Буровий розчин

Буровий розчин, який включає глину, акриловий полімер, гумати лужних металів, хлористий калій і воду, який відрізняється тим, що компоненти беруть у наступному співвідношенні, мас % глина 2-4 гумати лужних металів (вуглелужний реагент, гуматно-калієвий реагент, буре вугілля) 2,5-6 акриловий полімер (пдролізований поліакриламід, ппан, фшнпол-35, Поліплас) 0,1-0,5 хлористий калій 2-26 вода решта Винахід стосується буріння газових і нафтових свердловин, а саме бурових розчинів Відомий буровий розчин, який вміщує мас % глину-3-15, КСІ-2-10, вуглелужний реагент-0,5-2, ппан-0,5-2, вапно-0,5-2, вода-решта (див ас СРСР 1033524, кл С09К7/02, on Б В №29, 1983р) Недоліком розчину є його низька термостійкість через вміст несумісних реагентів-вапната ппану Відомий аналог-прототип буровий розчин, який вміщує, мас % глину-3-15, КСІ-1-6, вуглелужний реагент-0,5-2,0, продукти лужного гідролізу поліакрилонітрилу-0,5-2,0, плав хлоридів-0,5-4,0, вода-решта (див ас СРСР 1532564, кл С09К7/02, оп Б В №8, 1989р) Недоліком бурового розчину за прототипом є високий вміст твердої фази, що негативно впливає на техніко-економічні результати буріння Масова концентрація твердої фази у буровому розчині від 4 до 15%, тому що, крім глини, розчин вміщує гідроксиди алюмінію та заліза, які утворюються в результаті реакції хлоридів цих металів з лугами, які містяться у середовищі бурового розчину Задачею даного винаходу є зниження вмісту твердої фази у буровому розчині і диспергуючої дії його водного середовища на аргіліти Для вирішення поставленої задачі у відомому буровому розчині, який вміщує глину, акриловий полімер, гумати лужних металів, хлористий калій і воду, компоненти беруть у наступному співвідношенні, мас % глина 2-4 гумати лужних металів (вуглелужний реагент, гуматно-калієвий реагент, буре вугілля) 2,5-6 акриловий полімер (пдролізований поліакриламід, ппан, фшнпол-35, Поліплас) 0,1-0,5 хлористий калій 2-26 вода решта Дослідами визначено, що в системі гумат калію-акриловий полімер-КСІ основний внесок в інгібування фізико-хімічного диспергування і руйнування аргілітів дають гумат калію і КСІ (див табл 1) ю 00 о> ю 59285 Таблиця 1 Моделі фільтратів бурового розчину Дистильована вод Вода-95, КСІ-5 Вода-95, вуглелужний реагент-5 Вода-90, вуглелужний реагент-5, КСІ-5 Вода-89, вуглелужний реагент-5, пдролізований ПАА-0,5, КСІ-5 За прототипом Вода-92,5, вуглелужний реагент1,5, ппан-1, КСІ-5 Коефіцієнт стабільності аргіліту, % Температура, °С 25 65 150 90,1 85,8 81,6 96,4 93,9 93,2 82,4 81,1 75,5 96,2 96,9 96,7 96,9 97,3 97,1 96,5 95,8 93,5 Для приготування бурового розчину використовують наступні реагенти вуглелужний реагент (ВЛР) за ТУ 39-1223-87, гуматно-калієвий реагент (ГКР) за ТУ 39-932-84, буре вугілля за ДОСТ 11574-75, поліакриламід (ПАА) за ТУ 6-16-2531-81, гелеподібний ПАА (8%-вий) за ТУ 6-01-1049-92, ппан за ТУ У 605743100 028-97, калійна сіль технічна за ДОСТ 4568-87, а також пдролізований ПАА фшол-35 фірми "Мется-Серла" і Поліплас фірми "Ml-Dnlling fluids " Приклад приготування У 1000мл води при перемішуванні проводять гідратацію 25г бентонітової глини марки ПБВ (за ТУ 601-295-84) протягом двох годин, далі додають 50г ВЛР і 1г пдролізованого поліакриламіду марки "Поліплас" і перемішують ще одну годину і додають 50г КСІ Після розчинення КСІ буровий розчин готовий для використання Приклад застосування На свердловині 112 Котелевського ГКР буріння велось на калієвому розчині, обробленому КМЦ марки Целпол SLX, КССБ і КСІ Параметри бурового розчину становили густина р=1420кг/м3, умовна в'язкість Т=170-190с, показник фільтрації Ф=5,5см /ЗОхв статичне напруження зсуву СНЗі/ю=160/190дПа, рН=8, вміст КСІ-4,5мас % Перехід на гуматноакрилокалієвий буровий розчин здійснили при вибої 5309м Буровий розчин обробили ВЛР, попередньо розчиненим у глиномішалці, а також ппаном і КСІ, після чого він набув властивостей гуматноакрилокалієвого розчину Підтримання технологічних параметрів здійснювали шляхом додавання ВЛР, пдролізованого ПАА марки фшнпол-35 і КСІ Порівняння профілеметрм свердловини 112 та побудованої раніше у тому ж тектонічному блоці свердловини 86, пробуреної на калієвому буровому розчині, показало, що стан стінок свердловини 112 кращий, відсутні значні каверни Запропоноване співвідношення реагентів у рецептурі гуматноакрилокалієвого бурового розчину дозволяє отримувати оптимальні технологічні параметри і високу термостійкість при низькому ВМІСТІ твердої фази (див табл 2) При ВМІСТІ глини менше 2мас % структурнореологічні властивості бурового розчину недостатні (див п 1 у табл 2) Так само і при концентрації гуматів нижче 2,5мас % у малоглинистому буровому розчині умовна в'язкість і структурні властивості незадовільні (див п 10 у табл 2) Зменшення витрат акрилових полімерів (0,10,5 мас %) і підвищення солестійкості гуматних реагентів навіть до рівня насичення водного середовища солями лужних металів (див п 8 у табл 2) виникають внаслідок утворення гуматно-акрилових комплексів Збільшення концентрації акрилових полімерів більше 0,5% технологічно і економічно недоцільне Концентрація КСІ у буровому розчині обирається в залежності від конкретних геологічних умов і не обмежена чутливістю до солей інших компонентів У межах заявлених співвідношень усі склади бурового розчину достатньо термостійкі, що слідує 3 незначного збільшення показнику фільтрації Фі, який визначали після прогріву при 150°С протягом 4 годин Буровий розчин за прототипом у малоглинистому варіанті (див п 1 1 у табл 2) має незадовільні структурно-реологічні параметри і низьку термостійкість Це СВІДЧІТЬ про вирішення і другого завдання даного винаходу-створення розчину з низьким вмістом твердої фази Впровадження даного бурового розчину дозволить зменшити витрати хімреагентів під час буріння глибоких свердловин у складних гірничогеологічних умовах 59285 Таблиця 2 Склад розчину, мас % Параметри розчину Гумати Акриловий полімер Т, с Ф.см" Фі,см" СНЗ-і/10 П № 3 за за ДПа мПа*с Буре Фінп/п Глина КСІ кг/м Гід рол ПоліЗОхв ЗОхв ВЛР ГКР вугілГіпан нпол ПАА плас ля 35 1 5 0,5 5 1060 25 7 0/3 8 1,5 2 2 5 0,2 5 1060 34 6 6/11 12 3 3 4 0,4 10 1110 36 6 8 8/17 12 4 4 5 0,5 5 1080 45 4 6 12/18 15 5 5 4 0,3 2 1060 156 3 6 ЗМВ 32 6 2 6 0,5 3 1050 33 5 6 15/21 22 7 3 6 0,25 2 1060 38 3 5 12/22 26 8 4 5 0,5 26 1200 123 5 7 30/40 25 9 4 0,25 2 1070 28 4 6 8/10 6 1,5 2,5 10 4 0,25 5 1100 23 5 6 0/2 7 11* 3 2 5 1060 21 7 15 0/0 7 1,5 X, рН дПа 0 5 7 20 121 36 40 79 12 0 0 9,9 9,2 9,5 9,7 8,9 8,5 9,5 9,5 9,3 9,6 7,3 Рецептура додатково включає 0,4мас % хлориду алюмінію та 0,12мас % хлориду заліза, що моделює додавання 2% плаву хлоридів Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна