SU1652329A1 - Безглинистый полимерный буровой раствор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности , в частности к бурению нефт ных и газовых скважин. Цель изобретени  - улучшение качества раствора путем повышени  стабильности структурно-механических свойств во времени и снижени  проницаемости образующейс  корки. Раствор содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: полимерный реагент 0,2 - 1,5; гидроалюминат натри  0.01 -0,8; вода остальное. В качестве полимерного реагента могут быть использованы полиакриламид, смесь карбоксиметилцел- люлозы с конденсированной сульфит-спиртовой бардой в соотношении 2:1 или смесь гидролизованного полиакрилонитрила с сульфит-спиртовой бардой в соотношении 1:1,1 з.п. ф-лы, 1 табл. у fe

Description

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности и может быть использовано при бурении нефт ных и газовых скважин, в том числе при вскрытии продуктивных пластов , а также при глушении скважин дл  проведени  подземного капитального ремонта .

Цель изобретени  -улучшение качества бурового раствора путем повышени  стабильности структурно-механических свойств во времени при одновременном снижении проницаемости образующейс  корки при одновременном сохранении низкого показател  фильтрации.

Безглинистый буровой раствор, содержащий полимерный реагент, комплексооб- разователь и воду, в качестве комплексообразовател  содержит гидроалюминат натри  в следующем соотношении ингредиентов, мас.%: полимерный

реагент 0,2 - 1,5; гидроалюминат натри  0,01 - 0,80; вода остальное.

Раствор в качестве полимерного реагента содержит, мас.%: полиакриламид 0,2 - 0,5 или смесь карбоксиметилцеллюлозы с конденсированной сульфит-спиртовой бардой в соотношении 1:1 0,8 - 1,0, или смесь гидролизованного полиакрилонитрила с конденсированной сульфит-спиртовой бардой в соотношении 1:1 0,8 - 1,5.

Гидролизованный полиакрилонитрил получают путем гидролиза отходов волокна нитрон в присутствии гидроокиси кали  или натри  при 80 - 90°С. Реагенты берут в соотношении, мас.%: волокно нитрон 8 - 10; NaOH или КОН 7-8; вода остальное.

Гидроалюминат натри  выпускаетс  Ленинградским опытным заводом ВАМИ в виде порошка или гранул.

Химический состав гидроалюмината натри , %: NazO общ. 25 - 30; NaaO кауст. 25 0

ел ю со ю ю

30: Na20 карбон. 0-1; АЫЭз менее 27 - 30; молекул, отношение Na2O к AiaOa 1-4; 5Юг не более 0,1; РедОз не более 0,02.

Гидроалюминат натри  используют в коммунальном хозйстве в качестве флоку- л нта дл  очистки сточных и питьевых вод.

В составе бурового раствора гидроалюминат натри  используют как комплексоб- разующий реагент в водном растворе полимера. Благодар  использованию гидроалюмината натри  достигаетс  стабильностью структурно-механических свойств полимерного раствора во времени, при этом снижаетс  проницаемость образующейс  при фильтрации раствора корки.

При взаимодействии полимерного реагента с гидроалюминатом натри  происходит сшивка макромолекул с образованием полимерного комплекса и уплотнением пространственной сетки. Это обусловливает повышение структурно-механических свойств полученного раствора. Благодар  этому растоор обладает повышенной стабильностью структурно-механических свойств во времени.

При использовании гидроалюмината натри  в процессе сшиеки участвуют, кроме ионов AI, ионы SI и Ре(Рв20з и 5Ю2 вх од т н состав продукта). Это способствует более плотной сшивке молекул и уплотнению сетки . Кроме того, неоднородность макромолекул поликомплекса как по массе, так и по размерам обусловливает его порышенную адсорбционную активность.

Раствор обладает низкмм показателем фильтрации, а образующа с  при фильтрации полимерна  корка (пленка) за счет плотной упаковки макромолекул (глобул) имеет более низкий коэффициент проницаемости.

Таким образом, основными преимуществами раствора  вл ютс  стабильность структурно-механических свойств во времени за счет снижени  химической деструкции , а также снижение проницаемости фильтрационной корки за счет более плотной упаковки макромолекул поликомплекса .

Стабильность структурно-механических свойств бурового раствора способствует более полной очистке скважины от выбуренной породы, экономии химреагентов на дополнительную обработку, повышению срока работы породорэзрушающего инструмента.

Снижение проницаемости образующейс  при фильтрации корки обусловливает сохранение естественной проницаемости продуктивного пласта за счет снижени  количества поступающего в пласт бурового раствора или его фильтрата.

В лабораторных услови х исследованы СРОйства бурового раствора. На стандартных приборах замер ли параметры растворов: показатепь фильтрации (Ф) на приборе

ВМ-6; статическое напр жение сдвига (СНСшо) на приборе СНС-2; условную в зкость (УВ) на приборе СПВ-5.

Дл  изучени  проницаемости образовавшейс  при фильтрации раствора корки

0 используют прибор ВМ-6 следующим образом .

После определени  показател  фильтрации (Ф) раствор в фильтрационном стакане замен ют на воду (не разбира  стакан).

5 собираю прибор и фиксируют количество отфильтроиавшейс  через корку зоды через 30 мин, 1 и 2 ч.

Дл  приготовлени  бурового раствора расчетное количество полимерного реаген0 та и гидроалюминзта натри  раствор ют в воде. В качестве полимерного реагента использую г полиакриламид (ПДА), смесь кар- боксиметил целлюлозы (КМЦ) с конденсированной сульфит-спиртовой бар5 дои (КССБ) в соотношении 2:1 и смесь гид- ролизованного полиакрилонитрила (ГПАН) с КССБ в соотношении 1:1. В качестве гид- ролизоьанного полиакрилонитрила используют натронный реагент, полученный путем

0 гидролиза отходов волскнз нитрон при 80 - 90°С в присутствии NaOH или КОН.

Расход реагентов дл  получена нитро- нного реагента (ГПАН) следующий, %: нит- ронное волокно 7-10; гидроокись кали  или

5 натри  7 - 8; вода остальное.

Смесь КМЦ с КССБ и ГПАН с КССБ готов т в воде.

Оптимальными концентраци ми ингредиентов дл  различных вариантов раство0 DOB  вл ютс , мас.%: полиакриламид 0.2 - 0,5; гидроалюминат натри  0,01 -0.10; вода остальное или смесь КМЦ с КССБ 1,0 - 1,5 в соотношении 2:1; гидроалюминат натри  0,05 - 0 r-ода остальное, или смесь ГПАН

5 с КССБ R соотношении 1:1 1,0 - 1,5; гидроалюминат натри  0,5 - 0,8; вода остальное. Снижение концентрации ингредиентов приводит к снижению в зкости и статического напр жени  сдвига, увеличению пока0 зател  фильтрации. При этом увеличиваетс  количество отфильтровавшейс  воды через корку Повышение концентрации ингредиенте & зыше указанных не приводит к улучшению технологических параметров

5 раствора, а приводит лишь к лишней затрате химреагентов.

Дл  приготовлени  раствора один из указанных полимерных реагентов раствор ют в воде, а потом добавл ют высококон

центрированный водный раствор

гидрск люмииага ч гри . Указанные смеа пеормешпвают в течение ,Ь - 2 ч.

П р и м е р 1 иуроэой раствор з 1000 г содзохиг 2 г ПАА, 0.1 г гидрозлюминзга натри  и 997, г воды.

Пример. Буровой раствор в 1000 г содержит 3,5 г ПАА, 0,5 г гидроалюмин та нафи  и 996 г воды.

ПримерЗ, Буровой раствор в 1000 г содержит 5 г ПАА, 1 г гидроалюмината на- гои  и 994 г воды.

П р и м е р 4. Буровой раствор в 1000 г содержит 6,66 г КМЦ 3,33 г КССБ, 0,5 г гидроалюмината натри  и 989,5 г воды.

ПримерЗ. Буровой раствор в 1000 г одержит 10 г КМН, 5 г КССБ. 1 г гидроалюмината натри  и 986 г воды.

Гример Буровой раствор в 1000 г содержит 5 г ГПАН, 5 г КССБ, 5 г гидроалюмината натри  и 985 г воды.

ПримерВ. Буровой раствор в 1000 содержит 6,25 г ГПАН, б,2Ь г КССБ, 6 г гид осалюмината натри  и 981,5 г воды.

Данные по различным составам раствора приведены в таблице 1.

Как видно из результатов экспериментов предлагаемый буровой раствор обтада- ет по сравнению с известным более высокой ciобильностью структурно-механических свойств во времени Раствор сохран ет приемлемые теднологические параметры в течение 480 ч, что играет немаловажную роль а успешном стиоительстве скважин. Как видно из данных таблицы, за 480 ч известный раствор тер ет свои первоначальные параметры (снимаютс  структурно-механические свойства и условна  в зкость, одновременно повышаетс  показатель фильтрации).

Кроме того, образовавша с  при фильтрации корка у предлагаемого раствора

имеет в 2 - 3 раза меньшую прониц, чмость по сравнению с известным, т.е. кол1 чество воды, отфипьтровавшейс  через корку предлагаемого раствора, в 2 - 3 раза меньше. В

постовых услови х это способствует повы- качества вскрыти  продуктивного пласта за счет снижени  проникновени  раствора или его фильтрата.

Экономический эффект от внедрени 

предлагаемого технического решени  обусловлен повышением технико-экономических показателей бурени  в результате улучшенной очистки скважины от частиц выбуренной породы повышени  долговечности работы долот, сокращени  сроков освоени  скважин.

Claims (2)

1. Безглинистый полимерный буровой

раствор, содержащий полимерный реагент, комплексообразователь и воду, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества раствора путем повышени  стабильности структурно-механических свойств во времени при одновременном снижении проницаемости образующейс  корки, в качестве комплексообразовател  раствор содержит гидроалюминат натри  при следующем соотношении ингредиентов, мае.%:

Полимерный реагент0,2 - 1,5

Гидроалюминат натри  0,01-0.80 ВодаОстальное

2. Раствор по п. 1,отличающийс 

тем, что в качестве полимерного реагента он содержит полиакриламид или смесь карбок- симетилцеллюлозы с конденсированной сульфит-спиртовой бардой в соотношении 2:1 или смесь гидролизованного полиакрилонитрила с конденсированной сульфит- спиртовой бардой в соотношении 11.