буровой раствор

Формула изобретения

Буровой раствор для вскрытия водоносного пласта, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, декстриновую крупку - смесь углеводов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов, перлит и воду, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит лигнин при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Карбоксиметилцеллюлоза 0,5-2,0

Декстриновая крупка - смесь углеводов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов 0,5-3,0

Перлит 0,1

Лигнин 0,1-0,2

Вода Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности для вскрытия водоносных пластов, представленных песчаными отложениями.

Известен буровой раствор, содержащий в своём составе карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), декстриновую крупку и воду (патент России 2012584 от 15.05.94 г., МПК С 09 К 7/02, опубл. 15.05.1994 г.). Известен также буровой раствор, содержащий КМЦ, лигнин и воду (патент России 2155203 от 27.08.00, С 09 К 7/02, опубл. 27.08.2000 г.). Указанные буровые растворы имеют в своём составе КМЦ, лигнин, декстриновую крупку — смесь углеводов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов, и воды. Недостатком этих растворов является то, что полимерная корка, образующаяся на стенках водоносного пласта, чрезвычайно плохо поддаётся разглинизации после постановки фильтровой колонны, что, в конечном счете, уменьшает удельный дебит гидрогеологических скважин.

Наиболее близким аналогом является буровой раствор, содержащий КМЦ, декстриновую крупку - смесь углеводов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов, перлит и воду (патент России 2141991, С 09 К 7/02, опубл. 27.11.1999 г.).

Задача повышения качества вскрытия водоносного пласта может быть решена за счёт уменьшения глубины проникновения частиц вовнутрь пласта и создания качественной эластичной, тонкой, полимерной плёнки на стенках водоносного пласта. Это достигается тем, что в буровой раствор, содержащий КМЦ, декстриновую крупку - смесь углеводов, образующихся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов, перлит, дополнительно вводят лигнин при соотношении компонентов, мас.%:

КМЦ 0,5-2,0

Декстриновая крупка - смесь углеводов, образующаяся при гидролизе картофельного и маисового крахмалов 0,5-3,0

Перлит 0,1

Лигнин 0,1-0,2

Вода Остальное

и осуществляют перемешивание в глиномешалке.

Повышение качества вскрытия достигается за счёт того, что частицы лигнина совместно с КМЦ, декстриновой крупкой и перлитом создают тонкую эластичную полимерную корку, которая значительно снижает степень проникновения бурового раствора в водоносный пласт. Это свойство корке придаёт лигнин. В процессе разглинизации скважины данная корка может быть легко разрушена гидромеханическим способом.

Лигнин - сыпучий порошок коричневого цвета, являющийся одним из трёх высокомолекулярных составляющих древесины. Лигнины древесины получают при обычной сульфитной варке хвойных пород древесины при рН 1-2 и температуре 135°С. При этом около половины мономерных единиц присоединяют сульфогруппы и около 90% лигнина становится водорастворимым. В значительных количествах лигнин образуется как побочный продукт в производстве целлюлозы и при гидролизе растительных материалов. Молекулярная масса лигнина изменяется от 800 до 10⁶.

Предлагаемый раствор отличается от известного тем, что дополнительно содержит лигнин. Применение дополнительно лигнина в растворе способствует увеличению водоотдачи пласта, так как именно такой состав компонентов способствует образованию тонкой, эластичной плёнки на стенках водоносного пласта, которая значительно уменьшает вероятность проникновения бурового раствора в водоносный пласт, и уменьшению степени кольматации. Образующаяся плёнка значительно быстрее разглинизируется, что способствует повышению удельного дебита гидрогеологических скважин.

Для приготовления предлагаемого раствора в ёмкость набирают воду, добавляют, перемешивая, сначала КМЦ, потом лигнин и перлит и в конце растворяют декстриновую крупку. После этого доводят объём раствора водой до необходимого значения и перемешивают до полного растворения всех компонентов раствора.

При использовании этого раствора для вскрытия водоносных пластов, представленных рыхлыми отложениями, на их стенках образуется защитная тонкая эластичная полимерная корка, которая не даёт глинистым частицам проникать вглубь пласта, увеличивая тем самым его водоотдачу, и при этом удерживает стенки пласта в вертикальном состоянии, что очень важно при спуске фильтровой колонны. В дальнейшем эта корка легко разрушается гидромеханическим способом разглинизации.

Практическое применение этого раствора на скважинах, пробуренных на территории Ростовской обл., показало, что наиболее эффективным является раствор, содержащий, %: КМЦ 2,0; декстриновая крупка 2,0; перлит 0,1; лигнин 0,2; вода - остальное.

Применение этого раствора позволяет получать удельный дебит гидрогеологических скважин в среднем на 30% больше, чем в скважинах, пробуренных с применением раствора, содержащего КМЦ, декстриновую крупку и перлит. Бурение скважин осуществлялось на одном участке с применением единой технологии (см. таблицу сравнительных данных).