БУРОВОЙ РАСТВОР
DRILLING MUD

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе для бурения и закачивания наклонно-направленных скважин.
Известен буровой раствор (Пат. RU №2369625, опубл. 10.10.2009), содержащий полимерный реагент высокой молекулярной массы, полимерный реагент низкой молекулярной массы, гидроксид натрия, формиат натрия, ксантановый биополимер, бактерицид, смазочную добавку, воду при следующем соотношении, мас.%:
Полимерный реагент высокой молекулярной массы
0,07-0,2
Полимерный реагент низкой молекулярной массы
0,2-0,5
Гидроксид натрия
0,02-0,05
Формиат натрия
0,5-0,7
Биополимер
0,1-0,2
Бактерицид
0,02-0,1
Смазочная добавка
0,2-0,5
Вода
остальное
Недостатками являются высокая стоимость полимерных добавок и многокомпонентность раствора, что затрудняет процесс приготовления.
13
15
Известен буровой раствор (Пат. RU №2268909, опубл. 27.01.2006), включающий глину, карбоксиметилцеллюлозу, ингибирующую добавку, смазочную добавку и воду, дополнительно содержит регулятор структурно-механических свойств карбоксиметилкрахмал и эмульгатор - смесь эфиров и амидов жирных кислот и этаноламидов, а в качестве ингибирующей добавки - продукт ректификации олигомеров пропилена изоолифинового типа фракции С-С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
глина
1,5-3,0
карбоксиметилцеллюлоза
0,1-0,3
карбоксиметилкрахмал
0,75-1,5
смесь эфиров и амидов жирных
0,75-1,0
кислот и этаноламидов
продукт ректификации олигомеров
пропилена изоолифинового типа
фракции С<sub>11</sub>-С<sub>15</sub>
0,75-1,5
смазочная добавка
0,5-3,0
вода
остальное
Недостатком является сложность регулирования структурно-реологических свойств растворов.
Известен буровой раствор (Пат. RU №2012588, опубл. 15.05.1994), принятый за прототип. Буровой раствор содержит глину, воду и смазочную добавку. В качестве смазочной добавки содержит модифицированный отход производства рыбьего жира со стадии очистки производственных стоков этилсиликонатом натрия или петросилом при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина
8-10
Модифицированный отход производства рыбьего жира
со стадии очистки производственных стоков
этилсиликанатом натрия или петросилом
1-2
Вода
Остальное
Недостатками являются низкие смазочные свойства, необходимость модифицирования отходов пластификатором этилсиликоната натрия, который оказывает прижигающее воздействие на кожный покров.
Технический результат - улучшение смазочных и фильтрационных параметров бурового раствора.
Технический результат достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину, смазочную добавку и воду, дополнительно содержит пеногаситель, а в качестве смазочной добавки содержит отходы глубокой переработки древесины на основе дитерпенов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина
2,0-3,0
смазочная добавка
0,8-1,1
пеногаситель
0,2-0,3
вода
остальное
Глина используется в качестве структурообразователя и регулятора тиксотропных свойств бурового раствора (повышение удерживающей и транспортирующей способности).
Добавление пеногасителя необходимо для предотвращения вспенивания раствора. В качестве пеногасителя используют керосин. Возможно применение других пеногасителей, например МАС-200 - высокодисперсный гидрофобизированный органоаэросил (кремнезем), Пента-465 - многокомпонентный силиконовый пеногаситель, АМ-5 - высокодисперсный модифицированный органоаэросил (диоксид кремния), СОФЭКСИЛ-310 - гидрофобная кремнийорганическая жидкость, Альфонол-79 - смесь синтетических жирных спиртов и др. (Я.А.Рязанов. Энциклопедия по буровым растворам, с.256-261).
Использование в качестве смазочной добавки отходов глубокой переработки древесины на основе дитерпенов позволяет одновременно снизить коэффициент трения и водоотдачу раствора. Проведенные исследования влияния отходов на свойства буровых растворов показали, что увеличение содержания их в растворе более 1,1% не приводит к значительному улучшению технологических параметров.
Используемые отходы на основе дитерпенов берут на канифольно-терпентинных заводах по переработке живицы, где получают основные виды продукции: скипидар и канифоль. Указанные отходы образуются при глубокой переработке древесины для получения целлюлозы в процессе сульфатной варки на этапе переработки сульфатного мыла и представляют собой дитерпены, в основном кислородные - так называемые «смоляные кислоты», куда входят в основном: сандаракопимаровая, изопимаровая, абиетиновая, неоабиетиновая, другие дитерпеновые кислоты.
Способ приготовления бурового раствора
Пример
В механическом перемешивателе готовится стандартный глинистый буровой раствор, содержащий воды 95,7 мас.% и глины бентонитовой 3,0 мас.%. Затем в раствор вводится керосин 0,3 мас.%, смазочная добавка 1,0 мас.% и перемешивается до однородной массы.
После этого проводятся стандартные испытания полученных растворов на лабораторных установках. Для определения смазочных и фильтрационных параметров буровых растворов проведены соответствующие исследования, результаты которых приведены в таблице. Коэффициент трения определялся на границе металл-металл на приборе УСР1. Снижение коэффициента трения наблюдается даже при минимальных концентрациях смазочной добавки - при концентрации 0,2 мас.%. Минимальные значения коэффициента трения наблюдаются в диапазоне от 0,8-1,1%, коэффициент трения снижается в 2,5-3 раза. Таким образом, смазочные и фильтрационные параметры бурового раствора улучшаются.
Из таблицы видно, что применение бурового раствора уменьшает крутящий момент при вращении колонны бурильных труб и снижает силы сопротивления при продольном перемещении колонны в наклонных и горизонтальных участках скважин, что приводит к снижению вероятности возникновения прихватов и повышению ресурса работы бурового оборудования.