Утяжеленный буровой раствор
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при бурении скважин в зонах с аномально высокими пластовыми давлениями. При массовом бурении глубоких скважин на нефть и газ необходим утяжеленный буровой раствор плотностью 1,6-2 г/см3 и более. Известен утяжеленный буровой раствор, содержащий глину, понизитель водоотдачи и вязкости, кальцинированную и каустическую соду, воду и утяжелитель - барит-гематитовую руду. Недостатком данного утяжеленного бурового раствора являются дороговизна и отсутствие барит-гематитовой руды на территории Республики Узбекистан. Наиболее близким к предлагаемому является утяжеленный буровой раствор, содержащий: глину, понизитель водоотдачи и вязкости, кальцинированную и каустическую соду, воду и утяжелитель - барит-полиметаллическую руду месторождения Учкулач.
Недостатком его является использование барит-полиметаллической руды с высоким (более 6,88%) содержанием барита, что отражается на стоимости бурового раствора. В настоящее время в Узбекистане залежи барит-полиметаллической руды с высоким содержанием барита практически исчерпаны. В связи с этим весьма актуально изыскание возможностей применения в качестве утяжелителей дешевых и доступных
материалов, в качестве которых могут быть использованы отвалы пустой породы, оставшиеся от добычи барит-полиметаллической руды, с низким (менее 6,88%) содержанием барита. Задачей изобретения является создание дешевого утяжеленного бурового раствора, соответствующего предъявляемым к ним технологическим требованиям. Поставленная задача решается тем, что утяжеленный буровой раствор, содержащий понизитель вязкости, понизитель водоотдачи, глину, утяжелитель, кальцинированную соду, каустическую соду и воду, в качестве утяжелителя содержит отвалы пустой
породы при добыче барит-полиметаллической руды при следующем соотношении компонентов, об. %: Использование в качестве утяжелителя отвалов пустой породы при добыче барит-полиметаллической руды значительно уменьшает стоимость утяжеленного бурового раствора. Отвалы имеют следующий компонентный состав, мас.%: Содержание МnО, ТiO2, Na2O, К2О, P2O5– в пределах десятых и сотых долей процента, остальные химические элементы - в пределах тысячных долей процента и менее. В качестве понизителя вязкости используют порошкообразный углещелочной реагент, или сульфитно-спиртовую барду, или NaCl. В качестве понизителя водоотдачи используют реагент К-4 , КМЦ и др. Утяжеленный буровой раствор готовится следующим образом. В небольшом количестве теплой воды растворяют понизитель водоотдачи, понизитель вязкости, кальцинированную и каустическую соду. В полученный раствор добавляют глину и оставшуюся воду, перемешивают до полного роспуска глины. Полученную
смесь смешивают с утяжелителем, количество которого зависит от требуемой плотности и подбирается согласно приведенным в таблице соотношениям. Параметры утяжеленного бурового раствора измеряют на стандартных приборах по стандартным методикам. Приведенные соотношения компонентов оптимальны и обеспечивают получение утяжеленного бурового раствора с требуемыми эксплуатационными
характеристиками. Пример 1. В воде растворяют 4,42 об.% понизителя водоотдачи (К-4), 1,81 понизителя вязкости (ПУЩР), 0,35 кальцинированной и 0,18 об.% каустической соды. В полученный раствор добавляют глину (15,32 об.%) и перемешивают до полного ее
роспуска. Полученную смесь смешивают с утяжелителем (20 об.%) и водой (57,92 об.%). При этом получается утяжеленный буровой раствор с плотностью 1,9 г/см3, соответствующий технологическим требованиям. Пример 2. В воде растворяют 3,74 об.% понизителя водоотдачи (КМЦ), 1,47 понизителя вязкости (NaCl), 0,27 кальцинированной и 0,149 об.% каустической соды. В полученный раствор добавляют 19,92 об.% глины и перемешивают до полного ее
роспуска. Полученную смесь смешивают с утяжелителем (40 об.%) и водой (41,46 об.%). При этом получается утяжеленный буровой раствор плотностью 1,82 г/см3. Примеры с указанием количественных значений ингредиентов и полученных показателей утяжеленного бурового раствора приведены в таблице, из которой видно, что использование утяжелителя в заявленных значениях позволяет получить буровой
раствор достаточно высокой (1,82-2,18 г/см3) плотности. Использование предлагаемого состава позволяет получить дешевые утяжеленные буровые растворы с соответствующими технологическим требованиям параметрами и улучшить экологическую обстановку в регионе, так как используются отвалы пустой
породы. Утяжеленный буровой раствор, содержащий понизитель вязкости, понизитель водоотдачи, глину, баритсодержащий утяжелитель, кальцинированную соду, каустическую соду и воду, отличающийся тем, что в качестве баритсодержащего утяжелителя
содержит отвалы пустой породы при добыче барит-полиметаллической руды при следующем соотношении компонентов, об.%:Понизитель вязкости 0,40-1,97 Понизитель водоотдачи 1,40-4,60 Кальцинированная сода 0,10-0,37 Каустическая сода 0,05-0,19 Глина 0,05-17,65 Отвалы пустой породы при добыче барит-полиметаллической руды 20-80 Вода Остальное. BaSО4 (барит) 0,10-90 PbS (галенит) 0,50-40,18 ZnS (сфалерит) 0,2-15,53 SiО2 (кремнезем) до 4,20 Аl2O3 (глинозем) до 0,87 Fе2О3 (двуокись железа) до 7,19 Fe2S (пирит) 0,10-5 Са, Mg (СO3)2 (доломит) 20-88 СаСО3 (кальцит) 2 - 45. Темп. опыта, °С Значения ингридиентов утяжеленного бур. раствора, об.% Показатели утяжеленного бурового раствора Барит-полиметал. руда Пониз. вязк. Пониз. водоот. Кальц. сода Кауст. сода Глина Вода
Плотн., г/см3 Условная вязк., с Водоотдача,см3 Толщ. глин.корки pH Статич. напряжение сдвига, мг/см2 Седиментация, г/см3 Отстой, % Липкость глин. корки, коэф. 20 20 1,81 4,42 0,35 0,18 15,32 57,92 1,90 62 3 2 8 18/27 0,01 0 0,40 20 40 1,47 3,74 0,27 0,14 12,92 41,46 1,82 58 3 2 8 18/24 0,01 0 0,40 20 50 1,12 3,12 0,23 0,12 8,3 37,11 1,84 54 4 1 8 1/5 0,01 0 0,36 20 60 0,89 2,50 0,18 0,10 6,64 29,69 1,90 80 4 1 8 1/6 0,01 0 0,36 20 64,03 0,80 2,25 0,16 0,09 5,97 26,7 1,96 53 3 1 9 0/0 0 0 0,36 80 64,03 0,80 2,25 0,16 0,09 5,97 26,7 1,95 58 5 1 9 0/0 0,01 0 0,36 20 66,67 0,74 2,08 0,15 0,08 5,54 24,74 2,16 110 3 1 8 8/17 0 0 0,40 20 69,23 0,68 1,92 0,14 0,08 5,11 22,84 2,18 105 3 2 9 3/7 0 0 0,45 80 69,23 0,68 1,92 0,14 0,08 5,11 22,84 2,18 103 4 2 9 3/5 0 0 0,42 20 75 0,56 1,56 0,11 0,06 4,15 18,56 2,05 150 3 1 8 8/20 0 0 0,45 20 80 0,50 1,50 0,10 0,05 0,5 17,3 1,95 280 8 5 7 6/13 0 0 0,30 20 82 0,40 1,40 0,08 0,05 0 16,7 1,75 300 4 8 7 0/0 0,24 1 0,30 Понизитель вязкости 0,40-1,97 Понизитель водоотдачи 1,40-4,60 Кальцинированная сода 0,10-0,37 Каустическая сода 0,05-0,19 Глина 0,05-17,65 Отвалы пустой породы при добыче барит-полиметаллической руды 20-80 Вода Остальное