Комплексний реагент для обробки бурових розчинів

Комплексний реагент для обробки бурових розчинів, що містить полімерний знижувач фільтрації (поліакриламід або поліанюнну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу), гумати лужних металів, який відрізняється тим, що як структуроут ворювач основа містить бюполімер, при цьому як полімерний знижувач фільтрації додатково містить карбоксиметилоксіетилцелюлозу або оксіетилцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, мас % бюполімер ксантанового типу 3,0-9,0 гумати лужних металів (вуглелужний реагент або гуматно-калієвий реагент) 95,0-87,0 полімерний знижувач фільтрації (поліакриламід або поліанюнна целюлоза, або карбоксиметилцелюлоза, або карбоксиметилоксіетилцелюлоза, або оксіетилцелюлоза) решта. ео Корисна модель стосується розчинів для буріння газових і нафтових свердловин, а саме реагентів для обробки бурових розчинів, які застосовуються для буріння у складних гірничогеологічних умовах (хемогенних відкладах), а також похило-скерованих та горизонтальних ділянок свердловин Відомий реагент для обробки промивальних рідин, метою якого є надання СТІЙКОСТІ ДО солей полівалентних металів, який вміщує мас % лігносульфонат -1,0-99,9, високомолекулярний полімер (поліакриламід або ппан, або карбоксиметилцелюлозу, або поліанюнну целюлозу, або бюполімер, або карбоксиметильований крохмаль) - решта [див пат України №67590, 6 МПК С09К7/00, опубл 15 06 2004р , Бюл №6] Запропонований реагент для обробки промивальних рідин не забезпечує стабільності фільтраційних властивостей при температурах вище 120°С у заявлених співвідношеннях компонентів у реагенті і не витримує дію солей полівалентних металів Відомий реагент (прототип) для обробки промивальних рідин, який вміщує, мас % карбонат одновалентного металу (калію або натрію) - 0,120,0, високомолекулярний полімер - полімерний понижувач фільтрації (поліакриламід, або поліаніонну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу, або ппан, або пдролізований поліакриламід) - 0,1-20,0, гумати лужних металів - гуматний реагент (натрієвий, калієвий), вуглелужний, торфолужний - решта [див пат України №66705, 6 МПК С09К7/00, публ 17 05 2004р, Бюл 5] Недоліком реагенту для обр о б ш ПрОМИВаЛЬНОЇ ріДИНИ За ПРОТОТИПОМ Є ВИСО кий вміст полімерних реагентів, а також те, що він не забезпечує стабільності фільтраційних властивостей та СТІЙКОСТІ до солей полівалентних металів при температурах вище 120°С у заявлених співвідношеннях компонентів у реагенті, і може використовуватись тільки для обробки бурових розчинів на глинистій основі, а також велика витрата полімерних реагентів Задачею даної корисної моделі є зменшення витрат хімреагентів, покращення фільтраційних а> 11094 властивостей та підвищення стійкості до солей полівалентних металів при температурах вище 120°С, розширення технологічних можливостей за рахунок приготування безглинистих бурових розчинів. Для вирішення поставленого завдання пропонується комплексний реагент для обробки бурових розчинів, який вміщує полімерний знижувач фільтрації (поліакриламід, або поліаніонну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу), гумати лужних металів, згідно корисної моделі як структуроутворювач основ містить біополімер, при цьому як полімерний знижувач фільтрації додатково містить карбоксиметилоксіетилцелюлозу або оксіетилцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: біополімер (ксантанового типу) 3,0-9,0; гумати лужних металів (вуглелужний реагент (ВЛР), або гуматнокалієвий реагент (ГКР)) 95,0-87,0; полімерний понижувач фільтрації (поліакриламід, або поліаніонна целюлоза, або карбоксиметилцелюлоза, або карбоксиметилосиетилцелюлоза, або оксиетилцелюлоза) решта. При сумісному розчиненні гуматів лужних металів (калію, натрію) і біополімеру відбувається взаємодія ланцюгів молекул біополімера з макромолекулами гуматів лужних металів за рахунок утворення великої кількості водневих зв'язків. Така взаємодія макромолекул забезпечує незворотнє просторове розташування полімерних ланцюгів навіть при агресивній дії високих концентрацій солей і високих температур. Таким чином утворюються просторові комплекси, які забезпечують активне функціонування кожного компоненту в агресивному середовищі, де ані гумати, ані біополімер окремо не здатні існувати в активній формі. При меньших концентраціях полімерів така синергетична композиція забезпечує низький показник фільтрації у концентрованих розчинах кальцію і магнію, агресивна дія яких посилена прогріванням при температурі 150°С. Біополімери ксантанового типу являють собою водорозчинні полісахариди, отримані обробкою бактеріями типу "ксантамонас" марки Duo-vis, Flovis, Radopol, Zibosan та інші. При застосуванні біополімерів в низьких концентраціях в бурових розчинах утворюється впорядкована структура, за рахунок чого підвищується в'язкість і виносна здатність розчинів. У якості полімерного понижувача фільтрації використовують поліаніонну целюлозу (Polypac UL або R), або карбоксиметилцелюлозу (Камцел, Tyiose, Finnfix тощо), або карбоксиметилосиетилцелюлозу (CHR-1, CHR-6 тощо), або оксиетилцелюлозу, або поліакриламід і їхні модифікації. У якості гуматів лужних металів використовують вуглелужний реагент ВЛР за ТУ У 36-01-24776 або гуматно-калієвий реагент ГКР за ТУ У 26.823690792-002-2001. Приклад приготування комплексного реагенту для обробки бурових розчинів. В ємність, завантажують 89,5кг гуматів лужних металів ВЛР або ГКР, 7,5кг біолполімеру і Зкг поліаніонної целюлози (Polypac UL або R), або карбоксиметилцелюлози (Камцел, Tyiose, Finnfix тощо), або карбоксиметилосиетилцелюлози (CHR-1, CHR-6 тощо), або оксиетилцелюлози, або поліакриламіду. Перемішують до рівномірного розподілення компонентів у суміші. В таблиці наведені приклади приготування бурових розчинів на основі комплексного реагенту для їх обробки при застосування різних концентрацій компонентів. Запропоноване співвідношення компонентів у рецептурі комплексного реагенту для обробки бурових розчинів дозволяє отримувати оптимальні фільтраційні властивості, техніко-економічні показники буріння, високу термостійкість і стійкість до дії високої концентрацій солей лужних та лужноземельних металів при низькому вмісті твердої фази у безглинистих системах (див. таблицю). З таблиці видно, що зниження концентрації біополімеру до 3,0% і ВЛР/або ГКР до 87,0% негативно впливає на структурно-реологічні властивості, при цьому зменшується стійкість розчину до солей лужних та лужноземельних металів. Збільшення концентрації біополімеру вище 9,0%, а ВЛР/або ГКР вище 95,0% недоцільно тому, що збільшуються витрати хімреагентів, а структурнореологічні властивості, фільтраційні властивості і техніко-економічні показники буріння значно не поліпшуються. У межах заявлених співвідношень компонентів комплексного реагенту усі склади бурового розчину достатньо термостійкі, що слідує з незначного збільшення показника фільтрації, який визначали після прогріву при 150°С протягом 4 годин. З результатів прикладів приготування бурових розчинів, наведених у таблиці, видно, що комплексний реагент доцільно застосовувати у концентраціях від 3,0 до 8,0% до об'єму бурового розчину, при цьому оптимальним для безглинистих бурових розчинів є концентрація 5,0-6,0%. Технічним результатом використання запропонованого комплексного реагенту для обробки бурових розчинів є покращення фільтраційних властивостей бурових розчинів, підвищення їх стійкості до дії високої концентрацій солей лужних та лужноземельних металів в умовах високих вибійних температур. Додатковим результатом є також покращення структурно-реологічних властивостей бурових розчинів, отриманих за рахунок застосування запропонованого комплексного реагенту. Впровадження запропонованого комплексного реагенту для обробки бурових розчинів дозволить зменшити витрати хімреагентів і часу при бурінні у складних гірничо-геологічних умовах (хемогенних відкладах), а також похило-скерованих та горизонтальних ділянок свердловин. 11094 Таблиця 1 Приклади приготування бурових розчинів на основі комплексного реагенту для їх обробки при застосування різних концентрацій компонентів. № п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ЗО Склади комплексного реагенту 2 3% бп +2% рас UL +95% ВЛР Реагент №1 6%+ вода решта 2% бп +2% рас UL +96% ГКР Реагент №3 6% + вода решта 4% бп +2% рас UL +94% ВЛР Реагент №5 6% + вода решта 9% бп +4% рас UL +87% ГКР Реагент №7 6% + вода решта 8% бп +5% рас UL +87% ВЛР Реагент №9 6% + вода решта 7%бп+1%рас UL +92% ВЛР Реагент №11 6% + вода решта Розчин 1 + 26 % NaCI Розчин 5 + 10% СаСІ2 Розчин 5 + 2 % CaSO4 Розчин 1 + 10 % МдСІ2 Реагент №1 5% + вода решта Реагент №1 7%+ вода решта Реагент №1 8%+ вода решта 3% бп +2% рас R +95% ВЛР Реагент №20 6% + вода решта 9% бп +4% рас R +87% ВЛР Реагент №22 5% + вода решта 3% бп +2% рас R +95% ГКР Реагент №24 6% + вода решта 9% бп +4% рас R +87% ГКР Реагент №26 5% + вода решта 3% бп +2% КМЦ +95% ВЛР Реагент №28 8% + вода решта 9% бп +4% КМЦ +87% ВЛР Параметри бурового розчину При температуры 20°С Після прогріву при температурі 150°С СНЗ Т , СНЗ 10/10, т , мПа*с Ф, Т.дПа Ф, см3/30хв т.дПа 10/10, см3/30хв ДПа мПа*с дПа 7 8 3 4 5 6 9 10 4,5 29/37 27 39 5,0 45/62 35 48 5,5 Ы1 12 18 5 0/0 3 12 5,7 35/59 21 45 6,5 29/41 25 51 4,5 70/115 84 162 4 65/99 73 150 2,5 63/89 79 148 2 55/78 62 112 5,7 53/72 62 123 8,5 41/65 49 98 7,0 6,7 6,8 6,5 57/63 72/82 69/77 75/85 69 85 78 25 95 128 115 121 6,5 8 8 7,8 51/58 70/85 65/79 67/81 60 78 75 20 87 104 102 110 5 20/31 21 32 6,2 25/38 19 28 4,5 33/42 ЗО 45 5,5 52/69 35 53 4,2 39/52 29 51 4,9 47/81 39 68 4 38/52 33 45 4,2 47/68 39 50 2 45/69 38 58 2,1 49/70 41 62 4,3 35/56 29 42 4,5 45/69 35 46 2,1 41/65 33 52 2,3 43/62 40 65 5 18/42 13 36 4,7 20/48 15 28 11094 Продовження табл 1 1 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 2 Реагент №30 7% + вода решта 3% бп +2% КМОЕЦ +95% ВЛР Реагент №32 8% + вода решта 9% бп +4% КМОЕЦ +87% ВЛР Реагент №34 7% + вода решта 3% бп +2% КМОЕЦ +95% ВЛР Реагент №36 8% + вода решта 9% бп +4% ОЕЦ +87% ВЛР Реагент №38 7% + вода решта 3% бп +2% ОЕЦ +95% ВЛР Реагент №40 8% + вода решта Розчин 41 +10% СаСІ2 Розчин 3 5 + 10% СаСІ2 Розчин 29 + 10% СаСІ2 3 4 5 6 7 8 9 10 4,5 22/38 18 32 4,0 23/40 14 25 5,1 16/37 11 29 4,6 19/40 13 ЗО 4,3 20/41 17 35 4,1 24/47 15 29 4,8 14/41 13 32 4,5 16/38 10 35 4,0 17/39 15 ЗО 4,2 19/41 14 31 3,9 19/40 16 32 4,1 22/45 13 29 6,9 55/79 73 110 8,2 49/74 65 89 7 49/79 47 87 8,5 45/67 53 77 6,5 35/67 34 86 8,7 23/61 29 79 бп - бюполімерний реагент Комп'ютерна верстка Д Шеверун Підписне Тираж 26 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 - 4 2 , 01601