Результат интеллектуальной деятельности: БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к составам для бурения скважин, а именно к водным буровым составам для бурения скважин, содержащим природные возобновляемые ресурсы - органические соединения, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Известен буровой раствор (RU 2235751 С1, МПК 7 C09K 7/02, опубл. 10.09.2004), содержащий в качестве структурообразователя глину, а в качестве стабилизатора карбоксиметилцеллюлозу КМЦ при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Недостатками такого раствора являются сложный состав и повышенная водоотдача, что может вызвать заклинивание бура во время процесса бурения скважины.

Известен буровой раствор (SU 1776689 А1, МПК 5 C09K 7/02, опубл. 23.11.1992), содержащий в качестве стабилизаторов карбоксиметилцеллюлозу, карбоксиметилоксиэтилцеллюлозу или оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Недостатком этого раствора является высокая водоотдача и низкое статическое напряжение сдвига, а также сложный состав и соответственно более трудоемкий и длительный по времени процесс приготовления раствора. Высокая водоотдача может вызвать заклинивание бура во время процесса бурения скважины.

Известен буровой раствор (RU 2103313 С1, МПК 6 C09K 7/02, опубл. 27.01.1998), содержащий в качестве структурообразователя глину, а в качестве стабилизатора полиакриламид со следующим содержанием компонентов, мас. %:

Недостаткам этого бурового раствора является его нестабильность, что требует частых добавлений того или другого необходимого реагента. А это вызывает, в свою очередь, нарушение химического равновесия процессов кристаллизации двуводного гипса.

Известен буровой раствор (RU 2521259 C1, МПК C09K 8/36 (2006.01), опубл. 27.06.2014), выбранный в качестве прототипа, содержащий углеводородную фазу и поверхностно-активные вещества, утяжелитель, минеральные соли, стабилизатор и воду. В качестве углеводородной фазы и поверхностно-активных веществ содержит добавку МУЛЬТИОЛ, в качестве стабилизатора - МУЛЬТИСТАР и ксантановую камедь и дополнительно гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Этот буровой раствор имеет сложный состав.

Предлагаемый буровой раствор расширяет арсенал средств, используемых для приготовления водных составов для бурения скважин.

Буровой раствор аналогично приведенному прототипу содержит утяжелитель, ксантановую камедь в качестве стабилизатора и воду.

Согласно изобретению в качестве утяжелителя и структурообразователя содержит фторангидрит крупностью менее 40 мкм, а в качестве стабилизатора ксантановую камедь и сахарозу при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Компоненты, входящие в состав предлагаемого бурового раствора в заявленном соотношении, обеспечивают технические характеристики, свойственные водным буровым растворам. Фторангидрит обладает как структурообразующими свойствами, так и пластифицирующими и вяжущими. Во время бурения фторангидрит пластифицирует и регулирует плотность раствора, а после оседания на стенках, схватываясь, выкристаллизовываясь в виде двуводного гипса, при этом захватывая попутно частички кремнезема, глины и другие минералы, перекрывает водоносные слои. Ксантановая камедь и сахароза являются стабилизаторами (загустителями), позволяющими регулировать вязкостные свойства бурового раствора в требуемых значениях. Сахароза в указанном количестве вводится дополнительно в буровой раствор для уменьшения расхода более дорогой ксантановой камеди.

При использовании фторангидрита с крупностью гранул выше 40,0 мкм раствор расслаивается, и значения по вязкости и условной вязкости увеличиваются, что приводит к ухудшению очистки забоя, снижению механической скорости бурения и росту гидравлических сопротивлений в скважине.

Плотность получаемого бурового раствора составляет 1,16-1,17 г/см³, его вязкость - 43 сР, а условная вязкость - 43 с/л.

Пример 1. В 82,15 г воды при перемешивании добавили 16,7 г фторангидрита (максимальный размер частиц 40,0 мкм), 0,16 г ксантановой камеди и 0,99 г сахарозы. После введения каждого компонента раствор перемешивали лабораторной мешалкой 10 мин до полного растворения всех водорастворимых компонентов.

Фторангидрит нужной крупности подготовили в пневмоизмельчителе.

Полученную суспензию перемешивали в течение 10 мин.

Технологические свойства полученного бурового раствора определили с помощью стандартных приборов согласно методике РД 39-2-645-81 «Методика контроля параметров буровых растворов». Плотность этого бурового раствора составила 1,16 г/см³, вязкость - 43 сР, условная вязкость - 43 с/л, что соответствует технологическим требованиям, предъявляемым к буровым растворам.

Пример 2. В 79,5 г воды при перемешивании добавили 19,4 г фторангидрита (максимальный размер частиц 1,0 мкм), 0,16 г ксантановой камеди и 0,94 г сахарозы. После введения каждого компонента раствор перемешивали лабораторной мешалкой 10 мин до полного растворения всех водорастворимых компонентов.

После перемешивания буровой раствор обладал следующими техническими свойствами: плотность 1,16 г/см³, вязкость 43 сР, условная вязкость 43 с/л.

Пример 3. В 74,6 г воды при перемешивании добавили 24,4 г фторангидрита (максимальный размер частиц 0,5 мкм), 0,15 г ксантановой камеди и 0,85 г сахарозы. После введения каждого компонента раствор перемешивали лабораторной мешалкой 10 мин до полного растворения всех водорастворимых компонентов.

После перемешивания на протяжении 10 минут буровой раствор обладал следующими техническими свойствами: плотность 1,17 г/см³, вязкость 43 сР, условная вязкость 43 с/л.