Буровий розчин

Буровий розчин, який містить органічну колоїдну фазу, наприклад гумати лужних металів (порошкоподібний вуглелужний реагент (ПВЛР), гуматно-калієвий реагент (ГКР), лігноксин), гідроксид кальцію, луги і воду, який відрізняється тим, що додатково містить змащувальні домішки на жиро вій основі, наприклад солі жирних кислот (лабрикол або гідрофуз), інертні тверді неорганічні частки, наприклад мелені крейду і/або доломіт, і/або барит, і/або бентоніт, а також водорозчинні полімери, наприклад частково гідролізований поліакриламід (ПАА) і/або карбоксиметилцелюлозу (КМЦ), і/або поліетилен гліколь при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: гумати лужних металів 3,0-5,0 гідроксид кальцію 0,5-5,0 луги 0,1-0,5 змащувальні домішки на жировій основі 2,0-4,0 інертні тверді неорганічні частки 3,0-50,0 водорозчинні полімери 0,05-0,5 вода решта. Корисна модель стосується галузі буріння свердловин, а саме бурових розчинів для буріння газових І нафтових свердловин. Відомий склад для зміцнення стінок свердловин (див. патент Росії" №2093541, МПК6 С09К7/02, опубл.20.10.1997р.), який вміщує, мас.%: хлорид калію -15-20 карбоксилметилцелюлозу (КМЦ) -2-4 гідроксид кальцію (вапно) -3-10 лігніт-вміщуючий реагент (ПВЛР) -3-8 вода -решта. Недоліком розчину є його висока вартість через те, що для регулювання в'язкості застосовується велика кількість КМЦ - 2-4%. Відомий мінералізований буровий розчин (див. патент України №29756 А, МПК6 С09К7/02, публ.15.11.2000р., Бюл. №6-11), обраний за прототип, який вміщує, мас.%: органічну колоїдну фазу (лігносульфати або гумати) -5,0-7,0 луги, наприклад NaOH, KOH, Na2CO3 -0,2-1,0 гідроксид кальцію -0,5-5,0 сіль лужного металу ' -10,0-26,0 наповнювач (органічна тверда фаза) -2,5-20,0 вода -решта. Недоліком бурового розчину за прототипом є використання великої кількості органічної твердої' фази і неорганічних солей для регулювання реологічних властивостей, що ускладнює процес приготування та регулювання параметрів бурового розчину. Задачею даної корисної моделі є спрощення процесу приготування бурового розчину і регулювання його параметрів, зменшення витрат органічної колоїдної і твердої фази та неорганічних солей, можливість приготування розчину з мінімальною густиною. Для вирішення поставленої задачі у відомому буровому розчині, який вміщує органічну колоїдну фазу, наприклад гумати лужних металів (ПЛВР, ГКР, лігноксин), гідроксид кальцію, луги і воду, згідно корисної моделі, додатково вміщує змащувальні домішки на жировій основі, наприклад, солі жирних кислот (лабрикол або гідрофуз), інертні тверді неорганічні частки, наприклад, мелені крейду і/або доломіт, і/або барит, і/або бентоніт, а також водорозчинні полімери, наприклад частково гідролізований поліакриламід (ПАА) і/або КМЦ, і/або поліетилен гліколь при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: CM CO с» 5324 гумати лужних металів 3,0-5,0 гідроксид кальцію 0,5-5,0 луги 0,1-0,5 змащувальні домішки на жировій основі 2,0-4,0 інертні тверді неорганічні частки 3,0-50,0 водорозчинні полімери 0,05-0,5 вода решта. В основу корисної моделі покладено ефект збільшення в'язкості бурового розчину в результаті часткового висолювання кальцієвих солей жирних кислот. Жирні кислоти містяться у змащувальній домішці на жировій основі, а їх кальцієві солі утворюються внаслідок дії лугів на тригліцириди і реакції їх з гідроксидом кальцію Реагент лабрикол являє собою змащувальну домішку на жировій основі, яка виробляється за ТУ У 24.6-32-028975-001. Гідрофуз представляє собою відхід виробництва олії Водорозчинні полімери гідролізований ПАА (поліплас), КМЦ (або полі аніонну целюлозу) виробляють і постачають фірми "Метса Спешелті Кемікалз" (Фінляндія) і "M-l Drilling fluids" (США) у відповідності з сертифікатами якості. Процес приготування бурового розчину включає стадію лужного гідролізу змащувальних домішок на жировій основі, реакції з гідроксидом кальцію, стабілізації полімерами і гуматами лужних металів. Співвідношення компонентів у буровому розчині і параметри наведені у таблиці. Концентрація полімеру на рівні 0,1 мас.% слід вважати нижньою межею, тому що підвищувати показник фільтрації вище 6см3/хв. не можна (див п.1 у табл.). Збільшувати концентрацію полімерів вище 1мас % економічно недоцільно, тому що показник фільтрації вже дорівнює 2см3/хв. Вміст молотих інертних твердих неорганічних частинок від 3 до 10мас.% достатній для кіркоутворення. Збільшення вмісту твердої фази негати вно впливає на густину бурового розчину і швидкість буріння. Вміст гуматів лужних металів у межах від 3 до 6мас.% і жирових змащувальних домішок в інтервалі від 2 до бмас % забезпечує реологічні властивості бурового розчину на достатньому технологічному рівні. Концентрації лугів та гідроксиду кальцію прийняті у відповідності з існуючим стехіометричним співвідношенням з жировими змащувальними домішками. Приклад приготування 1. В 400мл води при перемішуванні додають 40г лабриколу, 40г ПВЛР, Зг каустичної соди і 20г гідроксиду кальцію. Через годину перемішування приливають 500мл води, додають 40г крейди і ще через 15хв додають 2г поліпласу. Через 30хв. перемішування параметри бурового розчину стали: густина р = 1050 кг/см3; умовна в'язкість Т=48с; показник фільтрації Ф=2,5см3/30хв. Приклад приготування 2. В 400мл води при перемішуванні додають 40г гідрофузу, 30г ГКР, Зг каустичної соди і 30г гідроксиду кальцію. Через годину перемішування приливають 500мл води, додають 40г доломіту і ще через 15хв додають Зг поліпласу. Через 30хв. перемішування параметри бурового розчину стали: густина р =1040кг/см3; умовна в'язкість Т=45с; показні фільтрації Ф=Зсм3/30хв. З наведених прикладів приготування бурового розчину і даних таблиці видно, параметри регулюються у технологічно необхідних межах без перевитрати реагентів, мінімальна величина густини дозволяє застосовувати буровий розчин в умовах аномально низьких пластових тисків. Широке застосування нового бурового розчину дозволить підвищити техніко-економічні показники буріння свердловин, зменшити аварійність при бурінні в інтервалах з аномально низькими пластовими тисками. Таблиця Склад бурового розчину, мас % Інертні тверді неорВодорозчин- Гумати лужних Жирові змащувальні № ганічні ний полімер металів домішки п/п частки Крей- Бент Доло- ПоліГідроПЕГ КМЦ ПВЛР ГКР Лабрикол фуз плас да глина міт 1 0.1 5 3 3 2 4 0.2 4 4 0.5 3 3 3 5 4 0.25 0.75 5 2 5 0.3 0.5 3 5 4 4 0.2 5 2 6 4 0.2 7 3 5 5 0,2 8 10 0,5 6 6 Комп'ютерна верстка В Мацело Підписне Параметри Луги Гідроксид кальцію NaOH Са(ОН)2 0.2 0.3 0.5 0.1 0.3 0.2 0.5 0,1 3 2 2 0.5 3 5 2 2 Ф, Р. т, 3 см /30 кг/м3 с хв. 1040 38 6 1050 48 2.5 104С 64 2.5 1040 33 2 1040 45 3 106С 49 5 1030 54 2.5 1100 73 3 Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вуп Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601