RU2605214C1 - Cation-inhibiting drilling mud - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to water-based drilling fluids and can be used, when drilling oil and gas wells, preferably in unstable clay rocks drilling. Drill mud includes the following components, wt%: gel powder 2-3; Rosfloc 99M 2-6; aluminium sulphate 0.2-0.5; water is balance.

EFFECT: technical result of invention consists in improvement in solution filtration characteristics.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых глинистых пород.The invention relates to water-based drilling fluids and can find application in the drilling of oil and gas wells, mainly in the drilling of unstable clay rocks.

Из уровня техники известен буровой раствор для проводки горизонтальных скважин, содержащий воду, мел, глинопорошок и гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок", полианионную целлюлозу ПАЦ-В и алюмокалиевые квасцы, и дополнительно кремнийорганическую жидкость и калий хлористый при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинопорошок 2,0-2,5; мел 4,0; полианионная целлюлоза ПАЦ-В 1,0-1,2; алюмокалиевые квасцы 0,15-0,25; гидролизованный полиакрилонитрил "унифлок" 0,08-0,10; кремнийорганическая жидкость 0,10-0,15; калий хлористый 3,0-3,5; вода - остальное (Патент RU на изобретение №2229495 С2, С09K 7/02, опубл. 27.05.2004). К недостаткам известного состава можно отнести его многокомпонентность и сложность в управлении показателями во время процесса бурения.The prior art drilling fluid for drilling horizontal wells containing water, chalk, clay powder and hydrolyzed polyacrylonitrile "uniflock", PAC-B polyanionic cellulose and alum-potassium alum, and additionally, organosilicon liquid and potassium chloride in the following ratio, wt.%: Clay powder 2.0-2.5; chalk 4.0; PAC-B polyanionic cellulose 1.0-1.2; potassium alum 0.15-0.25; hydrolyzed polyacrylonitrile "uniflock" 0.08-0.10; organosilicon liquid 0.10-0.15; potassium chloride 3.0-3.5; water - the rest (RU Patent for the invention No. 2229495 C2, C09K 7/02, publ. 27.05.2004). The disadvantages of the known composition include its multicomponent nature and complexity in managing indicators during the drilling process.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является ингибирующий буровой раствор, включающий воду, глинопорошок, водорастворимый полимер Росфлок 99М (Патент RU на изобретение №2468057 кл. С09K 8/24, опубл. 27.11.2012). Недостатком известного состава является высокий показатель фильтрации.The closest technical solution to the proposed one is an inhibitory drilling fluid, including water, clay powder, water-soluble polymer Rosflock 99M (RU patent for invention No. 2468057 class. C09K 8/24, publ. 11/27/2012). A disadvantage of the known composition is the high rate of filtration.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанного недостатка, а именно улучшение фильтрационных показателей.The technical result, the achievement of which this invention is directed, is to eliminate this drawback, namely, improving filtration performance.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в буровом растворе, включающем воду, глинопорошок и Росфлок 99М, в качестве вспомогательного реагента включен сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved due to the fact that in the drilling fluid, including water, clay powder and Rosflock 99M, aluminum sulfate is included as an auxiliary reagent in the following ratio of components, wt.%:

ГлинопорошокClay powder 2-32-3 Росфлок 99МRosflock 99M 2-62-6 Сульфат алюминияAluminum sulphate 0,2-0,50.2-0.5 ВодаWater остальноеrest

При необходимости буровой раствор утяжеляется баритовым концентратом.If necessary, the drilling fluid is weighted with barite concentrate.

В предлагаемом буровом растворе может быть использован бентонитовый глинопорошок любой из марок ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ и ПКГН, который выпускается в соответствии с ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок». Результаты исследований приведены в Таблице с учетом использования глинопорошка марки ПБМА в предложенном составе раствора.In the proposed drilling fluid can be used bentonite clay powder of any of the grades PBMA, PBMB, PBMV, PBMG and PKGN, which is produced in accordance with TU 2164-004-0013836-2006 "Clay powder". The research results are shown in the Table, taking into account the use of PBMA grade clay powder in the proposed solution composition.

С ухудшением марки глинопорошка концентрация увеличивается, а с повышением качества концентрация уменьшается. Марка, т.е. сорт глинопорошка, в предлагаемом составе, не оказывает существенного влияния на технологические показатели раствора, а характеризует его расход.As the grade of clay powder worsens, the concentration increases, and with an increase in quality, the concentration decreases. Brand, i.e. the grade of clay powder, in the proposed composition, does not significantly affect the technological parameters of the solution, but characterizes its consumption.

Изобретение поясняется с помощью Таблицы, в которой приведены результаты исследований по влиянию сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) на технологические показатели буровых растворов, стабилизированных катионным полимером Росфлок 99М и сульфатом алюминия. В Таблице приняты следующие сокращения и обозначения: ГР - глинистый раствор, С А - сульфат алюминия, ПФ - показатель фильтрации.The invention is illustrated using the Table, which shows the results of studies on the effect of aluminum sulfate (Al ₂ (SO ₄ ) ₃ · 18H ₂ O) on the technological parameters of drilling fluids stabilized by cationic polymer Rosflock 99M and aluminum sulfate. The following abbreviations and symbols are used in the Table: GR - clay solution, C A - aluminum sulfate, PF - filtration rate.

По результатам проведенных исследований, приведенных в Таблице, можно видеть, что при содержании сульфата алюминия менее 0,2 мас. %: показатель фильтрации бурового раствора не меняется (Таблица п. 2). Увеличение содержания сульфата алюминия в мас. %: от 0,2 до 0,5 улучшает показатель фильтрации бурового раствора (Таблица п.п. 3-9). Дальнейшее увеличение концентрации приводит к перерасходу и ухудшению показателя фильтрации бурового раствора (Таблица п. 9). Вода, особенно на буровой, не бывает идеально пресной, в ней всегда присутствуют соли. В лабораторных условиях раствор готовится на дистиллированной воде, однако на буровой в воде присутствуют соли кальция, натрия или магния, в том или ином количестве. Во время проведения эксперимента глинистый раствор был засолонен 1%-ным CaCl₂ и 6%-ным NaCl (Таблица п. 5). Эксперимент показал, что засоленность раствора влияния на показатели фильтрации не оказывает.According to the results of the studies shown in the Table, it can be seen that when the content of aluminum sulfate is less than 0.2 wt. %: the mud filtration rate does not change (Table p. 2). The increase in the content of aluminum sulfate in wt. %: from 0.2 to 0.5 improves the rate of filtration of the drilling fluid (Table pp. 3-9). A further increase in concentration leads to cost overruns and deterioration of the mud filtration rate (Table p. 9). Water, especially at the drilling site, is never perfectly fresh; salt is always present in it. In laboratory conditions, the solution is prepared on distilled water, but calcium, sodium or magnesium salts, in one or another amount, are present on the rig in the water. During the experiment, the clay solution was salted with 1% CaCl ₂ and 6% NaCl (Table p. 5). The experiment showed that the salinity of the solution does not affect the filtration performance.

Таким образом, из Таблицы следует, что использование сульфата алюминия в сочетании с Росфлок 99М обеспечивает управление показателем фильтрации.Thus, it follows from the Table that the use of aluminum sulfate in combination with Rosflock 99M provides control of the filtration rate.

Увеличение плотности бурового раствора производится добавками барита в количестве от 5 до 100 масс. ч. на 100 масс. ч. раствора.An increase in the density of the drilling fluid is made by the addition of barite in an amount of from 5 to 100 mass. hours per 100 mass. including solution.

Предлагаемый буровой раствор может быть приготовлен следующим образом. Сначала перемешивают воду с глинопорошком до его распускания, затем в глинистую суспензию добавляют Росфлок 99М и сульфат алюминия, и при необходимости баритовый утяжелитель.The proposed drilling fluid can be prepared as follows. First, the water is mixed with clay powder until it is dissolved, then Rosloc 99M and aluminum sulfate, and, if necessary, barite weighting agent, are added to the clay suspension.

Claims (1)

Буровой раствор, включающий воду, глинопорошок и Росфлок 99М, отличающийся тем, что в раствор в качестве вспомогательного понизителя фильтрации введен сульфат алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глинопорошок 2-3 Росфлок 99М 2-6 Сульфат алюминия 0,2-0,5 Вода остальное Drilling fluid, including water, clay powder and Rosflock 99M, characterized in that aluminum sulfate is introduced into the solution as an auxiliary filtering reducer in the following ratio of components, wt.%:
Clay powder 2-3 Rosflock 99M 2-6 Aluminum sulphate 0.2-0.5 Water rest