Буровой раствор
DRILLING FLUID

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе, а именно к поликатионным буровым растворам, и может найти применение при бурении глинистых и солевых пород, а также при вскрытии продуктивных пластов.
Известны различные ингибирующие буровые растворы - кальциевые, калиевые, силикатные, гликолевые и др. (Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., «Недра», 1972, 392 стр.).
Недостатком известных составов является многокомпонентность, низкая ингибирующая и крепящая способность по отношению к глинистым породам, низкая соле- и термоустойчивость.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буровой раствор, включающий глинопорошок, катионный полиэлектролит ВПК-402 и воду (описан в RU 2492208 С2, МПК, С09К 8/24, 10.09.2013). Недостатком известного состава является низкая ингибирующая и крепящая способность по отношению к глинистым породам.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно повышение ингибирующей и крепящей способности по отношению к глинистым породам.
Данный технический результат достигается за счет того, что в буровом растворе, включающем воду, глинопорошок и полимер в качестве стабилизатора и понизителя фильтрации, ингибитора набухания глин и реагента для сохранения их устойчивости, в качестве полимера используется сополимер полидадмаха с акриламидом, в котором соотношение полидадмаха и акриламида составляет: полидадмах 95-97% мас.% и акриламид 3-5% мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глинопорошок
3-5
Сополимер полидадмаха с акриламидом
7-15
Вода
остальное
В предлагаемом буровом растворе может быть использован бентонитовый глинопорошок марок ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ и ПКГН, который выпускается согласно ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок».
Применение указанных глинопорошков не ограничивает использование других марок, например, палыгорскита. Оптимальная концентрация глинопорошка зависит от его марки. С ухудшением качества глинопоршка его концентрация в буровом растворе увеличивается. Марка глинопорошка, т.е. его сорт не оказывает существенного влияния на показатели бурового раствора, а характеризует его расход. При проведении исследований свойств раствора использовался глинопорошок марки ПБМБ.
Сополимер полидадмаха с акриламидом (далее сопПА) представляет с собой вязкую жидкость с концентрацией основного вещества не менее 25 мас.%. Реагент сопПА является высокоэффективным стабилизатором и обеспечивает буровому раствору высокую ингибирующую и крепящую способность.
Применение сопПА не ограничивает использование других катионных полимерных солей четвертичных аммониевых соединений из класса полиаминов, получаемых из эпихлоргидина и диметиламина (полиЭХГДМА), отличающийся от многих других полиэлектролитов тем, что высокий катионный заряд расположен на главной молекулярной цепи, у которых катионный заряд находится во второстепенной цепи. Эффективность катионных полимеров как стабилизаторов зависит в основном от их молекулярной массы, чем выше ММ, тем выше стабилизирующая способность.
3
В предлагаемом изобретении заявляемый качественный и количественный состав компонентов позволяет получить буровой раствор плотностью от 1000 до 2200 кг/м и более. В качестве утяжелителей могут применяться раздельно и в комбинации мел, мраморная крошка, доломитовая мука, сидерит, барит, галенит и др.
2
2
2
2
2
2
2
3
3
Предлагаемый буровой раствор обладает повышенной устойчивостью к солевой агрессии, поэтому при вводе ингибиторов набухания глин NaCl, KCl, MgCl, CaCl, NaBr, KBr, MgBr, CaCl, ZnCl, ZnBr, ZnI, NaCHCOO, KCHCOO, NaCOO, KCOO и др. раствор не реагирует на добавки солей и показатели раствора проявляют исключительную стабильность.
Для повышения крепящих свойств раствора полезно использование гидрофобных кольматантов - углеводородов, нефти, битума, таллового масла, органофильного бентонита и т.д.
Многоатомные спирты (глицерин, пропиленгликоль, триэтиленгликоль и др.) и углеводороды оказывают общеулучшающее действие на показатели Катбурр и повышают его термостойкость.
Дополнительно в предлагаемом буровом растворе могут использоваться гуаровая смола, крахмал, декстрин, водорастворимые эфиры целлюлозы, биополимеры, поливинилпирролидон, акрилаты, аминоспирты.
Предлагаемый буровой раствор является одной из модификаций поликатионного бурового раствора Катбурр и условно назван Катбурр сопПА.
Все реагенты, входящие в состав бурового раствора, основные и вспомогательные, производятся на территории РФ.
Предлагаемый буровой раствор можно приготовить следующим образом. Сначала готовят глинистую суспензию необходимой концентрации, затем вводят стабилизатор сопПА, а при необходимости вспомогательные реагенты.
Изобретение поясняется с помощью таблиц 1, 2 и 3.
В таблице 1 приведены результаты исследований по влиянию стабилизатора сопПА на технологические показатели буровых растворов.
Уменьшение концентрации стабилизатора сопПА в составе бурового раствора меньше 7 мас.% (таблица 1, п. 3, таблица 3, п. 3) приводит к снижению эффективности, а больше 15 мас.% приводит к перерасходу реагента без существенного увеличения эффективности бурового раствора (таблица 1, п. 7, таблица 3, п. 7).
Уменьшение менее 3 мас.% и увеличение более 5 мас.% в составе стабилизатора сопПА содержания акриламида неэффективно, так как ПФ возрастает (таблица 2, пп. 1 и 4).
В таблице 2 показано влияние состава стабилизатора сопПА, а именно содержание полидадмаха и акриламида на показатели бурового раствора.
Таблица 3 отражает результаты исследований по влиянию стабилизатора сопПА на устойчивость глин в сравнении с наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа.