO 31,2

MGO 1,2

AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 2,4

FE<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 1,6

SO<SB POS="POST">3</SB> 0,65, ППП остальное. Ингредиент отход электролиза алюминиевого производства содержит, мас.%: алюминат натрия 30 - 33

сульфат натрия 11 - 16

кремнезем 0,5 - 1

оксид железа 3,5 - 5

углерод 13 - 24

ППП 18 - 37. Использование в составе БР отходов промышленного производства позволяет наряду с повышением ингибирующей способности снизить его стоимость. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655268/03 (22) 12.01.89 (46) 07.08.91. Бюл. Q 29 (71) Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной . промышленности . (72) А.С.Шарипов, Ш.Ш.Шаисхаков, Б.Х.Халматов и С.M.Áàø (53) 622.243.144.3 (088.8) (56) Булатов А.И. и др. Справочник по промывке скважин. — M. Недра, 1984, с.42.

Ангелонуло О.К. и др. Буровые растворы для осложненных условий. — М.: Недра, 1988, с.79.

Авторское свидетельство СССР.

М 1399322, кл. С 09 К 7/02, 1986. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57)Изобретение относится к бурению сква- . жин, Цель — повышение ингибирующей спо= собности раствора при одновременном снижении его стоимости. Буровой раствор (БР) содержит следующие ингредиенты при . их соотношении, мас. : бентонит 3-5; гидс

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к составам буровых растворов, используемых для их промывки.

Цель изобретения — повышение ингибирующей способности раствора при одновременном снижении его стоимости.

Буровой раствор содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.g: бентонит 3-5; гидроксид.калия 0,1-0,5; гипан

0,5-1,0; запечная пыль электрофильтров при производстве цемента низкотемпературным обжигом хлоркальциевого алинитового цементного клинкера (ХОАК) 3 — 5; отход элекБЦ,„, 1668376 А1 (я)5 С 09 К 7/02 роксид калия 0,1-0,5; гипан 0,5-1,0; запечная пыль электрофильтров при производстве цемента низкотемпературным обжигом хлоркальциевого аминитового цементного клинкера 3-5; отход электролиза алюминиевого производства 1-3; вода остальное, Приготавливают БР . путем смешения ингредиентов. Ингредиент хлоркальциевый аминитовый цементный клинкер содержит, мас. $:глинистая часть 10-15, тонкодисперсный известняк 40-50; клинкерная пыль 3045; остаточная влага остальное. Клинкерная пыль имеет следующий химический состав, мас.%: KCI 12,6; NaCI 9,3; CaCI2 5,0; SION

10,4; СаО 31,2; MgO 1,2: А!20з 2,4; Ге20з 1,6:

ЯОз 0,65, п.п.п остальное. Ингредиент отход электролиза алюминиевого и роизводства содержит, мас. : алюминат натрия

30-33; сульфат натрия 11-1.6; кремнезем 0.51; оксид железа 3,5-5; углерод 13-24; п.п,п

18-37. Использование в составе БР отходов промышленного производства позволяет наряду с повышением ингибирующей способности снизить его стоимость, 2 табл. тролиза алюминиевого производства (OT3ЛАП ) 1-3: вода остальное.

Состав и свойства раствора приведены в табл.1, Приготавливают раствор путем смешения ингредиентов.

Пример . Для приготовления 1000 r раствора к 897,5 r воды добавляют 40 r бентонита, 2,5 r гидроксида калия, 7,5 r гипана, 40 r ХОАК и 20 r ОТЭЛАП. Раствор перемешивают в течение 1 ч, после чего производится замер его параметров, Коэффициент устойчивости (Ку) on ределяется по способности образцов сохранять

1668376 свою форму и прочностные показатели в данном растворе. При этом очевидно, что ингибирование на примерах эффектов известкования и гипсования связано не только с разупрочнением глинистых пород, но также с подавлением их диспергации в растворе, что выражается в повышении коэффициента устойчивости, Ингредиент ХОАК имеет следующий компонентный состав, мас,%; глинистая, часть 10-15;тонкодисперсный известняк (карбонат кальция 40-50; клинкерная пыль

30-45; остаточная влага до 5. Клинкерная .пыль имеет следующий усредненный химический состав, мас.%: KCl 12,6; NaCI 9,3;

СаС!24;0; Я1О210,4; А12Оз 2,4; Fe20z1,6; СаО

31,2; MgO 1,2; ЯОз 0,65; п.п,п. остальное. По минералогическому составу запечная пыль (ХОАК) представлена алинитом„кальцитом и силиманитом.

Г1рисутствие СаО и Mg(3 способствует известкованию гелеобразованием и закреплению неустойчивых пород, слагающих стенки скважины.

При наличии ионов S О имеет место взаимодействие с катионами Са результа, +2, том которого является гипсование неустойчивых пород, которые вместе с гелем

М9(ОН)2 способствует уплотнению и укреплению стенок скважины, предотвращает диспергацию и набухание глинистых частиц, Наличие алюминатов благодаря отходам алюминиевого производства в присутстЬии Са(ОН)2 приводит к образованию шестиводного гидроалюмината кальция и еще больше укрепляет неустойчивые породы, слагающие стенки скважины, предотвращая возмо>кность осложнений в процессе бурения сква>кины.

Отход электролиза алюминиевого производства (ОТЭЛАП) имеет следующий состав, м".с,%; алюминат натрия 30-33; сульфат натрия 11-16; кремнезем 0,5-1 оксид железа 3,5-5, углерод 13-24; п.п.п, 18-37.

Наличие алюминатов в присутствии . Ca(0H)2 приводит к образованию шестиводного гидроал омината кальция, что способствует укреплению стенок сква>кины.

Из табл.1 следует, что составы 13 16 имеют максимальный коэффициент устойчивости {0,86-0,91). Это достигается при вгоде в раствор оптимальных количеств

ОТЭЛАП, Приведенные данные показывают, что оптимальная концентрация ХОАК составляет 3-5, а для ОТЭЛАП 1-3 мас,%: (соста вы 2-5).

Если содержание запечной пыли низкотемпсратурного хлоркальциевого обжига алинитового цементного клинкера менее 3 мас,% (составы 6 и 7), то время устойчивого состояния, характеризуемое коэффициентом устойчивости низким, а при содержании запечной пыли более 5 мас.% (составы 1113) время устойчивого состояния возрастает незначительно. Одновременно с этим в таких растворах ухудшаются реологические и, фильтрационные свойства.

Оптимальное содержание гипана в бу10 ровом растворе составляет 0,5-1 мас,% (составы 13-16). При содержании гипана менее

t (./

0,5 мас.% ухудшаются реологические и фильтрационные свойства раствора, а при содержании свыше 1 мас.% раствор приобретает низкие значения статического напряжения сдвига (СНС) и высокие значения структурной вязкости. Повышение количества стабилизатора выше 1 мас.% (состав

16) снижает коэффициент устойчивости.

Результаты испытания составов 4-8 показывают, что одна запечная пыль еще не способна обеспечить высокий коэффициент устойчивости. То же относится к составам

9-11, где ОТЭЛАП составляет лишь 0,5-2 мас.%, а также к составам 17 и 18, где запечная пыль ХОАК и ОТЭЛАП применяются раздельно, Эффективность этих составов соответствует составу 19, где эти добавки отсутствуют, Таким образом, высокий коэффициент устойчивости обеспечивает лишь присутствие обоих минеральных добавок в оптимальном количестве. Повышение содержания ОТЭЛАП сверх допустимого предела приводит к увеличению вязкости раствора, так как алюминатные соединения обладают высокой гидрофильностью, Предлагаемый раствор обеспечивает коэффициент устойчивости 0,83-0,91 (среднее 0,85), тогда как известный лишь 0,82-

0,85 (среднее 0,835), т.е. ниже. Наилучший состав предлагаемого бурового раствора позволяет достигнуть коэффициент устойчивости 0,91, тогда как наилучший состав известного 0,85. Свойства известного бурового раствора приведены в табл.2.

Использование в составе бурового раствора отходов промышленного производст- ва УОАК и ОТЭЛАП позволяет снизить его стоимость. Кроме того, утилизируются промышленные отходы, что способствует снижению загрязнения окружающей среды.

Формула изобретения

Буровой раствор, включающий бентонит, гидроксид калия, реагент-стабилизатор, ингибирующую добавку, алюмосодер>кащий реагент и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения ингибирующей способности раствора при одновременном снижении его стоимости, 1668376 6 щем соотношении ингредиентов, мас.ф,: бентонит 3-5; гидроксид калия 0,1-0,5; гипан

0,5-1,0; запечная пыль электрофильтров при производстве цемента ниэкотемператур5 ным обжигом хлоркальциевого алинитового цементного клинкера 3-5; отход электролиза алюминиевого производства 1-3; вода остальное. он содержит в качестве реагента-стабилизатора гипан, в качестве ингибирующей добавки — запечную пыль электрофильтров при производстве цемента низкотемпературным обжигом хлоркальциевого алинитового цементного клинкера. а в качестве алюминатного реагента — отход электролиза алюминиевого производства при следуюбакуа I

1,OZ

1,ОЗ

1,оа

1,04

1,05

1,05

1,06

1,06

1,05

1>05

1,05

1,05

1, 05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

1,05

9 ° 1 О ° 85

9 ° 1 О,85

9 ° 3 0,83

9,35 0>82

55/190

125/240

75/150

45/120

10 J 18 60 4

11 l>17 95 4

6 1 ° 26 120 5

6 1,25 70 5

4 7 . 2

4 7 2

9 7 2

7 7 2

D р к í е ч ° N Я е. РБС - раствор бятуяяого атруктурообразованяя; ССВ - сукваз>тсияртовая барка. Нсяояззуятсз безвоияз>а соия я товаряяе ироИУктя э иерасчете ка сувои реагект, исхохя яз хоняентраяяб ианнях растворов. 9- ияотяоств растэорв; ув усяовнаа вкзхоств1 Ь - воиоотиача1 рН» зоиороияыа иохазатеив.

Составитель Л. Бестужева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор Н. Яцола

Заказ 2625 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2 з

5

7 в

1О

11

1г

13

14

16

17

18

О,1

o,z

О,з

o,ã

О,3 о,a.

0,2 о,з о,а

o,ç о,г

0,4

О,1

0,25

0,5 о,з

0,2 о,г о,г

1,О

О,7

0,5

1,О

О,7

О > 5

1,О

О,7

0,5 о,s

О,7

0,5

0,5

0,75

1,О

1,г

1,О

1,О

1 ° O

3

5

1

1

3

5

0,5

2 з

2 3

3 зо зг

З7 ао

42

42

az

42

42

4З

46

56

4З

5

5

7. в

9 в

1О

9

9.

7

S

5

2/4

7/12

1О/18

18/22

16/28

20/38

22/42

6О/120

19/39

zo/a1

20/39

19/37

21/39

26/54

29/63

31/64

27/59

22/42 г1/а1

9

1О

1О

1О

1О

1О

1О

1О

1О ,1О

1О.

1О

1О

0,19

0,20

О,za . О,Z1

О,Z1 о,зг

0,51

0,64

О,НЗ

0 86

О,87

0,91

D,90

0,23