Буровий розчин

Буровий розчин, що вміщує глину, полісахаридний реагент, хлориди лужних металів у вигляді 3 го розчину та негативно впливає на його структурно-реологічні властивості. Задачею даної корисної моделі є розширення технологічних можливостей застосування, у тому числі при підвищених (до 125°С) температурах, і поліпшення структурно-реологічних властивостей бурових розчинів за рахунок розширення сировинної бази компонентів і використання у складі розчину в якості полісахаридного реагенту різновидів крохмалю (порошкоподібної товарної форми), які не втрачають своїх технологічних властивостей при сезонних змінах температур. Для вирішення поставленої задачі пропонується буровий розчин, який вміщує глину, полісахаридний реагент, хлориди лужних металів, луги і воду, згідно корисної моделі як полісахаридний реагент вміщує крохмаль екструзійний або модифікований, додатково містить як хлориди лужних металів хлориди натрію або калію, а як луги - гідроксид кальцію при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: глина 2,0-5,0; вказаний полісахаридний реагент 3,0-10,0; хлориди кальцію або натрію, або калію 1,0-26,0; гідроксид калію або кальцію 0,5-2,0; вода решта. В якості глини використовують бентонітові глинопорошки вітчизняного виробництва за ДОСТ 25795-83 або за ТУ - 39-01-08-158-81. Додавання до складу бурового розчину бентонітової глини необхідно для утворення коллоїдної основи, що спрямоване на регулювання фільтрації та в'язкості. У запропонованому складі бурового розчину полісахаридний реагент виконує функцію стабілізатора фільтрації і структуроутворювача за рахунок клейстеризації у лужному середовищі, і вміщує різновиди крохмалю (порошкоподібної товарної форми), наприклад, крохмаль екструзійний - виготовляється за ТУ 15.6-31333288.001:2004 або модифікований крохмаль за ТУУ 15.6-21407680001:2005. Актуальним є те, що в реальних умовах транспортування і зберігання реагентів на бурових підприємствах запропоновані товарні форми крохмалю не втрачають своїх якісних характеристик при сезонних коливаннях температур, забезпечуючи при цьому отримання покращених технологічних властивостей бурових розчинів, приготовлених на їх основі. Хлориди лужних металів у запропонованому складі бурового розчину використовують у якості неорганічних інгібіторів і для первинного обваження бурового розчину, як-то: хлориди кальцію СаСl2 за ДОСТ 4460-77 або калію КСІ за ДОСТ 4568-95, або натрію NaCl за ДОСТ 13830-68. Також у якості дисперсійного середовища при приготуванні бурового розчину можливо використання технічної мінералізованої води. Як регулятор лужності у запропонованому складі бурового розчину використовують гідроксид калію - твердий кристалічний порошок густиною 2,1 г/см3 за ДОСТ 24363-80 або гідроксид кальцію 58660 4 за ДОСТ 9179-77 "Известь строительная." або за ТУ 4.204-79 "Материалы вяжущие: известь, гипс и вещества вяжущие на их основе." Крім того, гідроксиди калію і кальцію використовують як неорганічний інгібітор диспергування, нестійких порід, глин і глинистих сланців. При змінах гірничо-геологічних умовах буріння запропонована базова рецептура бурового розчину може бути обважнена до необхідної густини крейдою, мармуром, баритом тощо, може додатково вміщувати мастильні домішки, в тому числі починаючи з глибини 2000 м - нафту, при необхідності піногасник тощо, що не буде радикально погіршувати його технологічні властивості, оскільки усі запропоновані компоненти рецептури сумісні. Приклад приготування (див. поз. №1 таблиці 1) бурового розчину (далі - розчину) Приготування розчину здійснюють наступним чином. У розрахованій кількості води розчиняли за допомогою перемішувача 5,0% полісахаридного реагенту (наприклад, екструзійного крохмалю) і перемішували 15,0-30,0 хвилин, наступним додавали 2,0% лугів (наприклад, гідроксиду кальцію) і перемішували протягом 15,0-45,0 хвилин, потім додавали 2,0% глини бентонітової, наступним додавали 26,0% хлоридів лужних металів, (наприклад, хлориду натрію) і перемішували протягом 30,0 хвилин зі швидкістю 1500,0 об/хв. Отриманий розчин перемішували ще протягом 30,0-45,0 хвилин, після чого вимірювали його технологічні параметри. Приклади №№2-9 Готували буровий розчин аналогічно прикладу 1, змінюючи співвідношення компонентів. Дані по кількісному співвідношенню компонентів бурового розчину та показники технологічних параметрів розчинів, отриманих при нормальних умовах і після термостатування при різних співвідношеннях компонентів, наведені у таблиці. Вимірювання основних технологічних параметрів отриманого розчину здійснювали на стандартних приладах за загальноприйнятими методиками. Статичну фільтрацію визначали 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 4 годин при температурі 125°С, після чого вимірювали стандартні параметри. Нижній поріг концентрації глини 2,0% обумовлений мінімумом, який необхідний для утворення колоїдної основи бурового розчину та регулювання фільтрації та в'язкості, а верхній - 5,0% обумовлений доцільністю використання даного компонента в запропонованій рецептурі. Нижній поріг концентрації вказаного полісахаридного реагенту 3,0% обумовлений мінімумом, 5 58660 що необхідний для пониження фільтрації і утворення стабільної структури в даній системі, а верхній - 10,0% обумовлений доцільністю використання даного компонента в запропонованій рецептурі. Нижній поріг концентрації хлоридів лужних металів 1,0% обумовлений мінімумом, що необхідний для мінералізації розчину, забезпечення задовільних інгібуючих властивостей для буріння нестійких відкладів і для обваження бурового розчину, а верхній - 26,0% обумовлений розчинністю хлористого натрію в буровому розчині, при цьому забезпечується необхідна мінералізація розчину для буріння хемогенних відкладів. Нижній поріг концентрації гідроксидів калію і кальцію 0,5% обумовлений мінімумом, необхідним 6 для регулювання лужності розчину, а верхній 2,0% обумовлений доцільністю використання даного компонента в запропонованій рецептурі. 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 125°С без погіршення його структурно-реологічних і фільтраційних властивостей; зменшення ускладнень при бурінні нестійких теригенних відкладів за рахунок підвищення інгібуючих властивостей розчину і покращення якості розкриття продуктивних пластів. Таблиця Показники технологічних властивостей бурового розчину, отриманого при різних співвідношеннях компонентів Параметри розчину після термостаПараметри розчину при температурі тування при температурі 125°С про20°С тягом 4 годин , №№ полісахаридний Ф, CHC Ф, CHC глина Луги NaCl/KCl СaCl2 рН  /  Т, с рН 3 3  /  1/10 3 Т, с п/п реагент см /30хв. 1/10 см /30хв. кг/см 1 2 5 2 26 1,21 25 7,5 10,95 10/76 10/16 34 ' 5 10,15 10/17 3/4 2 2 10 1 1 1,02 61 0,7 10,85 29/59 4/6 92 1,5 10,33 43/420 8/19 3 2 9 1 5 1,05 57 0,8 10,83 31/37 4/5 87 2,0 10,35 48/325 7/14 4 3 8 1 7 1,07 63 1,5 10,87 21/35 3/4 133 2,2 10,27 37/305 5/12 5 3 7 1 10 1,10 60 1,5 10,85 27/33 3/4 124 1,7 10,15 29/275 6/11 6 4 6 1,5 .15 1,13 85 4,5 10,80 18/67 3/6 117 2,0 10,19 22/184 6/9 7 4 5 1,5 15 1,13 112 4,5 10,54 25/111 4/9 107 3,5 10,10 19/117 5/10 8 5 4 1,5 26 1,21 128 3,2 10,63 35/254 7/11 98 5,1 10,33 15/75 7/14 9 5 3 0,5 15 1,13 76 4,1 10,59 29/187 8/11 90 3,8 10,09 12/15 3/8 Компонентний склад розчину, мас.% Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601