SU1708823A1

SU1708823A1 - Буровой раствор

Info

Publication number: SU1708823A1
Application number: SU874186898A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Пеньков; Николай Прохорович Левик; Евгений Федорович Филиппов; Зинаида Васильевна Бугаенко; Нина Тимофеевна Вележева; Владимир Ильич Сагин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к области бурени скважин. Цель изобретени - улучшение креп щих свойств раствора. Он содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: бентонитова глина 3-5: карбоксиметилцёллюлоза 0.5-1; гидроксид- кали 0,2-0.3; хлорид кали 1-3; окзил 3-5; алюмокалиевые или железоаммонийные квасцы или сульфат алюмини 0,3-1; оксид кальци или магни 0,3-1.34, вода остальное. На 1 мас.ч. алюмокалиевых или железо- аммонийных квасцов или сульфата алюмини раствор содержит 1-2 мас.ч. ок- сиДа кальци или магни . Раствор приготавливают путем смешени ингредиентов. Использование в составе бурового раствора : указанных солей трехвалентных металлов и оксидов двухвалентных металлов улучшает его креп щие свойства. Использование раствора в промысловых услови х позволит повысить скорость бурени и проходку на долото, снизить расход химреагентов. 3 табл.у^

Description

Изобретение относитс к бурению скважин , а именно к буровым растворам, используемым дл промь1вки ствола скважины в отложени х, сложенных малоувлажненными , хорошо набухающими и диспергиру-. ющИмис глинистыми породами, склонными к обвалам и осып м.

Цель изобретени - улучшение креп щих свойств раствора.

Цель достигаетс тем, что используют буровой раствор, содержащий бентонитовую глину, карбоксиметилцеллюлозу, гидроксид кали , хлорид кали , окзил. алюмокалиевые или железоаммонийные квасцы или сульфат алюмини и оксид кальци или магни и воду, причем соотношение между алюмокалиевыми или железоаммонийными квасцами или сульфатом алюмини и оксидом кальци или магни составл ет 1;( 1-2).

В табл. 1 приведены сосУавы исследованных растворов, в табл. 2 - их свойства, в табл. 3 - результаты исследовани вли ни соотношени соли трехвалентного металла и оксида двухвалентного металла на свойства раствора.

Пример. Дл получени 1 кг бурового раствора в мкость загрузили 250 г 20 %-ной глинистой пасты, 500 г вод« и перемешали до получени однородной суспензии. Потом добавили 50 г 10%-ного раствора КМЦ. 150 г окзила 20 %-ной концентрации. 20 г 10 %-н6го раствора гидроксида кали , 10 г хлорида кали . Перемешивали после каждой

добавки в течение 5-10 мин. Затем ввели предварительно смешанные в сухом виде 10 г оксида кальци и 10 г алюмокалиевых квасцов. После 4 ч перемешивани полученного бурового раствора и выдерживани в течение 16 ч его перемешивали 15 мин и замер ли основные технологические показатели . Данный буровой раствор преп тствует разупрочнению глинистых пород под действием фильтрата бурового раствора, что обеспечиваетс высокой ингибирующей способностью бурового раствора (ограничение поверхностной гидратации и осмотическогб набухани глинистых минералов). Ингибирующа способность бурового раствора характеризуетс показателем По. Буровой раствор преп тствует механическому разупрочнению ствола скважины. Введение оксидов двухвалентных металлов совместно с водорастворимыми сол ми трехвалентных металлов в соотношении от 1:1 до 1:2 увеличивает прочность сцеплени частиц горной породы, т.е. консолидирует их. Это свойство бурового раствора характеризуетс показателем оьж прочностью на вертикальное сжатие образца из частичек горной породы, сформированного под действием бурового раствора.

, Дл оценки консолидирующей способности был вз т керновый Материал из скважины в зоне тектонических нарушений. Керн измельчали и отсеивали частички размером 1,25-2,00 мм. Приготовленный материал горной породы помещали в камеру через штуцер, который прокачивали 300-500 мл бурового раствора. После этого камеру разбирали и извлекали сформированный образец размером 40 х 20 х 20 мм. Затем полученный образец ставили вертикально (меньшей гранью) на горизонтальную поверхность , на него помещали прессовую камеру (стаканчик ёмкостью 100 мл) и насыпали свинцовую дробь до начала разрушени образца. Потом взвешивали стаканчик с дробью на технических весах с точностью АО 0,01 г и рассчитывали прочность образца на вертикальное сжатие по формуле

А

Осж - g , где А - нагрузка, г;

S - площадь основани образца, см .

Средние значени оьж трех параллельных определений представлены в табл. 2.

Из анализа табл. 1 и 2 следует, что введение в Jбypoвoй раствор добавки, состо щей из солей трехвалентных металлов (алюмокалиевые квасцы или железоаммонийные квасцы или сульфат алюмини ) и оксидов двухвалентных металлов (оксид кальци или магни ) увеличивает прочность образцов более чем в 2,7 раза по сравнению с известными растворами (опыты 23, 33). С целью отработки оптимального состава бурового раствора были проведены опыты 122 . При концентрации добавки ниже 0,6 % значение Осж уменьшалось до значений этого же показател в известных растворах (табл. 1, опыты 23, 33). При увеличении концентрации добавки более 2 % показатель Осж практически не увеличивалс (табл. 1, опыт 6).

Из экспериментальнь1х данных (табл. 3) видно, что введение в буровой раствор добавки в соотношении 1:3 и 2:1 не дает положительных результатов.

Таким образом, данный буровой раствор обеспечивает устойчивость глинистых пород, ослабленных тектоническими нарушени ми , позвол ет сократить затраты времени на работы, св занные с бурением, повысить скорость бурени и проходку на долото, уменьшить количество колебаний, снизить расходы химических реагентов и материалов.

Claims

Формула изобретени Буровой pacTBOD, содержащий бентонитовую глину, карбоксиметил целлюлозу, гидроксид кали , хлорид кали , окзил, водорастоворимую соль трехвалентного металла и воду, отличающийс тем, что, с целью улучшени креп щих свойств, он дополнительно содержит оксид кальци или магни , а в качестве водорастворимой соли трехвалентного металла - алюмокалиевые или железоаммонийные квасцы или сульфат алюмини при следующем соотношении ингредиентов , мас.%:

Бентонитова глина 3,0-5,0 Карбоксиметилцеллюлоза0 ,5-1,0

Гидроксид кали 0,2-0,3

Хлорид кали 1,0-3,0

Окзил3,0-5,0

Алюмокалиевые или железоаммонийные квасцы или сульфат алюмини 0,3-1,0

Оксид или магни 0,3-1,34

Вода. Остальное

причём на 1 мас.ч. алюмокалиевых или железоаммонийных квасцовили сульфата алюмини буровой раствор содержит 1-2 мас.ч. оксида кальци или магни .

т а б л и ц а 1

АКК - люиокалиевые квасцы, IAK - желеэоаммониешнв кмсчк Соотновенив между .сло мм трехввленгнмх металлов и оксип и двухвалентных металлов равно1:1.. .

В опыте 33 раствор дополнительно содер ит S,0 мае.) гумата кали и 0,5 мае.t и«вестм, а в опыте З) мас.Х гумата кальци

Условна в зкост определ лас на (нСмовйметр ПВт5 по слвдуйий не тодике: в «оронку заливали SOQ ил бурового раствор и фикеироват врем вытехани }00 мл тогх раствора, В вюстъ во к в «тон случав равна 9 :

Твблица2

Образец - состав раствора из табл. 1.

Таблица 3