Результат интеллектуальной деятельности: КАТИОНОИНГИБИРУЮЩИЙ БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых глинистых пород.

Из уровня техники известен буровой раствор для проводки горизонтальных скважин, содержащий воду, мел, глинопорошок и гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок", полианионную целлюлозу ПАЦ-В и алюмокалиевые квасцы, и дополнительно кремнийорганическую жидкость и калий хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинопорошок 2,0-2,5; мел 4,0; полианионная целлюлоза ПАЦ-В 1,0-1,2; алюмокалиевые квасцы 0,15-0,25; гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок" 0,08-0,10; кремнийорганическая жидкость 0,10-0,15; калий хлористый 3,0-3,5; вода - остальное (Патент RU на изобретение №2229495 С2, С09K 7/02, опубл. 27.05.2004). К недостаткам известного состава можно отнести его многокомпонентность и сложность в управлении показателями во время процесса бурения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ингибирующий буровой раствор, включающий воду, глинопорошок, водорастворимый полимер Росфлок 99М (Патент RU на изобретение №2468057 кл. С09K 8/24, опубл. 27.11.2012). Недостатком известного состава является высокий показатель фильтрации.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанного недостатка, а именно улучшение фильтрационных показателей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в буровом растворе, включающем воду, глинопорошок и Росфлок 99М, в качестве вспомогательного реагента включен сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

При необходимости буровой раствор утяжеляется баритовым концентратом.

В предлагаемом буровом растворе может быть использован бентонитовый глинопорошок любой из марок ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ и ПКГН, который выпускается в соответствии с ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок». Результаты исследований приведены в Таблице с учетом использования глинопорошка марки ПБМА в предложенном составе раствора.

С ухудшением марки глинопорошка концентрация увеличивается, а с повышением качества концентрация уменьшается. Марка, т.е. сорт глинопорошка, в предлагаемом составе, не оказывает существенного влияния на технологические показатели раствора, а характеризует его расход.

Изобретение поясняется с помощью Таблицы, в которой приведены результаты исследований по влиянию сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) на технологические показатели буровых растворов, стабилизированных катионным полимером Росфлок 99М и сульфатом алюминия. В Таблице приняты следующие сокращения и обозначения: ГР - глинистый раствор, С А - сульфат алюминия, ПФ - показатель фильтрации.

По результатам проведенных исследований, приведенных в Таблице, можно видеть, что при содержании сульфата алюминия менее 0,2 мас. %: показатель фильтрации бурового раствора не меняется (Таблица п. 2). Увеличение содержания сульфата алюминия в мас. %: от 0,2 до 0,5 улучшает показатель фильтрации бурового раствора (Таблица п.п. 3-9). Дальнейшее увеличение концентрации приводит к перерасходу и ухудшению показателя фильтрации бурового раствора (Таблица п. 9). Вода, особенно на буровой, не бывает идеально пресной, в ней всегда присутствуют соли. В лабораторных условиях раствор готовится на дистиллированной воде, однако на буровой в воде присутствуют соли кальция, натрия или магния, в том или ином количестве. Во время проведения эксперимента глинистый раствор был засолонен 1%-ным CaCl₂ и 6%-ным NaCl (Таблица п. 5). Эксперимент показал, что засоленность раствора влияния на показатели фильтрации не оказывает.

Таким образом, из Таблицы следует, что использование сульфата алюминия в сочетании с Росфлок 99М обеспечивает управление показателем фильтрации.

Увеличение плотности бурового раствора производится добавками барита в количестве от 5 до 100 масс. ч. на 100 масс. ч. раствора.

Предлагаемый буровой раствор может быть приготовлен следующим образом. Сначала перемешивают воду с глинопорошком до его распускания, затем в глинистую суспензию добавляют Росфлок 99М и сульфат алюминия, и при необходимости баритовый утяжелитель.