Патент на изобретение №2203920
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БУРОВОЙ РАСТВОР
(57) Реферат: Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к составам буровых растворов. Технический результат заключается в создании гидрофобного барьера, препятствующего контактированию глин с дисперсионной средой раствора и, кроме того, облегчению процесса его приготовления, за счет сокращения компонентного состава бурового раствора и количества реагентов. Буровой раствор, содержащий бентонитовый глинопорошок, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ-600 и воду, дополнительно содержит фурфуриловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. %: бентонитовый глинопорошок 5-8, КМЦ-600 0,5-1, фурфуриловый спирт 0,1-1, вода – остальное. 2 табл., 1 ил. Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к составам буровых растворов. Известны кальциевые растворы, содержащие, кроме глины, воды, нефти, утяжелителя, реагентов-понизителей вязкости, фильтрации и регуляторов щелочности специальные ингибирующие вещества [1]. Наиболее близким к изобретению является буровой раствор на основе комплексной соли [2], содержащий бентонитовый глинопорошок, КССБ, КМЦ-600, комплексную соль и воду. Данный раствор обладает ингибирующими свойствами по отношению к разбуриваемым глинистым породам, которые в нем меньше гидратируются и слабее набухают, что особенно актуально при разбуривании месторождений Западной Сибири, в разрезах которых преобладают глинистые и глиносодержащие породы (до 99%). Недостатком прототипа является расход реагентов и многокомпонентность раствора, что делает процесс приготовления бурового раствора более трудоемким. Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание бурового раствора, обладающего ингибирующими и гидрофобизирующими свойствами по отношению к разбуриваемым породам, и повышение его технологичности. Поставленная задача решается за счет достижения технического результата с обеспечением создания гидрофобного барьера, препятствующего контактированию глин с дисперсионной средой раствора, и, кроме того, облегчения процесса его приготовления, за счет сокращения компонентного состава бурового раствора и количества реагентов. Технический результат достигается тем, что буровой раствор, содержащий бентонитовый глинопорошок, карбоксиметилцеллюлозу КМЦ-600 и воду, дополнительно содержит фурфуриловый спирт, при следующем соотношении компонентов, мас. %: бентонитовый глинопорошок 5-8, КМЦ-600 0,5-1, фурфуриловый спирт 0,1-1, вода – остальное. Наиболее перспективны для ингибирования глинистых пород гидрофобирующие растворы, которые содержат в качестве ингибирующих добавок вещества, вызывающие гидрофобизацию глинистых пород: кремнийорганические соединения или соли высших жирных (или нафтановых) кислот. Эти соединения, вследствие своей дифильности, адсорбируются на глинистых минералах, создавая гидрофобный барьер, препятствующий контактированию глин с дисперсионной средой раствора (водой). Аналогичной дифильностью обладает фурфуриловый спирт, который в водной среде образует трехмерный “полимер” [3]. Поэтому для получения высокоингибированного бурового раствора заменяют два основных компонента в ранее предложенном растворе на один – фурфуриловый спирт. Это позволяет улучшить ингибирующий эффект при разбуривании глиносодержащих пород, сократить компонентный состав бурового раствора, улучшить технологические параметры за счет уменьшения значений структурно-реологических показателей. Раствор приготавливают путем смешивания компонентов. Сведения о компонентном составе следующие. Бентонитовый глинопорошок – Черкасский бентонитовый глинопорошок марки Б-1, выпускаемый Черкасским заводом по ГОСТ 25795-83. КМЦ-600 – высоковязкая карбоксиметилцеллюлоза [1, c. 110]. Фурфуриловый спирт относится к гетероциклическим композициям, известным как фураны, состоит из ненасыщенного кольца четырех атомов углерода и одного атома кислорода [4]. Не содержит взвешенных частиц, полностью растворим в воде и органических растворителях. Температура кипения 171oС. Массовая доля спирта не менее 98,5%. Фурфуриловый спирт получают каталитическим гидратированием технического фурфурола при 7,5-10 МПа, либо газофазным гидрированием при низком давлении. В обоих процессах используют катализатор. Молекулярная масса (по международным атомным массам 1971 г.) – 98, 10. Пример приготовления раствора для верхнего (максимального) предела содержания компонентов. Для приготовления 1000 г раствора смешивают 950 г воды и 50 г бентонитового глинопорошка, затем глинистую суспензию обрабатывают КМЦ-600 (20 г), фурфуриловым спиртом (10 г), при необходимости регулирования реологических свойств вводится 0,3 г НТФ (нитрилтриметилфосфоновая кислота). Результаты исследования свойств известной и предлагаемой рецептур растворов представлены в табл. 1. Анализ данных табл. 1 показывает, что предлагаемый раствор обладает более простым компонентным составом, диапазон изменения условной вязкости находится в пределах от 19 до 64 с, водоотдача сохраняется в пределах 6-8 см3/мин. Расширяется диапазон регулирования структурно-реологических свойств: статистическое напряжение сдвига через 1 мин от 24,8 до 79 дПа, через 10 мин – от 33 до 129 дПа, пластическая вязкость от 4 до 28 мПа  с, динамическое напряжение сдвига в пределах 12-48 дПа, эффективная вязкость 5,5-27 мПас. При этом уровень рН соответствует 7,5-9.
Рекомендуемый состав бурового раствора (рецептуры 3-8 табл. 1), имеет высокую ингибирующую способность, что позволяет рекомендовать его для промывки скважин при разбуривании высококоллоидальных глинистых отложений. Это утверждение базируется на исследованиях его ингибирующих свойств, проведенных по известной методике В.Д.Городного [5].
Результаты исследований процессов увеличения объемов проб бентонитового глинопорошка в различных средах представлены в табл. 2 и на чертеже. Значения коэффициента набухания взяты через 360 мин, когда произошла стабилизация процесса набухания.
Анализ экспериментальных данных позволяет констатировать следующее:Наибольшим ингибирующим действием из исследуемых растворов обладают, в порядке убывания, рекомендуемые растворы: 0,1% фурфурилового спирта + 1% КМЦ-600; 1% фурфурилового спирта + 1% КМЦ-600; 0,1% фурфурилового спирта + 0,5% КМЦ-600. В растворе комплексной соли бентонитовый глинопорошок набухает в 1,69 раза больше, чем в растворе 0,1% фурфурилового спирта + 1% КМЦ-600. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ингибирующие свойства предлагаемого бурового раствора почти в 1,5 раза (табл. 2) превышают аналогичные свойства известного раствора на основе комплексной соли, при этом за счет применения серийно выпускаемого реагента существенно снижаются производственные затраты времени на приготовление и обработку бурового раствора. Применение предлагаемой рецептуры способствует значительному сокращению осыпей и обвалов при разбуривании неустойчивых аргиллитоподобных отложений. Уменьшение гидратации и набухания глинистых отложений достигается путем повышения ингибирующих свойств данной рецептуры бурового раствора. Фурфуриловый спирт выпускается серийно промышленностью, а ввод 0,1-1% позволяет существенно снизить материалоемкость, уменьшить компонентный состав, что делает приготовление и применение бурового раствора более технологичным и менее трудоемким. Источники информации 1. Булатов А. И. , Пеньков А.И., Просеков Ю.С. Справочник по промывке скважин. – М.: Недра, 1984, с.317. 2. Патент РФ 2103311, МПК 6 С 09 К 7/00, опубл. 1998 (прототип). 4. ГОСТ 28960-91. Технические условия. Спирт фурфуриловый. 01.07.92. 5. Городнов В. Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. – М.: Недра, 1984, с.104-136. Формула изобретения
Бентонитовый глинопорошок – 5 – 8 КМЦ-600 – 0,5 – 1 Фурфуриловый спирт – 0,1 – 1 Вода – Остальное РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 19.05.2008
Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
