КАТИОННЫЙ 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.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ингибирующий буровой раствор, включающий в мас. %: высококоллоидный бентопорошок марки ПБМВ 6-15, водорастворимый полимер - катионный коагулянт Росфлок марки 99М 2-6, воду - остальное (Патент RU на изобретение №2468057 С2, кл. C09K 8/24, опубл. 27.11.2012). Известный состав имеет неудовлетворительные структурно-реологические показатели.

Задача, решаемая при создании предлагаемого состава катионного бурового раствора, заключается в разработке раствора, обладающего улучшенными структурно-реологическими показателями.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является улучшение структурно-реологических показателей.

Данный технический результат достигается за счет того, что буровой раствор, включающий воду, глинопорошок и Росфлок 99М, в качестве вспомогательного реагента содержит структурообразователь на основе сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) и каустической соды (NaOH) при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Попытки увеличения структурно-реологических показателей раствора добавками глинопорошка в сухом виде и в виде гидратированной пасты неэффективны и практически приводят к росту пластической вязкости, что чревато перерасходом. Структурообразователь - гидроокись алюминия - образуется при взаимодействии сульфата алюминия с каустической содой. Гидроокись алюминия структурирует данную систему, повышает динамическое напряжение сдвига и статическое напряжение сдвига, а также снижает пластическую вязкость. Такое структурирование выдерживает воздействие температуры.

При необходимости буровой раствор утяжеляется баритовым концентратом.

Изобретение поясняется с помощью Таблицы, в которой приведены технологические показатели бурового раствора с Росфлоком 99М при структурировании сульфатом алюминия и каустической содой и приняты обозначение: СА - сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃·18H₂O); при этом термостатирование производилось в течение 36-40 часов при 1500°С. Результаты исследований приведены в Таблице с учетом использования в составе предложенного раствора глинопорошка (ГП) марки ПБМА. В Таблице приняты следующие сокращения и обозначения: ПФ - показатель фильтрации, τ₀ - динамическое напряжение сдвига и η_пл - показатель пластической вязкости, СНС - показатель статического напряжения сдвига.

В Таблице приведены результаты исследований по влиянию структурообразователей - глинопорошка и гидроокиси алюминия, образующихся при взаимодействии сульфата алюминия с каустической содой. Результаты проведенных исследований показали, что при содержании сульфата алюминия и каустической соды менее 0,5 мас. % и 0,18 мас. % соответственно структурно-реологические показатели до и после термостатирования не улучшаются (Табл., п. 2). Увеличение содержания сульфата алюминия и каустической соды более 6 и 2,16 мас. % соответственно неэффективно (Табл., п. 7), так как приводит к чрезмерному увеличению структурно-реологических показателей раствора до неприемлемых значений.

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

Предлагаемый раствор готовят следующим образом. Сначала перемешивают воду с глинопорошком до его распускания, затем в глинистую суспензию добавляют Росфлок 99М и далее при интенсивном перемешивании последовательно сульфат алюминия и каустическую соду, и при необходимости баритовый утяжелитель.