SU1661185A1

SU1661185A1 - Буровой раствор с низкой плотностью

Info

Publication number: SU1661185A1
Application number: SU894650180A
Authority: SU
Inventors: Герман Пантелеевич Бочкарев; Борис Арнольдович Андресон; Анатолий Пантелеймонович Крезуб; Леонид Петрович Вахрушев
Original assignee: Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1991-07-07

Abstract

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин. Цель - сохранение стабильности раствора в услови х повышенных давлений и температур за счет увеличени гидростатической прочности и термостойкости облегчающей добавки. Раствор содержит в качестве облегчающей добавки пластмассовые газонаполненные микросферы из мочевиноформальдегидной или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосиликонатом натри . Раствор включает следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: глина 5 - 15

реагент стабилизатор 0,5 - 1,5

пластмассовые газонаполненные микросферы из мочевино-или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосиликонатом натри 5 - 12

вода остальное. При приготовлении раствора вначале воду затвор ют глиной и тщательно перемешивают, затем ввод т последовательно остальные ингредиенты, вход щие в раствор. Последний сохран ет свои технологические свойства посто нными в услови х повышенных давлений и температур. 4 табл.

Description

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к буровым растворам дл предупреждени поглощени и вскрыти продуктивных пластов с низкими пластовыми давлени ми, в которых в качестве облегчающих наполнителей могут быть использованы различные твердые дисперсные материалы, имеющие низкую плотность и малые размеры частиц.

Цель изобретени - сохранение стабильности бурового раствора в услови х повышенных давлений и температур за счет

увеличени гидростатической прочности и термостойкости облегчающей добавки.

Буровой раствор включает глину, реагент-стабилизатор , воду, а в качестве облег- чающей добавки - газонаполненные пластмассовые микросферы из мочевино- или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосиликонатом натри , при следующем соотношении ингредиентов , мас.%:

Глина5-15

Стабилизатор0,5-1,5

00

ел

Пластмассовые микросферы из мочевино-формальдегидной или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосипиконатом натри 5-12

ВодаОстальное

Пластмассовые газонаполненные микросферы получают меюдом распылительной сушки композиции, содержаа,ей мочевино- или фенолфомальдегидную смолу , реагент газообразователь (порофор ЧХЗ-57) и органоалюмосиликонат натри (Петросил-2М), причем указанные компоненты берут в следующем соотношении, мас,%: реагент-газообразователь 1-3, органоалюмосиликонат натри 1-3, смола остальное ,

Граничные сч а1 рн/. и, г род tern ов вис ходной композиции соосчозапj следую щим,

Если брать концентрацию реагента- газообргзовател мен&ша нижнэго преде а {1 мас.%), то плотность пластмассовых микросфер буде- зысокои (0,4-0,6 г/г,м3) из-за недостаточного коллчес за выдел ющегос азотз. Если хе брать концентрацию реаген ra-raaooljpaaoca , ел более верхнего предела 3 мас.%), то значительней обьем микросфео получаетс с отвер- сш ми з оболочке в результате прорыва через нее излишков азота, е иеконд /цион- иых. ЕСЛЕ/. брать концентрацию модифицирующей добавки - органоалюмосиликоната натри - меньше нижнего предела (1 мае %) то пластмассовые микэосферы будут иметь низкмб гидростатическую прочность и термостойкость , При концентрации opiano- алюмосиликоната натри р. композиции более верхнего предега (3 мае %) гидроста тическа прочность и термостойкость пласт массовых микоосфер улучшаютс незначительно, но при этом увеличиваетсп и их плотность, что некела ельно

Пример1.В 895 г воды затвор ют ЬО г глины (бентонита) и перемешивают в течение 1 ч до полного распускани глины. Затем ввод т 5 г стабилизатора (КМЦ) и перемешивают еще 0, 5 ч, после чего ввод т 50 г пластмассовых микросфер, перемешивают 20 мин и замер ют параметры

Г рим э р2. В 810 г воды затвор ют 100 г глины (бентонита) и перемешивают в течение 1 ч до полного распускани глины Затем ввод т 10 г стабилизатора (КМЦ) и перемешивают еше 0,5 ч после чего ввод т 80 г пластмассовьх микросфер, перемешивают 20 мин и замер ют параметры

П римерЗ. Е 714 г воды затвор ю 150 г глины (бентонита) м перемешиваю в течение 1 ч до полного распускани ГЛИНУ. Затем ввод т 15 г стабилизатора (КМЦ) и перемешивают еще 0,5 ч, после чего ввод т 120 г пластмассовых микросфер, перемешивают 20 мин и замер ют параметры.

В лабораторных услови х исследованы облегченные растворы, полученные путем введени в исходный раствор пластмассовых микросфер из мочевино-формальдегид0 ной (марки У КС) и фенолформальдегидной (марки БЖ-3) смол, модифицированных ор- ганоалюмосиликонатом натри , т.е. предлагаемые облегченные растворы.

В табл,1 приведены составы иссле5 дованных растворов В составах 1-5 используютмикросферыиз мочевино-формальдегидной смолы марки УКС, модифицированной органо- алюмосиликонатом натри . В составе 6

0 используют микросферы из той же смолы , но без модификации. Аналогично в составах 7-11 используют микросферы из .фенолформальдегидной смолы марки БЖ-3, модифицированной органо5 алюмосиликонатом натри , а в составе 12 - микросферы из той же смолы, но без модификации. Причем в составах 2-4 и 8-10 вз ты граничные и средние значени ингредиентов, в составах 1 и 7 меньше гра0 ничных значений, а в составах 5 и 11 - больше граничных значений.

Данные о технологических параметрах облегченных растворов, приготовленных из всех приведенных составов, приведены в

5 табл.2.

Как следует из приведенных данных, при содержании ингредиентов ниже граничных значений (составы 1 и 7) растворы имеют некачественные технологические

0 параметры: высокий показатель фильтрации и сравнительно высокую плотность (больше плотности дисперсионной среды), из-за низких значений структурно-механических свойств раствора отмечаетс обрат5 на седиментаци (всплывание) микросфер, При содержании ингредиентов в предлагаемых пределах (составы 2-4 и 8 - 10) растворы имеют качественные технологические параметры: низкую плотность (ниже

0 плотности дисперсионной среды), низкий показатель фильтрации, оптимальные в з- гсостные и структурно-механические свойства , высокие значени удельного электрического сопротивлени .

5 При содержании ингредиентов выше граничных значений (составы 5 и 11) у растворов чрезмерно повышаютс в зкостные и структурно-механические свойства, что может вызвать технологические трудности при их практическом применении.

У растворов, приготовленных из известных составов (составы 6 и 12), несколько выше плотность и ниже удельное электрическое сопротивление, чем у предлагаемых растворов.

Дл изучени стабильности свойств растворов (табл.1) при воздействии на них давлени и температуры растворы выдерживают в автоклаве при различных давлени х и температурах в течение 4 ч, а затем после стравливани давлени и остывани до комнатной температуры замер ют их технологические параметры. Результаты исследований при воздействии только одного давлени представлены в табл.3, а при воз- действии одновременно давлени и температуры - в табл.4.

Как следует из сравнени данных табл.2 (до термобарического воздействи ) и данных , приведенных в табл. 3 и 4 (после тер- мобарического воздействи ), предлагаемые составы облегченного раствора при оптимальных соотношени х компонентов (составы 2 - 4.и 8 - 10, табл.3 и 4) сохран ют высокую стабильность своих тёхнологиче- ских свойств в исследованных диапазонах термобарического воздействи : сохран етс низка плотность (ниже плотности дисперсионной среды), практически не измен ютс показатели в зкости, фильтра- ции, статического напр жени сдвига и удельного электрического сопротивлени .

В меньшей степени сохран ют стабильность своих свойств составы, содержащие компоненты в концентраци х больше гра- ничных значений (составы 5 и 11), особенно при совместном воздействии давлени и температуры (табл.4). Это св зано с повышенным содержанием глины (бентонита), у которой под действием давлени и темпера- туры измен етс Степень гидратации и дис- пергации, что сказываетс на параметрах раствора.

Особенно значительное изменение свойств облегченного раствора после тер- мобарического воздействи наблюдаетс у известных составов (составы 6 и 12, табл.3 и 4). У них резко повышаетс плотность из- за разрушени большей части микросфер: она становитс больше плотности диспер-

сионной среды, а при совместном воздействии давлени и температуры (табл.4) она становитс равной плотности исходного глинистого раствора (1,08 г/см3), что свидетельствует о полном разрушении всех микросфер . При этом также существенно ухудшаетс показатель фильтрации, снижаетс удельное электрическое сопротивле- ние и резко повышаютс в зкость и структурно-механические показатели.

Таким образом, в результате повышени гидростатической прочности и термостойкости пластмассовых микросфер путем модификации мочевино- или фенолфор- мальдегидных смол органоалюмосиликона- том натри раствор сохран ет свои технологические свойства посто нными в услови х повышенных давлений и температур , например, при бурении глубоких сква- жин. Это позвол ет получить экономический эффект за счет значительного сокращени расхода микросфер дл вос- полнени разрушенных в процессе бурени .

Claims

Формула изобретени Буровой раствор с низкой плотностью, включающий глину, реагент-стабилизатор, облегчающую добавку и воду, отличающийс тем, что, с целью сохранени стабильности раствора в услови х повышенных давлений и температур за счет увеличени гидростатической прочности и термостойкости облегчающей добавки, он в качестве облегчающей добавки содержит пластмассовые газонаполненные микросферы из мочевино-формальдегидной или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосиликонатом натри при следующем соотношении игредиентов, мас.%:

Глина5-15

Реагент-стабилизатор 0,5-1,5 Пластмассовые газонаполненые микросферы из мочевино- формальдегидной или фенолформальдегидной смолы, модифицированной органоалюмосиликонатом натри 5-12 ВодаОстальное

Таблица 1

4,0

0,3

з.о

Остальное

Таблица 2

Таблица

Таблица