Бурова промивальна рідина

Реферат: Бурова промивальна рідина містить гідроксид кальцію, піногасник рідкий Пентакс, реагент буровий Полігум-К, глинопорошок ПБА-18 "Normal", Лігноксин марки С, домішку - СБР. UA 77081 U (54) БУРОВА ПРОМИВАЛЬНА РІДИНА UA 77081 U UA 77081 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до будівництва нафтових і газових свердловин, а саме до бурових промивальних рідин, які використовують під час будівництва свердловин. Відомий склад бурової промивальної рідини для зміцнення стінок свердловин (патент Росії 6 № 2093541, МПК С09К 7/02, опубл. 20.10.1997 p.), який вмішує, мас. %: хлорид калію - 15,020,0; карбоксиметилцелюлозу (КМЦ) - 2,0-4,0; гідроксид кальцію (вапно) - 3,0-10,0; лігнітвмісний реагент (ПВЛР) - 3,0-8,0; вода - решта. Недоліком розчину є його висока вартість через те, що для регулювання показників використовують велику кількість КМЦ - 2-4 %. Найбільш близьким до розчину, що заявляється, є буровий розчин (патент України № 5324 7 U, МПК С 09 К 7/02, опубл. 15.03.2005 p.), який містить, 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 частинки - 3,0-50,0, водорозчинні полімери - 0,05-0,5, воду - решта. Недоліком цього бурового розчину є використання великої кількості твердої фази і великий коефіцієнт спінення бурової промивальної рідини (БПР), що ускладнює процес приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини. Спінені БПР важко піддаються природній дегазації через достатньо високу стійкість утвореної піни. В основу корисної моделі поставлена задача спростити приготування бурової промивальної рідини та регулювання її технологічних параметрів, покращання антиспінюючих властивостей БПР за рахунок додавання деаеруючих компонентів, зменшення витрат неорганічних твердих часток. Поставлена задача, вирішується тим, що бурова промивальна рідина, що містить гумати лужних металів, гідроксид кальцію Са(ОН)2, луг, змащувальну домішку, тверді неорганічні частинки, водорозчинний полімер і воду, згідно з корисною моделлю, додатково містить піногасник рідкий Пентакс, як водорозчинний полімер використано реагент буровий Полігум-К, як тверді неорганічні частинки - глинопорошок ПБА-18 "Normal", як гумати лужних металів Лігноксин марки С, як змащувальну домішку - СБР при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: реагент буровий Полігум-К піногасник рідкий Пентакс Лігноксин марки С гідроксид кальцію Са(ОН) 2 змащувальна домішка СБР глинопорошок ПБА-18 "Normal" луг (КОН) вода 30 35 40 45 50 1,0-2,5 0,09-0,11 1,5-3,0 0,5-4,0 2,0-5,0 2,5-4,0 0,15-0,3 решта. Лігноксин марки С є продуктом взаємодії подрібненого бурого вугілля з калійним наповнювачем, виготовляється згідно з ТУ У 24.6-24709453-003-2002. Знижує показник фільтрації, розріджує розчин, стабілізує характеристики, а також поліпшує інгібуючі властивості бурової промивальної рідини. Змащувальна домішка СБР являє собою змащувальну домішку, виготовлену на основі продуктів рослинного походження, яка виробляється згідно з ТУ У 24.6-32860217-001. Змащувальна домішка СБР покращує змащувальні властивості БПР, знижує ймовірність виникнення прихоплень під час буріння. Глинопорошок ПБА-18 "Normal" є продуктом переробки природних бентонітових глин. Виготовляють його згідно з ТУ У 14.2-00223941-007 і використовують для утворення у воді структурної дисперсійної системи з мінімальним вмістом твердої фази. Луг (КОН) - регулятор лужності бурової промивальної рідини - виготовляють згідно з ГОСТ 9285. Гідроксид кальцію Са(ОН)2 - інгібітор гідратації і набухання глин - це продукт випалювання карбонатних порід або суміш цього продукту з мінеральними добавками. Виготовляють згідно з ДСТУ Б В.2.7-90. Бурову промивальну рідину готують наступним чином. Сухі компоненти суміші подають у запропонованому співвідношенні у спеціалізований вузол змішування з наступним перемішуванням до отримання однорідної суміші. Першочерговою є гідратація глинопорошку, після чого у суспензію вводять піногасник рідкий Пентакс. Наступним кроком є лужний гідроліз змащувальної домішки СБР внаслідок реакції з гідроксидом кальцію 1 UA 77081 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Са(ОН)2, стабілізація і регулювання структурно-реологічних показників реагентом буровим Полігум-К та Лігноксин марки С. Результати досліджень бурової промивальної рідини запропонованого складу та її властивостей порівняно з прототипом наведено у таблиці 1. Кількість піногасника рідкого Пентакс 0,09 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що при використанні меншої кількості в даній системі не повною мірою забезпечується деаеруюча дія, а кількість піногасника рідкого Пентакс більша ніж 0,11 мас. % призводить до нераціонального використання реагенту, тому оптимальна концентрація піногасника рідкого Пентакс становить 0,1 % [1]. Концентрацію реагенту бурового Полігуму-К на рівні 1 мас. % слід вважати нижньою межею, 3 тому що підвищувати показник фільтрації вище 6,0 см /хв не можна (дослід 2 табл.). Збільшувати концентрацію реагенту бурового Полігум-К вище 2,5 мас. % економічно недоцільно, тому що показник фільтрації вже дорівнює 2 і піднімається показник умовної в'язкості (досліди 6, 7 табл. 1). Збільшити концентрацію до 3 мас. % можна у разі, якщо потрібно покращити винесення породи (дослід 6 табл. 1). Вміст Лігноксину марки С від 1,5 до 3,0 мас. % забезпечує структурно-реологічні властивості на достатньому технологічному рівні. Концентрації лугу (КОН) та гідроксиду кальцію Са(ОН)2 прийнято згідно з існуючим стехіометричним співвідношенням зі змащувальною домішкою СБР. Вміст глинопорошку ПБА-18 "Normal" (за ТУ У 14.2-00223941-007) від 2,5 до 4,0 мас. % достатній для кіркоутворення в цій системі. Збільшення вмісту твердої фази (більше 4,0 мас. %) негативно впливає на густину бурового розчину і швидкість буріння. Приклад приготування запропонованої бурової промивальної рідини: У 400 мл води проводять гідратацію 25 г глинопорошку ПБА-18 "Normal", далі при перемішуванні додають 0,8 г піногасника рідкого Пентакс, 40 г змащувальної домішки СБР, 30 г Лігноксину марки С, 3 г луг (КОН), 40 г гідроксиду кальцію Са(ОН) 2. Через годину перемішування доливають 500 мл води, перемішують 20 хв і ще додають 25 г реагенту бурового Полігум-К, після чого доводять об'єм водою до 1000 мл. Через 30 хв перемішування параметри БПР стали: 3 3 густина - 1050 кг/м , умовна в'язкість - 86 с, показник фільтрації - 2,0 см /30 хв, пластична в'язкість - 28 Па с, динамічна напруга зсуву - 112 дПа. Моделювання приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини проводили в лабораторних умовах із застосуванням стандартного обладнання і методик. З наведених прикладів приготування бурової промивальної рідини і даних таблиці 1 видно, що параметри регулюються у технологічно необхідних межах без перевитрати реагентів Мінімальна величина густини дозволяє застосовувати бурову промивальну рідини в умовах низьких пластових тисків, досягнуто високих деаеруючих показників. Спінюваність та піноутворюючу активність запропонованого складу бурової промивальної рідини визначали в лабораторних умовах порівняно із буровим розчином за прототипом (дослід 8 табл. 1). За результатами досліджень встановлено, що запропонована бурова промивальна рідина має кращі показники антиспінюваності. Приклад застосування запропонованого складу бурової промивальної рідини. На свердловині № 105 Східно-Решетняківського родовища при бурінні хемогенних і теригенних відкладів під проміжну колону застосовували соленасичену промивальну рідину із підвищеними інгібуючими властивостями зі значенням показника мінералізації до 27 %, вмістом 3 КСІ - 4 мас. % і параметрами: густина =1320 кг/м ; умовна в'язкість Т=60-80 с; показник 3 фільтрації Ф=6,0 см ; статичне напруження зсуву СНЗ 1/10=20/ 66 дПа; рН=9,5. Використання цієї промивальної рідини не забезпечило стійкість стовбура свердловини в інтервалі перем'ятих підсолевих відкладів приштокової дислокованої зони дроблення. Перехід на запропоновану бурову промивальну рідину на основі регента бурового Полігум-К проведено при вибої 2460 м. Для цього здійснено заміну соленасиченої промивальної рідини на глинисту суспензію, попередньо заготовлену у глиномішалці, яку обробили піногасником рідким Пентакс, змащувальною домішкою СБР, реагентом Лігноксин марки С, лугом (КОН), гідроксидом кальцію Са(ОН)2. Стабілізацію запропонованої бурової промивальної рідини проведено реагентом буровим Полігум-К. Параметри запропонованої бурової промивальної рідини стали: умовна в'язкість - 76 с, 3 показник фільтрації 3,5 см /30 хв, пластична в'язкість - 38 Па с, динамічна напруга зсуву - 87 дПа. Порівняння профілеметрії ділянки перем'ятих підсолевих відкладів першого стовбура свердловини, яку пробурено із використанням соленасиченої промивальної рідини, та другого стовбура, пробуреного із використанням запропонованої бурової промивальної рідини на основі 2 UA 77081 U 5 10 реагенту бурового Полігум-К, показало, що стійкість другого стовбура свердловини краща, відсутні значні каверни. Запропоноване співвідношення реагентів у рецептурі запропонованої бурової промивальної рідини на основі реагенту бурового Полігум-К дозволяє отримувати оптимальні технологічні параметри і забезпечує стійкість стовбура свердловини. Регулювання реологічних властивостей проводиться не за рахунок підвищення концентрації колоїдної глинистої складової твердої фази бурового розчину, а за рахунок використання високомолекулярних полімерних реагентів. Таким чином, використання запропонованої корисної моделі дозволяє досягти технічного результату: спростити приготування бурової промивальної рідини та процес регулювання її технологічних параметрів, покращити антиспінюючі властивості БПР за рахунок додавання деаеруючих компонентів, зменшити витрати неорганічних твердих часток. Джерело інформації: 1. Застосування піногасників для хімічної обробки бурових промивальних рідин / М.Я. Магун, С.А. Рурський, О.Є. Забільська, Р.В. Зіньков - Нафт, і газова пром-сть., 2007, № 5. - С. 29-32. 15 Таблиця Склад і властивості розробленої бурової промивальної рідини Властивості бурової промивальної рідини ГлинопоЛігноУмов- ФільПіноПоліГустиСпінюрошок ксин на трація, утворююча гумСБР КОН Са(Он)2 Пентакс на, ваність, ПБА-18 марки в'яз- см /30 активність, К кг/м % "Normal" С кість, с хв мл 2,0 0,5 1,0 1,0 0,1 3,0 0,12 1040 45 6,5 0 5 4,0 1,0 1,5 4,0 0,2 2,5 0,10 1040 48 5,5 0 5 4,0 1,5 2,0 5,0 0,3 2,0 0,11 1040 54 3,0 2,5 5 3,0 2,0 2,5 2,0 0,15 0,5 0,09 1040 72 2,5 2,5 5 2,5 2,5 3,0 4,0 0,3 4,0 0,08 1050 86 2,0 5,0 10 2,5 3,0 3,5 2,0 0,2 3,5 0,08 1050 140 2,5 5,0 10 5,0 3,5 4,0 6,0 0,5 5,0 0,10 1060 "капає" 3,0 Склад бурової промивальної Властивості бурової рідини за прототипом промивальної рідини за прототипом БентоПоліГідронітова ГКР NaOH Са(ОН)2 1040 64 2,5 70,0 140 плас фуз глина 3,0 0,5 3,0 5,0 0,5 2,0 Склад бурової промивальної рідини, мас. % ч/ч 1 2 3 4 5 6 7 8 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Бурова промивальна рідина, що містить гумати лужних металів, гідроксид кальцію (СаОН)2, луг, змащувальну домішку, тверді неорганічні частки, водорозчинний полімер і воду, яка відрізняється тим, що додатково містить піногасник рідкий Пентакс, як водорозчинний полімер використано реагент буровий Полігум-К, як тверді неорганічні частки - глинопорошок ПБА-18 "Normal", як гумати лужних металів - Лігноксин марки С, як змащувальну домішку - СБР при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 25 реагент буровий Полігум-К піногасник рідкий Пентакс Лігноксин марки С гідроксид кальцію Са(ОН) 2 змащувальна домішка СБР глинопорошок ПБА-18 "Normal" луг (КОН) вода 1,0-2,5 0,09-0,11 1,5-3,0 0,5-4,0 2,0-5,0 2,5-4,0 0,15-0,3 решта. 3 UA 77081 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4