RU2648379C1 - Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С - Google Patents

Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С Download PDF

Info

Publication number
RU2648379C1
RU2648379C1 RU2017117799A RU2017117799A RU2648379C1 RU 2648379 C1 RU2648379 C1 RU 2648379C1 RU 2017117799 A RU2017117799 A RU 2017117799A RU 2017117799 A RU2017117799 A RU 2017117799A RU 2648379 C1 RU2648379 C1 RU 2648379C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biopolymer
drilling
bischofite
drilling fluid
carbonate
Prior art date
Application number
RU2017117799A
Other languages
English (en)
Inventor
Ратмир Рифович Ахметзянов
Вадим Николаевич Жернаков
Александр Валерьевич Захаренков
Алексей Петрович Кондаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" filed Critical Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз"
Priority to RU2017117799A priority Critical patent/RU2648379C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2648379C1 publication Critical patent/RU2648379C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/06Clay-free compositions
    • C09K8/12Clay-free compositions containing synthetic organic macromolecular compounds or their precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к буровым растворам, используемым при бурении нефтяных скважин. Технический результат - повышение технологической эффективности бурового раствора и повышение качества вскрытия продуктивных терригенных коллекторов нефти и газа. Полисолевой биополимерный буровой раствор для бурения нефтяных скважин содержит, мас.%: каустическую или кальцинированную соду 0,05-0,10; хлорид натрия 22,5-24,0; хлорид калия 2,0-3,0; бишофит 5,0-6,0; акриловый полимер 0,05-0,15; карбоксиметилцеллюлозу 0,25-0,40; биополимерный реагент ксантанового типа 0,3-0,4; карбонатный кольматант 3,0-6,0; смазочную добавку, представляющую собой композицию триглицеридов, гликолей и неионогенных поверхностно-активных веществ, 0,3-1,5; пеногаситель 0,03-0,05; воду остальное. 2 табл.

Description

Изобретение относится к полимерным буровым растворам на водной основе, применяемым при бурении наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин в сложных горно-геологических условиях с присутствием в разрезе карбонатных и терригенных отложений, в том числе в хемогенных породах (галит).
Буровой раствор для бурения скважин в горно-геологических условиях Восточной Сибири помимо выполнения известных функций должен обладать следующими качествами:
- иметь устойчивые структурные и реологические свойства для бурения наклонно-направленных и горизонтальных участков скважин со сложными профилями;
- по составу дисперсионной среды и общей минерализации соответствовать минерализации пластовой воды продуктивного хамакинского горизонта во избежание физико-химических явлений массопереноса и образования осадков, загрязняющих поровое пространство;
- не растворять хемогенные отложения;
- содержать дисперсную фазу (кольматант), способствующую поверхностной кольматации с целью уменьшения глубины проникновения фильтрата, с учетом особенностей строения и состава порового пространства;
- обладать смазочными свойствами для обеспечения проводки горизонтальных скважин большой длины со сложными профилями;
- не приводить к преждевременному коррозионному износу оборудования.
Известен биополимерный буровой раствор на водной основе, содержащий следующие компоненты, мас. %: биополимер 0,5-0,6; хлорид кальция 14-18; вода остальное (например, патент SU 1774946, МПК-1990.01 С09К 7/02). Данный раствор имеет следующие недостатки: повышенные значения показателя фильтрации при повышенных перепадах давления, низкие смазочные свойства, а также повышенную коррозионную активность по отношению к буровому оборудованию.
Наиболее близким аналогом к изобретению по своей технологической сущности является безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных горизонтов (прототип), который содержит, мас. %: полимерный понизитель фильтрации - полианионную целлюлозу, или карбоксиметилцеллюлозу, или карбоксиэтилцеллюлозу, или оксиэтилцеллюлозу, или гидролизованный полиакрилонитрил 0,1-1,0, биополимер ксантанового типа 0,2-0,5, этилендиамины жирных кислот - продукт конденсации этилендиамина и фосфатидного концентрата 0,05-3,0, гуматы щелочных металлов - углещелочной реагент УЩР или гуматно-калиевый реагент ГКР 3,0-6,0, соли щелочных и/или щелочноземельных металлов - KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, бишофит 3,0-40,0, вода остальное (см. патент RU 2289603, МПК-2006.01 С09К 8/10).
Недостатками данного раствора является отсутствие заменяющих регентов российского производства (УЩР, ГКР), высокая стоимость используемых химических реагентов с учетом концентраций, сложность в управлении свойствами при различных концентрациях компонентов из-за их разнонаправленного действия (разжижение, загущение). В прототипе отсутствуют реагенты, повышающие и поддерживающие рН воды на уровне 8-10, что необходимо для обеспечения функционирования полимеров. В прототипе отсутствует реагент-пеногаситель, что не учитывает потенциальную склонность такого типа растворов к пенообразованию. Применение растворов с концентрацией хлорида натрия ниже пороговой (20-24%) способствует активному растворению отложений галита, увеличению кавернозности ствола скважин с сопутствующими осложнениями.
Сущность изобретения заключается в том, что за счет включения в рецептуру биополимерного бурового раствора специальных реагентов и материалов, а именно каустической или кальцинированной соды, акрилового полимера, карбонатных кольматантов и пеногасителя, повышается его эффективность и качество строительства скважин в сложных горно-геологических условиях. Состав и концентрация компонентов разработанного бурового раствора обеспечивают необходимые структурные и реологические свойства для бурения наклонно-направленных и горизонтальных участков скважин со сложными профилями.
Введение каустической или кальцинированной соды обеспечивает рН воды на уровне 8-10, за счет чего полимерные реагенты бурового раствора работают наиболее эффективно.
Карбоксиметилцеллюлоза в растворе играет роль понизителя фильтрации.
Биополимерный реагент в растворе отвечает за структурообразование.
Введение акрилового полимера обеспечивает стабильность реологических свойств бурового раствора.
Сочетание солей в заявленном соотношении позволяет значительно снизить интенсивность физико-химических явлений массопереноса и образования осадков, загрязняющих поровое пространство и ухудшающих качество первичного вскрытия продуктивных горизонтов. Разработанный буровой раствор по общей минерализации дисперсионной среды соответствует минерализации пластовой воды продуктивных горизонтов (порядка 350 г/л). Одновременно обеспечивается сохранность хемогенных отложений (не растворяет галит).
Введение в разработанную рецептуру специально подобранного кольматанта на основе карбоната кальция обеспечивает создание на стенках скважины плотной кольматационной корки, способствующей поверхностной кольматации с целью уменьшения глубины проникновения фильтрата. Подбор фракционного состава кольматанта для конкретного эксплуатационного объекта осуществляется по методике, учитывающей особенности строения и свойств проницаемого пласта.
Введение пеногасителя предотвращает возможное пенообразование и тем самым обеспечивает стабильность технологических характеристик бурового раствора.
Введение смазочной добавки, представляющей собой композицию триглицеридов, гликолей, неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и модифицирующих полезных добавок, устойчивой к пенообразованию и солестойкой, улучшает структурные и реологические, фильтрационные и смазочные показатели, повышает коррозионную устойчивость. При этом активные компоненты смазочной добавки (ПАВ) способствуют уменьшению поверхностного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - пластовая нефть и способствуют качественному первичному вскрытию. Уменьшается растворяющий объем в буровом растворе, что способствует уменьшению объемов растворения посторонних веществ при проводке ствола скважины.
Состав и концентрации компонентов бурового раствора приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующим примером.
Пример. Для приготовления заявляемого бурового раствора в лабораторных условиях были использованы следующие вещества: вода 1 л, кальцинированная сода 0,5 г, хлорид натрия 230 г, хлорид калия 25 г, бишофит 55 г, Праестол 2540Н 1 г, биополимерный реагент - ксантановая смола 3,5 г, Камцел 1000 2,5 г, кольматант - КС-80 30 г и смазочная добавка ФК-2000 Плюс М.
Раствор приготавливают путем поочередного введения и смешивания компонентов до полного растворения.
В лабораторных условиях с использованием стандартных методик на указанных приборах и оборудовании исследовали следующие параметры заявляемого бурового раствора: рычажные весы - плотность, кг/м3; вискозиметр ВБР-1 - условная вязкость, с; ротационный вискозиметр - пластическую вязкость, мПа⋅с, динамическое напряжение сдвига, дПа, статическое напряжение сдвига, дПа; фильтр-пресс - показатель фильтрации, см3/30 мин; рН-метр - кислотность среды; прибор КТК-2 - коэффициент трения корки; электронный штангенциркуль - толщину корки, мм; цилиндр стабильности ЦС-2 - стабильность раствора; термометр. Смазочные свойства изучали на приборе фирмы «Бароид». Результаты измерений представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Оценку кольматирующей способности бурового раствора, глубины и объема проникновения фильтрата выполняли по методике определения коэффициента восстановления проницаемости керна после воздействия бурового раствора. На лабораторной установке ПИК-ОФП-FD моделировали пластовые условия, режим воздействия моделировали по времени воздействия и параметрам, аналогичным процессу первичного вскрытия. Через насыщенные пластовыми флюидами образцы керна горных пород (колонка из трех кернов), отобранные из продуктивного хамакинского горизонта, прокачивали сначала керосин, затем буровой раствор и затем снова керосин, определяя проницаемость для керосина до и после воздействия буровым раствором и его фильтратом. При этом определялись глубина и время проникновения бурового раствора и его фильтрата в колонку керна. В заключение определялась газопроницаемость каждого образца керна и сравнивалась с начальной (до эксперимента).
По результатам экспериментов по оценке кольматирующей способности бурового раствора, глубины и объема проникновения фильтрата, коэффициент восстановления проницаемости после воздействия бурового раствора получен в диапазоне 1,5-3,5%. Проницаемость первого образца в колонке из трех образцов, по отношению к начальной проницаемости до проведения экспериментов, находилась в диапазоне 17-31%, второго - 65-77%, а третьего - 95-100%. Результаты свидетельствуют о высокой кольматационной способности бурового раствора и о снижении глубины загрязнения образцов керна. Для сравнения, подобные буровые растворы без кольматантов, по результатам проведенных экспериментов, показывают, что фильтрат бурового раствора проникает по всей длине колонки и снижает проницаемость образцов керна, в том числе третьего образца в среднем до 20 - 70% по отношению к начальной.
Замерялась общая минерализация фильтрата бурового раствора путем проведения лабораторного анализа на 6-компонентный состав. Минерализация фильтрата составляла 300-350 г/л.
Указанные параметры, особенности и преимущества заявляемого бурового раствора позволят:
- предупредить осложнения за счет сохранения высокой выносящей и удерживающей способностей бурового раствора, низкого значения показателя фильтрации, высокой смазывающей способности бурового раствора;
- фильтрату бурового раствора по составу дисперсионной среды и общей минерализации соответствовать минерализации пластовой воды продуктивного хамакинского горизонта и значительно снизить активность физико-химических явлений массопереноса и образования осадков, загрязняющих поровое пространство;
- не растворять хемогенные отложения в разрезе горных пород;
- повысить качество вскрытия продуктивных пластов за счет предупреждения глубокого проникновения фильтрата бурового раствора в пласт за счет формирования низкопроницаемой и устойчивой в условиях полисолевой минерализации фильтрационной корки и зоны кольматации и низкого поверхностного натяжения на границе с пластовой нефтью;
- повысить технико-экономические показатели за счет уменьшения количества дорогостоящих импортных реагентов.

Claims (2)

  1. Полисолевой биополимерный буровой раствор для бурения нефтяных скважин, содержащий соли - хлориды натрия, калия и бишофит, полимерный понизитель фильтрации - карбоксиметилцеллюлозу, биополимерный реагент ксантанового типа, смазочную добавку и воду, отличающийся тем, что хлориды натрия, калия и бишофит применяются совместно, дополнительно к ним раствор содержит каустическую или кальцинированную соду, акриловый полимер, карбонатный кольматант и пеногаситель, а в качестве смазочной добавки используется добавка, представляющая собой композицию триглицеридов, гликолей и неионогенных поверхностно-активных веществ ПАВ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. каустическая или кальцинированная сода 0,05-0,10 хлорид натрия 22,5-24,0 хлорид калия 2,0-3,0 бишофит 5,0-6,0 акриловый полимер 0,05-0,15 карбоксиметилцеллюлоза 0,25-0,40 биополимерный реагент 0,3-0,4 карбонатный кольматант 3,0-6,0 указанная смазочная добавка 0,3-1,5 пеногаситель 0,03-0,05 вода остальное
RU2017117799A 2017-05-22 2017-05-22 Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С RU2648379C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117799A RU2648379C1 (ru) 2017-05-22 2017-05-22 Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117799A RU2648379C1 (ru) 2017-05-22 2017-05-22 Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2648379C1 true RU2648379C1 (ru) 2018-03-26

Family

ID=61708133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117799A RU2648379C1 (ru) 2017-05-22 2017-05-22 Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2648379C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695201C1 (ru) * 2018-11-29 2019-07-22 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Буровой раствор для первичного вскрытия продуктивного пласта
RU2753910C1 (ru) * 2020-09-25 2021-08-24 Публичное акционерное общество "Сургутнефтегаз" Способ бурения и первичного вскрытия продуктивных пластов
RU2756264C1 (ru) * 2020-09-29 2021-09-28 Александр Вячеславович Занчаров Ингибирующий биополимерный раствор

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422947A (en) * 1980-12-19 1983-12-27 Mayco Wellchem, Inc. Wellbore fluid
US4439328A (en) * 1981-12-28 1984-03-27 Moity Randolph M Well servicing fluid additive
RU2289603C1 (ru) * 2005-03-01 2006-12-20 Дочерняя Компания "Укргазвыдобування" Национальной Акционерной Компании "Нафтогаз Украины" Биополимерный буровой раствор
RU2318855C2 (ru) * 2006-04-17 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Безглинистый буровой раствор
RU2352602C2 (ru) * 2007-05-28 2009-04-20 Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья ФГУНПГП "Иркутскгеофизика" Буровой раствор на водно-органической основе
RU2601635C1 (ru) * 2015-10-07 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Буровой раствор на полимерной основе для строительства скважин

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422947A (en) * 1980-12-19 1983-12-27 Mayco Wellchem, Inc. Wellbore fluid
US4439328A (en) * 1981-12-28 1984-03-27 Moity Randolph M Well servicing fluid additive
RU2289603C1 (ru) * 2005-03-01 2006-12-20 Дочерняя Компания "Укргазвыдобування" Национальной Акционерной Компании "Нафтогаз Украины" Биополимерный буровой раствор
RU2318855C2 (ru) * 2006-04-17 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Безглинистый буровой раствор
RU2352602C2 (ru) * 2007-05-28 2009-04-20 Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья ФГУНПГП "Иркутскгеофизика" Буровой раствор на водно-органической основе
RU2601635C1 (ru) * 2015-10-07 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Буровой раствор на полимерной основе для строительства скважин

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695201C1 (ru) * 2018-11-29 2019-07-22 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Буровой раствор для первичного вскрытия продуктивного пласта
RU2753910C1 (ru) * 2020-09-25 2021-08-24 Публичное акционерное общество "Сургутнефтегаз" Способ бурения и первичного вскрытия продуктивных пластов
RU2756264C1 (ru) * 2020-09-29 2021-09-28 Александр Вячеславович Занчаров Ингибирующий биополимерный раствор

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2017296043B2 (en) High density clear brine fluids
RU2521259C1 (ru) Буровой раствор
RU2648379C1 (ru) Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С
RU2698389C1 (ru) Высокоингибированный безглинистый эмульсионный буровой раствор
NO303129B1 (no) FremgangsmÕte for boring av en br÷nn og br÷nnborefluid
Podoprigora et al. Research of the influence of polymeric drilling mud on the filtration-capacitive properties of polymictic sandstones
Iqbal et al. An experimental study on the performance of calcium carbonate extracted from eggshells as weighting agent in drilling fluid
RU2582197C1 (ru) Буровой раствор
RU2386656C1 (ru) Буровой раствор для строительства скважин в осложненных условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин
RU2601635C1 (ru) Буровой раствор на полимерной основе для строительства скважин
RU2266312C1 (ru) Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
Blinov et al. Rheological and Filtration Parameters of the Polymer Salt Drilling Fluids Based on Xanthan Gum
RU2695201C1 (ru) Буровой раствор для первичного вскрытия продуктивного пласта
RU2278890C1 (ru) Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с низкими пластовыми давлениями
RU2710654C1 (ru) Высокоингибированный инвертный буровой раствор
RU2186819C1 (ru) Безглинистый буровой раствор преимущественно для бурения горизонтальных скважин (варианты)
RU2483091C1 (ru) Буровой раствор для промывки длиннопротяженных крутонаправленных скважин в условиях многолетнемерзлых и высококоллоидальных глинистых пород и способ его применения
RU2252238C1 (ru) Пенообразующий состав для перфорации продуктивных пластов
Igwilo et al. Evaluation of Pleurotus as Fluid Loss Control Agent in Synthetic Base Mud for Oil and Gas Drilling Operations
RU2804720C1 (ru) Биополимерный буровой раствор
RU2318855C2 (ru) Безглинистый буровой раствор
US11441367B2 (en) Direct emulsions and methods of use
RU2753910C1 (ru) Способ бурения и первичного вскрытия продуктивных пластов
RU2602280C1 (ru) Торфощелочной буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2179568C1 (ru) Безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов