RU1788959C

RU1788959C - Drilling fluid

Info

Publication number: RU1788959C
Application number: SU904861368A
Authority: RU
Inventors: Валерий Вадимович Томашевич; Михаил Михайлович Быстров; Надежда Федоровна Тормозина; Галина Борисовна Витебская; Валентина Анатольевна Куприянова; Алексей Алексеевич Вихров; Кир Иванович Васильев
Original assignee: Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1993-01-15

Abstract

Использование: бурение нефт ных и газовых скважин. Сущность буровой раствор содержит (мас.%) глина 3-6; щелочной гид- ролизат сополимера метилакрилата, бути- лакрилата и метакрйловой кислоты 0,4-2,0, вода остальное. Буровой раствор может дополнительно содержать флотореагент Т-80 - отход производства изопренового каучука со стадии переработки масл ного сло при синтезе диметилдиоксана в количестве от 2 до 3% от массы бурового раствора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.Usage: drilling oil and gas wells. The essence of the drilling fluid contains (wt.%) Clay 3-6; the alkaline hydrolyzate of the copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylate is 0.4-2.0, the rest is water. The drilling fluid may additionally contain a T-80 flotation reagent — a waste product of isoprene rubber production from the oil layer processing stage in the synthesis of dimethyldioxane in an amount of 2 to 3% by weight of the drilling fluid. 1 s.p. crystals, 3 tab.

Description

СОWith

СWITH

Изобретение относитс к бурению на нефть итаз, а именно к разработке рецептур буровых растворов с низким содержанием твердой фазы и низкой фильтрацией.FIELD OF THE INVENTION This invention relates to drilling for itaz oil, and more particularly, to the development of drilling fluid formulations with a low solids content and low filtration.

Известен раствор, содержащий глину, воду и акриловый полимер - щелочной гид- ролизат полиакриламида РС-2. Раствор такого состава при концентрации глины 3-4 мас.% имеет низкие значени фильтрации и структурно-механических свойств, Недо- cfaTKOM раствора вл етс то, что с ростом минерализации фильтраци его увеличиваетс , а в зкость резко возрастает, кроме того реагент РС-2 не может быть использован дл обработки ут желенных глинистых растворов.A known solution containing clay, water and an acrylic polymer is an alkaline hydrolyzate of polyacrylamide RS-2. A solution of this composition at a clay concentration of 3-4 wt.% Has low values of filtration and structural and mechanical properties. The disadvantage of the solution is that, with increasing mineralization, its filtration increases and its viscosity sharply increases, in addition, the reagent PC-2 cannot be used to treat weighted clay solutions.

Известен также раствор, содержащий глину, воду и акриловый реагент - водощелочной раствор метаса (сополимера мета- криловрй кислоты и метакриламида) с соотношением полимера и щелочи 1:0,2.Also known is a solution containing clay, water and an acrylic reagent — an aqueous alkaline solution of metas (a copolymer of metacrylic acid and methacrylamide) with a polymer / alkali ratio of 1: 0.2.

Раствор указанного состава при концентрации бентонитовой глины 4-6 мас,% имеет низкие значени фильтрации и структурно- механических, свойств.A solution of the indicated composition at a concentration of bentonite clay of 4-6 wt.% Has low values of filtration and structural-mechanical properties.

Однако из-за низкой солестойкое™ метаса этот раствор предназначаетс в основном дл бурени в разрезах, не содержащих солей и высокоминерализованных Пластовых вод, вызывающих коагул ционное загу- стевание раствора.However, due to its low salt-resistant ™ metas, this solution is mainly intended for drilling in sections containing no salts and highly mineralized formation waters, causing coagulation thickening of the solution.

.Наиболее близхим техническим решением к за вл емому вл етс буровой раствор , содержащий бентонит, метас, углещелочной реагент (УЩР) и воду. Совместна обработка малоглинистых растворов метасом и УЩР позвол ет повысить устойчивость их к хлоркальциевой агрессии и сохранить фильтрационные свойства на уровне 4-10 см и предотвратить рост СНС при попадании до 1,5% CaCl2 в буровой раствор.. The closest technical solution to the claimed invention is a drilling fluid containing bentonite, metas, carbon-alkaline reagent (USR) and water. The combined processing of small-clay solutions with metasomes and USR allows to increase their resistance to calcium chloride aggression and to maintain filtration properties at the level of 4-10 cm and to prevent the growth of CHS when up to 1.5% CaCl2 enters the drilling fluid.

XI 00 00XI 00 00

ю ел юyu yu

соwith

Недостатком данного раствора вл етс высокое значение фильтрации (в среднем на уровне 6-7 см3/30 мин). Попадание хлористого , кальци в раствор, начина с концентрации 1,4% вызывает резкий рост статического напр жени сдвига и при концентрации свыше 1,5% вызывает коагул - ционное загущение.The disadvantage of this solution is the high filtration value (on average, at a level of 6-7 cm3 / 30 min). The ingress of chloride, calcium into the solution, starting with a concentration of 1.4%, causes a sharp increase in the static shear stress and, at a concentration of more than 1.5%, causes coagulation thickening.

Цель изобретени - снижение фильтра- ционных параметров при одновременном улучшении структурно-механических пара-: метров.The purpose of the invention is to reduce filtration parameters while improving structural and mechanical parameters: meters.

Поставленна цель достигаетс тем, что буровой раствор, содержащий глину, акриловый полимер, воду, в качестве акрилового полимера содержит щелочной гидролизат сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мае.%:This goal is achieved in that the drilling fluid containing clay, acrylic polymer, water, as an acrylic polymer contains an alkaline hydrolyzate of a copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylic acid in the following ratio of ingredients, May.%:

Глина3-6Clay3-6

Щелочной гидро- лизатсополимераAlkaline hydrolyzate copolymer

метакрилата бутила- butyl methacrylate -

крилата и метакри- ..krilata and methacry- ..

ловой кислоты0.4-2,0 : Вода Остальноеhydrochloric acid 0.4-2.0: Water Else

Буровой раствор может содержать дополнительный ингредиент - флотореагёнт Т-80 - отход производства изопре ногюго каучука со стадии переработки масл ного сло синтеза диметилдирксана при производстве синтетического каучука в количестве 2 - 3% от массы бурового раствора.The drilling fluid may contain an additional ingredient - flotation agent T-80 - waste from the production of isopropyl rubber from the stage of processing the oil layer of the synthesis of dimethyldirxane in the production of synthetic rubber in an amount of 2 - 3% by weight of the drilling fluid.

Щелочной гидролизат сополимера метилакрилата , .бутилакрилата и метакриловой кислоты представл ет собой продукт (в зкую, мутную или прозрачную желтоватую жидкость), выпускаемый промышленностью по ТУ 6-01-1301-85.The alkaline hydrolyzate of a copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylic acid is a product (a viscous, cloudy or clear yellowish liquid) which is commercially available according to TU 6-01-1301-85.

Сополимер метилакрилата, бутилакри- лата и метакриловой кислоты имеет в составе макромолекул 62% бутилакриловых. звеньев, 35% бутилакриловых звеньев и 3% звеньев метакриловой кислоты Молекул рна масса данного сополимера составл ет 10 -10 ед. Массова дол сухого, вещества в гидролизате - не менее 7%. условна в зкость по вискозиметру ВЗ-4 не ниже 12 с, степень омылени 50-90%, плотность 1,04- 1,06 г/см3. .-.;.The copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylic acid contains 62% butyl acrylic in the macromolecule. units, 35% butyl acrylic units and 3% methacrylic acid units The molecular weight of this copolymer is 10 -10 units. Mass fraction of dry matter in the hydrolyzate is not less than 7%. relative viscosity according to the VZ-4 viscometer is not lower than 12 s, the degree of saponification is 50-90%, the density is 1.04-1.06 g / cm3. .-.;.

За вл емый раствор готов т следующим образом,The inventive solution is prepared as follows.

Глину распускают в воде при перемешивании на лопастной мешалке, после чего в суспензию ввод т при перемешивании гидролизат. Т-80 ввод т либо одновременно с гидролизато м..либо следом за ним. Перемешивание продолжают до полного дйспер- гировани компонентов - 3-5 часов.. Добавку соли в готовый раствор при проверке ее вли ни на параметры раствора производ т в % от объема водной фазы при перемешивании в течение 2-х часов. После чего Определ ют параметры. П р и м е р 1. Необходимо приготовить 300 г раствора следующего состава, мас.%: Глина . 3 Гидролизат . - . в пересчете на активноеThe clay is dissolved in water with stirring on a paddle mixer, after which the hydrolyzate is introduced into the suspension with stirring. T-80 is administered either at the same time as the hydrolyzate m ... or after it. Stirring is continued until the components are completely dispersed - 3-5 hours. Salt is added to the finished solution when checking its effect on the solution parameters in% of the volume of the aqueous phase with stirring for 2 hours. Then Determine the parameters. PRI me R 1. It is necessary to prepare 300 g of a solution of the following composition, wt.%: Clay. 3 hydrolyzate. -. in terms of active

вещество0.,8 Вода ... Остальное 9 г глины при перемешивании на лопастной мешалке со скоростью 100-1500 об/мин диспергируют в 259 см3 воды в течение 1 ч. К полученной суспензии добавл ютЗО,8 см3 гид рол из эта плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества. Перемешивание продолжают 4 ч. На вторые сутки замер ют параметры, значени которых составл ют: в зкость условна на.воронке УВюоТюо 22 с: фильтраци по прибору В М-6 Фзо 3 см ; концентраци водородных ионов в фильтрате по индика- торной универсальной бумаге рН 10; статическое напр жение сдвига по прибору СНС-21/10 3/5 дПа; пластическа в зкость по прибору ВСН-3 / пл 39 СПз.substance 0. 8 Water ... The remaining 9 g of clay is dispersed in 259 cm3 of water for 1 h with stirring on a paddle mixer at a speed of 100-1500 rpm for 1 hour. 04 g / cm3 containing 7.5 wt.% Of the active substance. Stirring is continued for 4 hours. On the second day, the parameters are measured, the values of which are: viscosity conditional on a UVuoTuo 22 sec. concentration of hydrogen ions in the filtrate according to indicator universal paper pH 10; static shear stress of the device СНС-21/10 3/5 dPa; plastic viscosity according to the device VSN-3 / pl 39 SPz.

П р и м е р 2. Необходимо приготовить 300 г раствора следующего состава, мас.%: Глина5 Гидролизат . . в пересчете на активное PRI me R 2. It is necessary to prepare 300 g of a solution of the following composition, wt.%: Clay5 Hydrolyzate. . in terms of active

вещество 0.5 Т-80 . .. .3substance 0.5 T-80. .. .3

Вода Остальное 15 г глины-при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют в 256 см3 воды в течение Т часа. К полученной суспензии при перемешивании добавл ют 19,2 см3 гидролизата плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества, и последовательно 9 г Т-80. Перемешивание продолжают 4 ч, На вторые сутки замер ют параметры, значени которых составл ют: условна в зкость Тюо 16 с; фильтраци Фзо 2 см3; содержание водородных ионов в фильтрате рН 9; пластическа в зкость лл 29 сПз.. Water The rest 15 g of clay — with stirring on a paddle mixer, dispersed in 256 cm3 of water for T hours. To the resulting suspension, 19.2 cm3 of hydrolyzate with a density of 1.04 g / cm3 containing 7.5% by weight of active substance and subsequently 9 g of T-80 are added with stirring. Stirring is continued for 4 hours. On the second day, the parameters are measured, the values of which are: conditional viscosity Chuo 16 s; Fzo filtration 2 cm3; the content of hydrogen ions in the filtrate pH 9; plastic viscosity lll 29 cps.

П р и м е р 3. Необходимо приготовить раствор следующего состава, мас.%: Тлина . 3 Гидролизат . в пересчете .на активноеPRI me R 3. It is necessary to prepare a solution of the following composition, wt.%: Tlinna. 3 hydrolyzate. in terms of. to active

- вещество 2 Т-80 . 2 - substance 2 T-80. 2

Вода (с добавкойWater (with additive

2% СаС12.от2% CaC12. From

объема воднойwater volume

фазы)Остальное 9 г глины при перемешивании на лопастной мешалке диспергируют 205 см3 воды в течение 1 ч. К полученной суспензии при перемешивании добавл ют 76,9см3 гидролизата плотностью 1,04 г/см3, содержащего 7,5 мас.% активного вещества, и последовательно с ним б гТ-80. Перемешивание продолжают 4 ч. На вторые сутки при перемешивании ввод т 5,58 г пылевидного CaCi2, просе нного через сито №016. После 2-х ч перемешивани определ ют параметры , значени которых составл ют: условна в зкость Тюо 9 с; фильтраци Фзо 0 см3; статическое напр жение сдвига CHCi/ю О/О дПа: пластическа в зкость г Пл. 15 сПз.phases) The remaining 9 g of clay with stirring on a paddle mixer is dispersed 205 cm3 of water for 1 h. To the resulting suspension, 76.9 cm3 of hydrolyzate with a density of 1.04 g / cm3 containing 7.5 wt.% of the active substance are added, and sequentially with him b GT-80. Stirring is continued for 4 hours. On the second day, 5.58 g of pulverized CaCi2, sieved through sieve No. 016, are introduced with stirring. After 2 hours of stirring, the parameters are determined, the values of which are: conditional viscosity Chuo 9 s; Fzo filtration 0 cm3; static shear stress CHCi / o O / O dPa: plastic viscosity g Pl. 15 cps

Результаты испытаний за вл емого раствора приведены в табл.1 и 2. При этом пор док приготовлени растворов аналогичен приведенному в примерах. Табл.3 иллюстрирует возможности использовани гидролизата сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты с различными видами глинистых материалов. При этом гидролизат сополимера про вл ет практически одинаковое стабилизирующее и флокулирующее действие.The test results of the inventive solution are shown in Tables 1 and 2. The order of preparation of the solutions is similar to that given in the examples. Table 3 illustrates the possibilities of using a hydrolyzate of a copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylic acid with various types of clay materials. In this case, the hydrolyzate of the copolymer exhibits practically the same stabilizing and flocculating effect.

. За вл емые границы концентрации ингредиентов обусловлены следующим.. The claimed limits on the concentration of ingredients are due to the following.

Использование в данном составе глины с содержанием менее 3 мас.% увеличивает фильтрацию до величин свыше 9 см3, повышение же ее содержани свыше 6 мас.% переведет раствор из разр да малоглинистых в глинистые, что в значительной степени отражаетс на технико-экономических показател х бурени , в св зи с чем повышение содержани глины свыше 6% нерентабельно .The use of clay with a content of less than 3 wt.% In this composition increases the filtration to values above 9 cm3, while an increase in its content of more than 6 wt.% Will transfer the solution from the clay category to clay, which largely affects the technical and economic performance of drilling therefore, an increase in clay content of over 6% is unprofitable.

Повышение концентрации гидролизата свыше 2 мас.% активного вещества нерационально ввиду достижени при этом значени нулевой фильтрации. Дальнейшее повышение концентрации сильно повышает в зкость. Применение же концентрации ме- нее 0,1 мас.% приведет к высоким фильтраци м .Increasing the concentration of the hydrolyzate in excess of 2 wt.% Of the active substance is irrational due to the achievement of zero filtration. A further increase in concentration greatly increases viscosity. The use of a concentration of less than 0.1 wt.% Will lead to high filtrations.

Выход содержани Т-80 за пределы концентрации 2-3 мас.% не вызывает резких изменений фильтрации и структурно- механических свойств.The yield of the T-80 content beyond the concentration range of 2-3 wt.% Does not cause drastic changes in filtration and structural-mechanical properties.

Анализ экспериментальных данных до-, казывает преимущества за вл емого состава бурового раствора по сравнению с раствором-прототипом, позвол ющего до- стичь более низких значений фильтрации и структурно-механических свойств.An analysis of the experimental data proves the advantages of the claimed composition of the drilling fluid in comparison with the prototype solution, which allows achieving lower filtration values and structural and mechanical properties.

Использование предлагаемого раствора позволит повысить технико-экономические показатели и предотвратить осложнени в процессе бурени .The use of the proposed solution will improve technical and economic indicators and prevent complications during the drilling process.

Claims

The claims 1. A drilling fluid containing clay, an acrylic polymer and water, characterized in that, in order to reduce its filtration parameters while improving structural and mechanical parameters, it contains an alkaline hydrolyzate of a copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate as an acrylic polymer and methacrylic acid in the following ratio of ingredients, wt.%:

Clay 3-6 Alkaline hydrolyzate of copolymer of methyl acrylate, butyl acrylate and methacrylic acid 0.4-2.0 Water The rest is

2. The solution according to claim 1, with the exception of the fact that it additionally contains a T-80 flotation reagent - a waste product from the production of isoprene rubber from the stage of processing an oil layer of dimethyldioxane synthesis in an amount of 2 - 3% by weight of the drilling fluid.

Table 1

You

and c

Ta bl and ca 3