ГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР
CLAY DRILLING MUD

Изобретение относится к технологиям бурения скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, в геологоразведке полезных ископаемых.
Известен реагент, предназначенный для обработки бурового раствора (SU, а.с. №1423574, C09K 7/00, опубл. 15.09.88 г.). Реагент содержит в качестве понизителей вязкости и стабилизатора реологических характеристик раствора полиакриламид, кремнийорганическую жидкость, акрилонитрильный лигносульфонатный реагент. В результате обработки этим реагентом повышается выход бурового раствора, снижается его статическое напряжение сдвига. Однако, при его использовании в растворе при бурении определенных пород в результате замены ионов кальция ионами натрия образуются мелкодисперсные глинистые частицы, способные образовывать устойчивый коллоид и вызывать накопление в буровом растворе выбуренной породы и, как следствие, ухудшать реологические характеристики раствора, в частности, повышать его статическое напряжение сдвига.
Эти факторы следует считать недостатками реагента.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является глинистый буровой раствор, содержащий, в мас.%, модифицированный регулятором щелочности глинопорошок 8,5-25,2, в качестве регулятора структурно-механических характеристик раствора карбоксилированное органическое вещество в виде карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 0,08-0,35, в качестве понизителя вязкости лигносульфонатный продукт в виде лигносульфонатов технических порошкообразных (ЛСТП) 1,0-3,09 мас.%, Остальное - вода. (RU, пат. №2058364, C09K 7/02, опубл. 20.04.1996 г.). В качестве глинопорошка используют модифицированный кальцинированной содой бентонит или альметьевский глинопорошок. В составе можно использовать различные марки КМЦ.
Однако эта совокупность используемых функциональных добавок в буровом растворе при бурении некоторых пород также ухудшает реологические характеристики бурового раствора.
Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является обеспечение возможности регулировать реологические характеристики, а также фильтруемость бурового раствора с учетом характеристик разбуриваемых пород.
Указанный результат достигается тем, что в глинистом буровом растворе, содержащем карбоксиметилированное вещество, лигносульфонатный продукт и воду, согласно изобретению, в качестве карбоксиметилированного вещества он содержит карбоксиметилированный крахмал в виде товарного продукта Полицелл КМК БУР 1Н, содержащего, в мас.%; 70-75 карбоксиметилкрахмала, 15-18 NaCl, 10-12 гликолята натрия, в качестве лигносульфонатного продукта - феррохромлигносульфонат, при этом раствор дополнительно содержит арабиногалактан, а в расчете на общую массу, раствор содержит, в мас.%: 5,5 глинопорошка, 0,5 КМК БУР 1Н, 0,2-0,3 феррохромлигносульфоната, 0,2-0,3 арабиногалактана, 93,4-93,6 воды. Раствор в качестве глинопорошка содержит глинопорошок, приготовленный из обожженной и измельченной глины Зыряновского месторождения. КМК БУР 1Н в качестве карбоксиметилированного крахмала может содержать карбоксиметилированный кукурузный крахмал или карбоксиметилкрахмал буровой марки.
Товарный продукт КМК БУР 1Н производится ЗАО «Полицелл» (г.Владимир) по ТУ 2262-016-32957739-2007. Он применяется в качестве понизителя фильтрации и стабилизатора буровых растворов, эффективно снижает водоотдачу как пресных, так и соленасыщенных буровых растворов.
Арабиногалактан получают при переработке древесины лиственницы сибирской в виде порошка или концентрированных экстрактов. Соответственно, его при приготовлении бурового раствора подают в смесь в виде порошка или в виде водного экстракта. Эти продукты производят на Братском ЦБК.
Зыряновский глинопорошок (г/п) производят по ТУ 2164.006.41219638-2005.
Феррохромлигносульфонат (ФХЛС-М) производит ООО «Дубитель» (г.Уфа) по ТУ 2454-322-05133190-2000.
Буровые растворы различного состава для испытаний получают обычным методом путем смешения компонентов. Характеристики измеряют с использованием стандартизованных методов испытаний.
Характеристики модельных буровых растворов по примерам приведены в таблице. В примере 1 испытана суспензия Зыряновского г/п как система сравнения с наименьшим значением угла закручивания из всех испытуемых систем (составов). Примеры 2-8 выполнены для определения влияния каждого из компонентов бурового раствора на его характеристики, а также влияния их количественных соотношений. Примеры 3-5 выполнены при использовании арабиногалактана (АГ) в виде порошка, 6-8 - при использовании АГ в виде экстракта. Это сделано для определения возможности или целесообразности использования в буровых растворах концентрированного экстракта АГ.
Пример 9 выполнен с составом бурильного раствора, приготовленного по аналогу, но с использованием Зыряновского г/п.
1/10
Анализ данных показывает, что совместное использование АГ и ФХЛС как понизителей вязкости буровых растворов дает возможность снижать значения СНС до уровня значений для исходной глинистой суспензии и, соответственно, готовить буровой раствор с оптимальным составом для каждых конкретных условий бурения.
Таблица.
Характеристики буровых растворов на основе смеси КМК БУР 1Н, ФХЛС-М и арабиногалактана.
№ п/п
Состав бурового раствора, % на общую массу раствора
Угол закручивания ротационного вискозиметра при 600 об/мин, °
CHC<sub>1/10</sub>, дПа
Прирост CHC<sub>1/10</sub> по отношению к исходной глинистой суспензии, %
Показатель статической фильтрации, см<sup>3</sup>/30 мин (Δp=1 ат)
1
Глинопорошок - 5,5
40
190/288
-
-
Вода - 94,5
2
Глинопорошок - 5,5
75
455/634
140/120
6,4
КМК БУР 1Н - 0,5
Вода - 94,0
3
Глинопорошок - 5,5
53
288/409
52/42
7,4
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ порошок - 0,2
Вода - 93,8
4
Глинопорошок - 5,5
49
207/323
9/12
6,8
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ порошок - 0,3
ФХЛС - 0,2
Вода - 93,5
5
Глинопорошок - 5,5
46
213/300
12/4
7,4
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ порошок - 0,2
ФХЛС - 0,2
Вода - 93,6
6
Глинопорошок - 5,5
49
242/369
27/28
6,8
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ(экстракт) - 0,2
Вода - 93,8
7
Глинопорошок - 5,5
50
207/300
9/4
7,6
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ(экстракт) - 0,3
ФХЛС - 0,3
Вода - 93,4
8
Глинопорошок - 5,5
43
178/276
0/0
7,4
КМК БУР 1Н - 0,5
АГ(экстракт) - 0,2
ФХЛС - 0,3
Вода - 93,5
9
Глинопорошок - 8,5
КМЦ - 0,08
ЛСТП - 1,0
Вода - 90,42