Результат интеллектуальной деятельности: Буровой раствор

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе, а именно к поликатионным буровым растворам, и может найти применение при бурении глинистых и солевых пород, а также при вскрытии продуктивных пластов.

Известны различные ингибирующие буровые растворы - кальциевые, калиевые, силикатные, гликолевые и др. (Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., «Недра», 1972, 392 стр.).

Недостатком известных составов является многокомпонентность, низкая ингибирующая и крепящая способность по отношению к глинистым породам, низкая соле- и термоустойчивость.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буровой раствор, включающий глинопорошок, катионный полиэлектролит ВПК-402 и воду (описан в RU 2492208 С2, МПК, С09К 8/24, 10.09.2013). Недостатком известного состава является низкая ингибирующая и крепящая способность по отношению к глинистым породам.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно повышение ингибирующей и крепящей способности по отношению к глинистым породам.

Данный технический результат достигается за счет того, что в буровом растворе, включающем воду, глинопорошок и полимер в качестве стабилизатора и понизителя фильтрации, ингибитора набухания глин и реагента для сохранения их устойчивости, в качестве полимера используется сополимер полидадмаха с акриламидом, в котором соотношение полидадмаха и акриламида составляет: полидадмах 95-97% мас.% и акриламид 3-5% мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

В предлагаемом буровом растворе может быть использован бентонитовый глинопорошок марок ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ и ПКГН, который выпускается согласно ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок».

Применение указанных глинопорошков не ограничивает использование других марок, например, палыгорскита. Оптимальная концентрация глинопорошка зависит от его марки. С ухудшением качества глинопоршка его концентрация в буровом растворе увеличивается. Марка глинопорошка, т.е. его сорт не оказывает существенного влияния на показатели бурового раствора, а характеризует его расход. При проведении исследований свойств раствора использовался глинопорошок марки ПБМБ.

Сополимер полидадмаха с акриламидом (далее сопПА) представляет с собой вязкую жидкость с концентрацией основного вещества не менее 25 мас.%. Реагент сопПА является высокоэффективным стабилизатором и обеспечивает буровому раствору высокую ингибирующую и крепящую способность.

Применение сопПА не ограничивает использование других катионных полимерных солей четвертичных аммониевых соединений из класса полиаминов, получаемых из эпихлоргидина и диметиламина (полиЭХГДМА), отличающийся от многих других полиэлектролитов тем, что высокий катионный заряд расположен на главной молекулярной цепи, у которых катионный заряд находится во второстепенной цепи. Эффективность катионных полимеров как стабилизаторов зависит в основном от их молекулярной массы, чем выше ММ, тем выше стабилизирующая способность.

В предлагаемом изобретении заявляемый качественный и количественный состав компонентов позволяет получить буровой раствор плотностью от 1000 до 2200 кг/м³ и более. В качестве утяжелителей могут применяться раздельно и в комбинации мел, мраморная крошка, доломитовая мука, сидерит, барит, галенит и др.

Предлагаемый буровой раствор обладает повышенной устойчивостью к солевой агрессии, поэтому при вводе ингибиторов набухания глин NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl₂, NaBr, KBr, MgBr₂, CaCl₂, ZnCl₂, ZnBr₂, ZnI₂, NaCH₃COO, KCH₃COO, NaCOO, KCOO и др. раствор не реагирует на добавки солей и показатели раствора проявляют исключительную стабильность.

Для повышения крепящих свойств раствора полезно использование гидрофобных кольматантов - углеводородов, нефти, битума, таллового масла, органофильного бентонита и т.д.

Многоатомные спирты (глицерин, пропиленгликоль, триэтиленгликоль и др.) и углеводороды оказывают общеулучшающее действие на показатели Катбурр и повышают его термостойкость.

Дополнительно в предлагаемом буровом растворе могут использоваться гуаровая смола, крахмал, декстрин, водорастворимые эфиры целлюлозы, биополимеры, поливинилпирролидон, акрилаты, аминоспирты.

Предлагаемый буровой раствор является одной из модификаций поликатионного бурового раствора Катбурр и условно назван Катбурр сопПА.

Все реагенты, входящие в состав бурового раствора, основные и вспомогательные, производятся на территории РФ.

Предлагаемый буровой раствор можно приготовить следующим образом. Сначала готовят глинистую суспензию необходимой концентрации, затем вводят стабилизатор сопПА, а при необходимости вспомогательные реагенты.

Изобретение поясняется с помощью таблиц 1, 2 и 3.

В таблице 1 приведены результаты исследований по влиянию стабилизатора сопПА на технологические показатели буровых растворов.

Уменьшение концентрации стабилизатора сопПА в составе бурового раствора меньше 7 мас.% (таблица 1, п. 3, таблица 3, п. 3) приводит к снижению эффективности, а больше 15 мас.% приводит к перерасходу реагента без существенного увеличения эффективности бурового раствора (таблица 1, п. 7, таблица 3, п. 7).

Уменьшение менее 3 мас.% и увеличение более 5 мас.% в составе стабилизатора сопПА содержания акриламида неэффективно, так как ПФ возрастает (таблица 2, пп. 1 и 4).

В таблице 2 показано влияние состава стабилизатора сопПА, а именно содержание полидадмаха и акриламида на показатели бурового раствора.

Таблица 3 отражает результаты исследований по влиянию стабилизатора сопПА на устойчивость глин в сравнении с наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа.