Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых набухающих пластичных глин и аргиллитов.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является катионно-ингибирующий буровой раствор, включающий воду, глинопорошок - 5-8 мас. %, стабилизатор - понизитель фильтрации, ингибитор глин ВПК-402- 7-15 мас. % (Патент РФ на изобретение №2492208, кл. C09K 8/24, 10.09.2013).

К недостаткам известного состава относится большой расход ВПК-402, неудовлетворительные структурно-реологические (высокое значение пластической вязкости) и фильтрационные показатели.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании бурового раствора, не имеющего указанных недостатков.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является снижение расхода ВПК-402 и улучшение структурно-реологических и фильтрационных показателей раствора.

Указанный технический результат достигается за счет того, что состав бурового раствора включает воду, глинопорошок и полиэлектролит ВПК-402, в качестве понизителя фильтрации раствор содержит водорастворимый эфир целлюлозы при следующем соотношении компонентов, мас. %:

При необходимости для повышения плотности буровой раствор утяжеляется баритовым концентратом в количестве от 5 до 150 мас.ч. на 100 мас.ч. раствора.

В предлагаемом буровом растворе может быть использован бентонитовый глинопорошок марок ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ и ПКГН, который выпускается, например, в соответствии с ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок». При проведении исследований свойств раствора использовался глинопорошок марки ПБМБ.

Использование в составе раствора в качестве катионного полимера ВПК-402 не ограничивает применение других марок катионных полимеров Полидадмахов, выпускаемых серийно как в России, так и за рубежом. Продукт представляет собой органическое вещество с высокой плотностью катионного заряда, который нейтрализует положительно заряженные коллоидные частицы. Содержание ВПК-402 приведено на товарный продукт, который выпускается в виде водного раствора, что в переводе на сухое вещество составляет 0,8-1,7%.

В качестве водорастворимых эфиров целлюлозы целесообразно использовать известные в бурении реагенты, например полианионную целлюлозу (ПАЦ) или карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) различных марок. Порошкообразные водорастворимые эфиры целлюлозы являются основными модифицирующими добавками, улучшающими свойства предлагаемого раствора, они выполняют роль эффективного загустителя и используются для регулирования вязкости и понижения водоотдачи. Введение водорастворимого эфира целлюлозы обеспечивает значительное удержание воды в массе предлагаемого раствора. Введение водорастворимого эфира целлюлозы в строительный раствор позволяет дольше, до 20-30 минут после его нанесения, сохранять пластичную консистенцию и клеящую способность при оптимальном водоцементном отношении.

Изобретение поясняется таблицей, в которой приведены результаты исследований по влиянию анионного водорастворимого эфира целлюлозы на технологические показатели буровых растворов. В таблице приняты следующие обозначения и сокращения: ПФ - показатель фильтрации (см³), η_пл - пластическая вязкость (мПа·c); τ₀ - динамическое напряжение сдвига (Па), ГР - глинистый раствор.

Результаты проведенных испытаний показали, что при содержании полиэлектролита ВПК-402 и анионного водорастворимого эфира целлюлозы ниже 3% и 0,3% соответственно показатель фильтрации увеличивается, а структурно-реологические показатели (показатель фильтрации и пластическая вязкость) имеют неприемлемо низкие значения (табл., п. 3). Увеличение содержания ВПК-402 и водорастворимого эфира целлюлозы более 5% и 1,2% соответственно неэффективно (табл., п. 10), так как приводит к перерасходу ВПК-402 и анионного водорастворимого эфира целлюлозы без уменьшения показателя фильтрации.

Таким образом, из таблицы следует, что использование водорастворимых эфиров целлюлозы в сочетании с ВПК-402 позволяет существенно снизить расход ВПК-402, обеспечить управление показателя фильтрации и структурно-реологических свойств (снижения значения пластической вязкости).

Увеличение плотности бурового раствора может быть достигнуто добавками барита в количестве от 5 до 150 мас. ч. на 100 мас. ч. раствора.

Предлагаемый буровой раствор готовят следующим образом. Сначала перемешивают воду с глинопорошком до его распускания, затем в глинистую суспензию добавляют ВПК-402 и анионный водорастворимый эфир целлюлозы, и при необходимости баритовый утяжелитель.