Буровий розчин

Буровий розчин, який містить вуглелужний реагент, гідролізований поліакриламід, хлористий калій, поліетиленгліколь і воду, який відрізняється тим, що додатково містить 3 без погіршення його структурно-реологічних і фільтраційних властивостей. Для вирішення поставленої задачі пропонується буровий розчин, який вміщує гумати - вуглелужний реагент, акриловий полімер гідролізований поліакриламід, хлориди хлористий калій, поліетиленгліколь і воду, згідно корисної моделі додатково містить біополімер, вапно та поліаніонну целюлозу низьков'язку і/або крохмаль, і/або карбоксиметилцелюлозу, при цьому як гумати містить гуматно-калієвий реагент і/або полібур, як акриловий полімер містить частково гідролізований і/або негідролізований поліакриламід, а як хлориди - NaCl і/або MgCl2 і/або СаС12 при наступному співвідношенні компонентів, %: гумати (вуглелужний реагент і/абогуматно-калієвий реагент, і/абополібур) 1,0-6,0 акриловий полімер (гідролізованийполіакриламід і/або частковогідролізований і/абонегідролізований поліакриламід) 0,1-0,2 хлориди (КСl і/або NaCl і/або MgCl2і/або СаСl2) 3,0-40,0 поліетиленгліколь 0,3-1,0 біополімер ксантанового типу 0,1-0,5 поліаніонна целюлоза низьков'язкаі/або крохмаль, і/або КМЦ 0,1-2,0 Са(ОН)2 0,5-2,0 вода решта. Для створення основи бурового розчину і регулювання структурно-реологічних властивостей, у т.ч. в'язкості бурового розчину, запропоновано використовувати як структуроутворювач біополімери ксантанового типу, які являють собою водорозчинний полісахарид, отриманий обробкою бактеріями типу "ксантамонас" (наприклад, Duo-vis, Flo-vis, Radopol, Zibozan, Bio-flo) та органічні колоїди гумати (наприклад, порошкоподібний вуглелужний реагент (ПВЛР) за ТУ У 36-01-247-76, або гуматнокалієвий реагент (ГКР) за ТУ У 26.8-23690792-0022001, або "Полібур" ТУ У 24.6-32028975-003-2004, або РГК С ТУ У 24.6-32028975-006:2005, або РВЛМ ТУ У 24.6-32028975-006:2005, або полігум, інші модифікації), які забезпечують розчину додаткову структурованість, а також слугують антиоксидантами при термічній агресії відносно полімерних реагентів, що забезпечує розчину більшу термостійкість. За результатами лабораторних досліджень визначено, що при застосуванні біополімерів в низьких концентраціях у комбінації з гуматами в бурових розчинах утворюється впорядкована структура, за рахунок чого підвищується в'язкість, покращуються структурно-реологічні властивості і підвищується термостабільність бурового розчину. Для підвищення інгібуючих властивостей бурового розчину та надання можливості застосування під час буріння у складних гірничогеологічних умовах (теригенних відкладах) до бурового розчину додають реагенти - флокулянти: 30609 4 гідролізований і/або частково гідролізований, і/або негідролізова-ний низькомолекулярний поліакриламід (частково гідролізований поліакриламід - ЧГПАА (гіпан за ТУ У 31062554.02-2001, ТУ 4601-166-89, ТУ 2458-258-0575593-99 або інші модифікації і торгові марки). Функція цих реагентів в буровому розчині - ефективне очищення свердловини від вибуреної породи. В запропонованому буровому розчині як полімерний понижувач фільтрації використовують поліетиленгліколь (ПЭГ-200, 300, 400, 600 по ТУ 2483-007-71150986-2006; (поліетиленоксид) ПЭГ1500 по ТУ 2483-008-71150986-2006; (поліетиленоксид) ПЭГ-4000 ТУ 2483-00871150986-2006; (поліетилноксид) ПЭГ-6000 2483008-71150986-2006) та поліаніонну целюлозу низьков'язку і/або крохмаль, і/або карбоксиметилцелюлозу (наприклад, поліаніонну целюлозу - ПАЦ за ТУ 2231-01532957739-02 або Polypac L або R; і/або гіпан, і/або гіпанол, і/або лакрис і/або карбоксиметилцелюлозу - КМЦ за ТУ 6-55-40-90, ТУ 6-55-64-94, ТУ 6-55-221-1311-93, Камцел, Tylose, Finnfix тощо, і/або крохмаль їстівний за ТУ 2483-002-41668452-97, модифікований крохмаль ДОСТ 7698-93, екструзійний крохмаль ТУ 2483-002-41686452-97, КМК ТУ 2262-01632957739-01 або інші модифікації крохмалю тощо). В якості неорганічних інгібіторів в розчині запропоновано використовувати вапно (гідроксид кальцію Са(ОН)2 за ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия, ГОСТ 4.20479 Материалы вяжущие: известь, гипс и вещества вяжущие на их основе) і хлориди - КСl за ДОСТ 4568-95, і/або NaCl за ДОСТ 13830-68, і/або СаСl2, і/або MgCl2 тощо). Гідроксид кальцію використовують як неорганічний інгібітор диспергування глин і глинистих сланців. Приклад приготування (див. поз. №4 в таблиці 1) бурового розчину (далі - розчину). Приготування розчину відбувалось наступним чином. У розрахованій кількості воді розчиняли за допомогою перемішувача зі швидкістю 1500об/хв біополімерний реагент 0,3% протягом 15хв, наступним вводили гідролізований ПАА 0,1% і 1,0% крохмалю також розчиняли протягом 3045хв, далі додавали 0,5% ПЕГ, після чого суміш перемішували протягом 20хв. Після утворення полімерної композиції в неї вводили 5,0% гуматного реагента і також перемішували 20-30хв. Останніми вводили 26,0% хлористого натрію для отримання необхідної густини розчину та 0,5% гідроксиду кальцію. Отриманий розчин перемішували ще протягом 30хв, після чого вимірювали його технологічні параметри. Аналогічно готували інші (див. поз. №1-10 в таблиці 1) склади розчину з різним співвідношенням компонентів. Вимірювання основних технологічних параметрів отриманого розчину здійснювалось на стандартних приладах за загальноприйнятими методиками. 5 30609 Статична фільтрація визначалась на приладі фільтр-прес Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ). Структурно-реологічні властивості розчину визначали на восьми швидкісному ротаційному віскозиметрі Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ). Фактичну густину розчину вимірювали на важільних терезах ВРП-1. Термостабільність розчину визначали після термостатування в роликовій печі протягом 16 годин при температурі 140°С, після чого вимірювали стандартні параметри. У таблиці 2 (див. поз. №1-10) наведено показники технологічних властивостей розчинів, отриманих при нормальних умовах і після термостатування при різних співвідношеннях компонентів. Нижній поріг концентрації біополімерного компоненту 0,1% обумовлений мінімумом, який необхідний для утворенні стабільної структури розчину при відповідній кількості органічної коллоїдної фази і полімерного понижувача фільтрації, а верхній - 0,5% обумовлений економічною доцільністю використання цього компоненту. Органічні колоїди (гумати) в запропонованому складі розчину в комплексі з біополімером використовуються як структуроутворювач, а також для зниження фільтрації розчину при збільшенні температурного діапазону використання до 140°С, при цьому нижній поріг концентрації гуматного реагенту 1,0% - є мінімально необхідною кількістю для виконання функції зниження водовіддачи розчину, а верхній - 6,0% максимальним для отримання задовільних структурно-реологічних характеристик при температурах до 140°С навіть при низьких концентраціях біополімеру і полімерного понижувача фільтрації. Використання полімерних понижувачів фільтрації у наданих концентраціях (0,1%-2,0%) забезпечує низький показник фільтрації розчину. Перевищення концентрації понад 2,0% є економічно і технологічно недоцільним. Використання неорганічних інгібіторів в концентрації 3,0-40% в залежності від типу інгібітору забезпечує надійне кріплення нестійких теригенних відкладів, зменшує диспергування глин. Застосування флокулянту обґрунтоване тим, що розчин потрібно інтенсивно очищувати від вибуреної породи, що можливе при застосуванні гідролізованого і/або частково, і/або негідролізованого ПАА в концентрації 0,1-0,2%. 6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,4 6,0 5,0 5,0 4,0 1,0 4,0 4,0 4,0 5,0 0,15 0,1 0,1 0,15 0,20 0,2 0,2 0,1 0,1 0,3 0,3 0,5 0,3 0,3 1,0 0,3 0,3 0,3 Технологічні параметри бурового бурово при температурі 20°С № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Т, с 60 60 55 70 40 65 40 75 80 75 Ф, мл 6 5,6 6 4,5 4,5 5 5 5,5 5 5,6 h, мПа×с 7 5 9 12 5 10 5 13 11 15 Параметри бурового роз після прог t, дПа 15 15 25 31 22 30 16 45 50 85 СНЗ, дПа 5/7 5/11 7/12 8/15 5/5 12/18 6/11 15/33 15/42 12/32 Технічним результатом від використання запропонованого бурового розчину є підвищення техніко-економічних показників буріння, а саме зниження витрат на приготування і регулювання властивостей розчину за рахунок зменшення кількості обробок розчину та збільшення терміну його використання внаслідок забезпечення термостабільності розчину до 140°С без погіршення його структурно-реологічних і фільтраційних властивостей; зменшення ускладнень при бурінні нестійких теригенних відкладів за рахунок підвищення інгібуючих властивостей розчину. Таблиця 1 Приклади приготування бурового розчину при різних співвідношеннях компонентів. № п/п біополімер 1 гумати структуроутворювач 0,1 6,0 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 Склад бурового розчину, мас. % ГПАА/ ПАЦ/ ПЕГ крохмаль ЧГПАА/ КМЦ НГПАА флокулянт полімерні понижувачі фільтрації 0,2 0,3 0,25 NaCl/ KCl CaCl2/ MgCl2 Ca(OH)2 неорганічі ігібітори 3,0 0,5 Т, с 51 50 50 65 40 55 40 70 90 68