буровой раствор на углеводородной основе

Формула изобретения

Буровой раствор на углеводородной основе (РУО), содержащий углеводородную дисперсную среду - дизельное топливо, синтетическую жирную кислоту (СЖК), каустическую соду и минеральный наполнитель барит BaSO₄, отличающийся тем, что он содержит каустическую соду в виде 46%-ного водного раствора и дополнительно стабилизатор раствора - нефтерастворимый полимер - атактический полипропилен при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дизельное топливо - 72,0 - 74,0

СЖК - 1,5 - 2,0

Указанный раствор каустической соды - 1,20 - 1,25

Указанный нефтерастворимый полимер - 2,0 - 2,5

Барит BaSO₄ - Остальноеи

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к промывочным жидкостям, применяемым при вскрытии продуктивных пластов, а также к бурению оценочных скважин с отбором керна с естественной нефтенасыщенностью.

Известно применение для вскрытия продуктивных пластов и бурения оценочных скважин растворов на нефтяной основе (РНО) и известково-битумных растворов (ИБР). РНО и ИБР имеют в составе дизельное топливо, высокоокисленный битум, синтетическую жирную кислоту (СЖК), каустическую соду (NaOH), поверхностно-активные вещества типа сульфонол, СМАД и др. Отличие их заключается в том, что ИБР содержит активную известь [Рязанов А.Я. Справочник по буровым растворам. - М.: Недра, 1979, с.54].

Недостатком данных растворов являются большие затраты времени на операции, связанные с разогревом и растворением битума в дизельном топливе. Как показывает практика, на приготовление раствора на углеводородной основе (РУО) с использованием высоокисленного битума в объеме 150 м³ на скважинах затрачивается 10-12 суток. Из этого времени около 80% расходуется на растворение битума.

Известен раствор [А. с. СССР 1516486A1, С 09 К 7/06, 1989], включающий нефть или дизельное топливо, органофильный бентонит на основе алкилбензилдиметиламмоний хлорида, шинный регенерат, получаемый термическим методом при восстановлении автомобильных покрышек, барит. Ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Нефть или дизельное топливо - 54,0-56,0

Органофильный бентонит на основе

Алкилбензилдиметиламмоний хлорида - 6,5-7,0

Шинный регенерат, получаемый термическим методом при восстановлении автомобильных покрышек - 3,0-5,0

Барит BaSO₄ - Остальное

Данный раствор имеет следующие недостатки:

- растворение шинного регенерата в дизельном топливе трудоемкий и технологически сложный процесс, так как операция растворения при одновременном перемешивании должна проводиться при температуре 250^oС и проводить эти операции в промысловых условиях очень трудно;

- органофильная глина очень дорогой реагент.

Наиболее близким аналогом является буровой раствор на углеводородной основе [А.с. СССР 1263705, С 09 К 7/06, 1986], содержащий, мас.%: дизельное топливо 34-75, синтетические жирные кислоты СЖК 0,5-3,0, глинопорошок 1-10, полиорганоалкоксисиланы и силоксаны 3-8, каустическую соду 0,1-0,2, утяжелитель - барит остальное.

Задача, стоящая при создании изобретения заключается в разработке безбитумного бурового раствора на углеводородной основе (РУО) с упрощением его состава и технологии приготовления, сокращении времени приготовления и снижения себестоимости при сохранении физико-химических и технологических свойств.

Достигаемый технический результат при создании безбитумного бурового раствора состоит в упрощении состава РУО и технологии его приготовления, резкого сокращения времени приготовления раствора и снижения его себестоимости.

Время приготовления данного РУО сокращается в 5-7 раз по сравнению с РУО, применяемыми в настоящее время для вскрытия продуктивных пластов и бурения оценочных скважин. Предлагаемый РУО в качестве стабилизатора в своем составе содержит нефтерастворимый полимер - атактический полипропилен.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что буровой раствор на углеводородной основе РУО, содержащий углеводородную дисперсную среду - дизельное топливо, синтетическую жирную кислоту СЖК, каустическую соду и минеральный наполнитель BaSO₄, содержит каустическую воду в виде 46%-ного водного раствора и дополнительно стабилизатор раствора - нефтерастворимый полимер - атактический полипропилен, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дизельное топливо - 72,0-74,0

СЖК - 1,5-2,0

Указанный раствор каустической соды - 1,20-1,25

Указанный нефтерастворимый полимер - 2,0-2,5

Барит BaSO₄ - Остальное

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию "новизны".

Технический результат, полученный при использовании изобретения, позволяет реализовать давно существующую производственную потребность, а исходя из этого можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень".

Оптимальная добавка атактического полипропилена 2,0%. Снижение количества полипропилена в РУО снижает его термостойкость, а повышение расхода полипропилена не улучшает реологические и другие характеристики раствора.

Технология приготовления безбитумного бурового раствора на углеводородной основе РУО, содержащего дизтопливо, синтетическую жирную кислоту, каустическую соду, нефтерастворимый полимер (атактический полипропилен), барит (или мел) заключается в следующем.

Приготовление РУО в лабораторных условиях производится на мешалке типа "Миксер". Скорость вращения лопастей 50 с^-1.

В дизельное топливо при температуре 20^oС вводится необходимое количество синтетической жирной кислоты СЖК, предварительно растворенной в дизельном топливе и перемешивается 10 мин. Затем в раствор добавляется водный раствор 46%-й концентрации каустической соды NaOH и перемешивается 10 мин. За это время синтетическая жирная кислота СЖК вступает в реакцию с каустической содой NaOH и образует мыло, которое в РУО является структурообразователем. Следующим в раствор вводится нефтерастворимый полимер - атактический полипропилен, предварительно растворенный в подогретом до 65-70^oС дизтопливе, и также перемешивается 10 мин. После этого раствор утяжеляется до необходимой плотности баритом (или мелом) и перемешивается еще 10 мин. Таким образом на приготовление данного РУО в лабораторных условиях затрачивается время 40-50 мин. Готовый РУО оставляют на сутки в покое для "созревания" - полного набора структурных и реологических свойств. Через сутки производят замер технологических параметров.

Эффективность бурового раствора на углеводородной основе для вскрытия продуктивных пластов оценивается в лабораторных условиях, где проведены стандартные испытания полученного раствора при различном соотношении компонентов. Плотность определялась ореометром или пикнометрическим методом, вязкость - вискозиметром, статическое напряжения сдвига (СНС) - на приборе СНС-2, фильтрация - по ВМ-6.

Конкретные примеры приготовления безбитумного РУО и его технологические параметры приведены в таблице.

Использование предлагаемого изобретения позволит сократить затраты времени и средств на приготовление раствора в несколько раз. При вскрытии продуктивных пластов их фильтрационные свойства не будут ухудшены.