RU2683456C1 - Облегченный буровой раствор (варианты) - Google Patents

Облегченный буровой раствор (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2683456C1
RU2683456C1 RU2017145241A RU2017145241A RU2683456C1 RU 2683456 C1 RU2683456 C1 RU 2683456C1 RU 2017145241 A RU2017145241 A RU 2017145241A RU 2017145241 A RU2017145241 A RU 2017145241A RU 2683456 C1 RU2683456 C1 RU 2683456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
technical
drilling fluid
hydrogen sulfide
lightweight
modified starch
Prior art date
Application number
RU2017145241A
Other languages
English (en)
Inventor
Всеволод Владимирович Волков
Игорь Генрихович Поляков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань")
Priority to RU2017145241A priority Critical patent/RU2683456C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2683456C1 publication Critical patent/RU2683456C1/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
    • C09K8/08Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof

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)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - оптимальные структурно-реологические свойства бурового раствора для применения на сероводородсодержащих нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях с низкими и аномально низкими пластовыми давлениями, предотвращение поглощений бурового раствора при проведении внутрискважинных работ, морозостойкость, нейтрализация сероводорода, минимизация негативной экологической нагрузки на окружающую среду. Облегченный буровой раствор по первому варианту включает, мас.%: мел технический 3; крахмал модифицированный 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2; ксантановый биополимер 0,1; натр едкий технический 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла 5-10; воду пресную техническую 80,8-85,8. Облегченный буровой раствор по второму варианту включает, мас.%: мел технический 3; крахмал модифицированный 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2; ксантановый биополимер 0,1; натр едкий технический 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла 5-10; рапу 80,8-85,8. Облегченный буровой раствор по третьему варианту включает, мас.%: крахмал модифицированный 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2; ксантановый биополимер 0,1; натр едкий технический 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла 5-10; воду пресную техническую 83,8-88,8. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к буровым растворам, промывочным и технологическим жидкостям, используемым для бурения и капитального ремонта скважин с низкими и аномально низкими пластовыми давлениями на сероводородсодержащих нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях.
Актуальность применения облегченных буровых растворов обусловлена необходимостью разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений на режиме истощения с низкими и аномально низкими пластовыми давлениями, которая предусматривает ведение работ по бурению и капитальному ремонту на скважинах в зонах пониженного пластового давления, где существует высокая вероятность катастрофических поглощений бурового раствора.
Анализ существующего уровня техники и технической литературы показал следующее.
Известен буровой раствор низкой плотности, содержащий мас. %: известь негашеная - 3-4; гидроксиэтилцеллюлоза - 0,3-0,5; сода каустическая - 0,3-0,5; вода пресная (техническая) или минерализованный рассол (рапа) - остальное.
Недостатками известного бурового раствора низкой плотности для сероводородсодержащих месторождений являются отсутствие возможности создания давления столба жидкости в скважине ниже гидростатического, а также отсутствие возможности применения в составе бурового раствора нейтрализатора сероводорода ввиду его высокой плотности. К дополнительным недостаткам известного бурового раствора можно отнести отсутствие возможности повторного применения бурового раствора после насыщения его сероводородом, что приводит к значительным затратам на складирование, транспортировку и утилизацию отработанного бурового раствора, увеличивает затраты времени на приготовление, дополнительную обработку бурового раствора в процессе бурения и капитального ремонта для поддержания необходимых параметров бурового раствора.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа заявляемого решения, является облегченный минерализованный буровой раствор (патент РФ №2486224 «Облегченный минерализованный буровой раствор», С09К 8/20, опубликовано 27.06.2013), содержащий мас. %: глинопорошок - 4-6; стабилизатор - солестойкая карбоксиметилцеллюлоза - 0,3-1; модифицированный крахмал - 0,8-1,2; хлористый натрий - 1-20; хлористый калий - 3-7; щелочь - 0,01-0,02; лигносульфонатный реагент - 1-2; силикатные микросферы - 4,5-6; вода пресная (техническая) - остальное.
Несмотря на то, что указанный облегченный минерализованный буровой раствор имеет плотность меньше 1 г/см3 и необходимую морозостойкость, его состав не может считаться технологически целесообразным и экономически выгодным, так как для обеспечения стабильности этих показателей облегченный минерализованный буровой раствор содержит восемь компонентов кроме воды. Это усложняет способ приготовления, увеличивает затраты времени на приготовление, а также на дополнительную обработку в процессе бурения или капитального ремонта для поддержания необходимых параметров. Отсутствие в составе облегченного минерализованного бурового раствора нейтрализатора сероводорода ограничивает область его применения при бурении или капитальном ремонте скважин на сероводородсодержащих месторождениях в условиях низких и аномально низких пластовых давлениях.
Основной технической задачей заявляемого изобретения является повышение качества облегченного бурового раствора, проявляющееся в улучшении его структурно-реологических свойств, обеспечивающих предотвращение поглощения бурового раствора, морозостойкость, нейтрализацию сероводорода, входящего в состав пластовой смеси, снижение отрицательной экологической нагрузки на объекты природной среды.
Поставленная задача достигается тем, что облегченный буровой раствор, содержащий мел технический, крахмал модифицированный, ксантановый биополимер, натр едкий технический и воду или минерализованный рассол (рапа), дополнительно содержит специально разработанные полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла для снижения плотности облегченного бурового раствора меньше или равной 1 г/см3 и нейтрализатор сероводорода ЖС-7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- по первому варианту облегченный буровой раствор содержит мел технический - 3; крахмал модифицированный - 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 - 2; ксантановый биополимер - 0,1; натр едкий технический - 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла - 5-10; вода пресная (техническая) - остальное;
- по второму варианту облегченный буровой раствор содержит мел технический - 3; крахмал модифицированный - 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 - 2; ксантановый биополимер - 0,1; натр едкий технический - 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла - 5-10; минерализованный рассол (рапа) - остальное;
- по третьему варианту облегченный буровой раствор содержит крахмал модифицированный - 4; нейтрализатор сероводорода ЖС-7 - 2; ксантановый биополимер - 0,1; натр едкий технический - 0,1; полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла - 5-10; вода пресная (техническая) - остальное.
В заявляемом изобретении в качестве коркообразователя облегченного бурового раствора используется мел технический (например, мел технический «МТД-2» по ТУ 5743-008-05120542-96). Мел технический представляет собой мелкозернистый порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде. Увеличение процентного содержания мела технического свыше заявленного в изобретении способствует увеличению вязкости облегченного бурового раствора и количества содержания твердой фазы в нем, что приводит к увеличению высоты фильтрационной корки и увеличению плотности облегченного бурового раствора.
Возможно исключение из компонентного состава облегченного бурового раствора мела технического (состав облегченного бурового раствора по третьему варианту) в случае отсутствия необходимости в коркообразовании и наличии требований по применению бурового раствора без твердой фазы для минимизации отрицательного воздействия на коллекторские свойства пласта.
Для снижения водоотдачи облегченного бурового раствора используют модифицированный крахмал (например, «ФИТО-РК» по ГОСТ 32902-2014). Использование в составе бурового раствора модифицированного крахмала менее 4 мас. % приводит к увеличению водоотдачи. Увеличение же его значения более 4 мас. % приводит к значительному увеличению вязкости облегченного бурового раствора.
В качестве регулятора реологических свойств облегченного бурового раствора используют ксантановый биополимер (например, биополимер «Биоксан» по ТУ 2123-004-56864391-2009). Использование ксантанового биополимера в объеме 0,1 мас. % приводит к увеличению реологических параметров, таких как вязкость и стабильность облегченного бурового раствора. Содержание в облегченном буровом растворе ксантанового биополимера более 0,1 мас. % экономически и технологически нецелесообразно, так как существенного улучшения реологических свойств, при увеличении количества этого компонента не происходит.
Для поддержания требуемого рН в диапазоне 9-10 ед. используют натр едкий технический (например, натр едкий технический по ГОСТ Р 55064-2012). Оптимальная концентрация натра едкого технического составляет 0,1 мас. %. Уменьшение или увеличение концентрации натра едкого технического приводит соответственно к снижению или увеличению рН облегченного бурового раствора.
Величина рН характеризует кислотность или щелочность облегченного бурового раствора. Известно, что большинство химреагентов буровых растворов эффективно действует только при рН больше 7 ед.
Введение реагента ЖС-7 по ТУ 2123-004-56864391-2009 до 2 мас. % обеспечивает нейтрализацию сероводорода, входящего в состав пластовой смеси, при поступлении его в буровой раствор.
Реагент ЖС-7 представляет собой тонкодисперсный порошок, бурого цвета. Реагент активно взаимодействует в буровом растворе с сероводородом, образуя нерастворимые соединения, и предотвращает выход свободного сероводорода на дневную поверхность. Исходя из анализа применения реагента ЖС-7 на Астраханском ГКМ для нейтрализации сероводорода и сульфидов в облегченном буровом растворе, указанная выше концентрация удовлетворяет нормам безопасного ведения буровых работ в условиях сероводородной агрессии.
Для обеспечения морозостойкости - предотвращения замерзания облегченного бурового раствора в зимний период, в качестве дисперсионной среды (основы) облегченного бурового раствора применяют насыщенный хлоридом натрия минерализованный рассол (рапа).
Для снижения плотности предлагаемого облегченного бурового раствора используют полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла (например, HGS8000X или БРО-1МС по ТУ 2458-06-34356033-2016), имеющих насыпную плотность 0,12-0,63 г/см3, прочность на сжатие до 551,6 атм., термостабильность до 600°С.
Полые стеклянные микросферы - химически стойкие, нерастворимые в воде и углеводородах, экологически безопасные. Также возможно использование других микросфер близких по свойствам и составу.
Ввод полых стеклянных микросфер из натрий-боросиликатного стекла в объеме 5-10 мас. % обеспечивает оптимальную плотность
предлагаемого облегченного бурового раствора. Добавление полых стеклянных микросфер из натрий-боросиликатного стекла более 10 мас. % приводит к увеличению вязкости облегченного бурового раствора, вплоть до нетекучего состояния. Содержание полых стеклянных микросфер из натрий-боросиликатного стекла в облегченном буровом растворе меньше 5 мас. % приводит к несущественному снижению плотности раствора.
Применение полых стеклянных микросфер из натрий-боросиликатного стекла в качестве добавки к составам облегченных буровых растворов заявляемого изобретении, позволяет добиться плотности облегченного бурового раствора меньше или равной 1 г/см3, предотвратить поглощение облегченных буровых растворов при выполнении внутрискважинных работ за счет снижения гидростатического давления столба бурового раствора на пласт, что обеспечит сохранение фильтрационно-емкостных свойств продуктивного пласта за счет проведения внутрискважинных работ на балансе давления скважина - пласт.
В результате того, что предотвращается поглощение облегченного бурового раствора, снижаются затраты времени на его повторное приготовление.
Наличие в составах предлагаемого облегченного бурового раствора нейтрализатора ЖС-7 повышает безопасность проведения работ по бурению и капитальному ремонту скважин за счет нейтрализации сероводорода, который может высвобождаться и появляться на поверхности бурового раствора, что может привести к появлению в рабочей зоне технологического объекта (скважины) вредных для здоровья и жизни людей газообразных отравляющих веществ. Заявляемый облегченный буровой раствор экологически безопасен, так как включает ингредиенты 4 класса опасности.
Таким образом, предлагаемым в качестве изобретения облегченным буровым растворам (варианты) обеспечивается достижение заявляемого технического результата. Не выявлены по имеющимся источникам технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения по заявляемому техническому результату. Заявляемый облегченный буровой раствор (варианты) соответствует условию изобретательского уровня. Что касается соответствия такому критерию, как «промышленная применимость», то проведенная опытно-промышленная проверка на семи скважинах Астраханского газоконденсатного месторождения, в процессе проведения капитального ремонта скважин, показала возможность применения изобретения с заявленной совокупностью существенных признаков.
Заявленный облегченный буровой раствор (варианты) низкой плотности для бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин с низкими и аномально низкими пластовыми давлениями на нефтяных, газовых, газоконденсатных и сероводородсодержащих месторождениях готовят следующим образом.
В воду пресную - техническую или минерализованный рассол (рапу) добавляют натр едкий технический, далее при постоянном перемешивании при необходимости вводят мел технический, затем добавляют модифицированный крахмал, ксантановый биополимер и нейтрализатор сероводорода ЖС-7. Полученный буровой раствор продолжают перемешивать до окончания взаимодействия компонентов, что фиксируется прекращением повышения вязкости бурового раствора. Далее в полученный буровой раствор при постоянном перемешивании добавляют полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла до получения однородного стабильного раствора требуемой плотности. Все компоненты вводят в сухом виде. Варианты составов заявляемого облегченного бурового раствора представлены в таблице 1.
Figure 00000001
В соответствии с приведенными вариантами готовят различные составы облегченных буровых растворов низкой плотности, отличающиеся следующими техническими параметрами, представленными в таблице 2.
Figure 00000002
Технический результат изобретения заключается в разработке состава облегченного бурового раствора с оптимальными структурно-реологическими свойствами для применения на сероводородсодержащих нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях с низкими и аномально низкими пластовыми давлениями, обеспечивающего предотвращение поглощений облегченного бурового раствора при проведении внутрискважинных работ, морозостойкость, нейтрализацию сероводорода, а также минимизацию негативной экологической нагрузки на окружающую среду.

Claims (6)

1. Облегченный буровой раствор, включающий крахмал модифицированный, натр едкий технический, полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла и воду пресную техническую, отличающийся тем, что дополнительно содержит мел технический, ксантановый биополимер и нейтрализатор сероводорода ЖС-7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
мел технический 3 крахмал модифицированный 4 нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2 ксантановый биополимер 0,1 натр едкий технический 0,1 полые стеклянные микросферы из натрий- боросиликатного стекла 5-10 вода пресная техническая 80,8-85,8
2. Облегченный буровой раствор, включающий крахмал модифицированный, натр едкий технический, полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла и минерализованный рассол, отличающийся тем, что дополнительно содержит мел технический, ксантановый биополимер и нейтрализатор сероводорода ЖС-7, а в качестве минерализованного рассола содержит рапу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
мел технический 3 крахмал модифицированный 4 нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2 ксантановый биополимер 0,1 натр едкий технический 0,1 полые стеклянные микросферы из натрий- боросиликатного стекла 5-10 рапа 80,8-85,8
3. Облегченный буровой раствор, включающий крахмал модифицированный, натр едкий технический, полые стеклянные микросферы из натрий-боросиликатного стекла и воду пресную техническую, отличающийся тем, что дополнительно содержит ксантановый биополимер и нейтрализатор сероводорода ЖС-7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
крахмал модифицированный 4 нейтрализатор сероводорода ЖС-7 2 ксантановый биополимер 0,1 натр едкий технический 0,1 полые стеклянные микросферы из натрий- боросиликатного стекла 5-10 вода пресная техническая 83,8-88,8
RU2017145241A 2017-12-21 2017-12-21 Облегченный буровой раствор (варианты) RU2683456C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145241A RU2683456C1 (ru) 2017-12-21 2017-12-21 Облегченный буровой раствор (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017145241A RU2683456C1 (ru) 2017-12-21 2017-12-21 Облегченный буровой раствор (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683456C1 true RU2683456C1 (ru) 2019-03-28

Family

ID=66089643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017145241A RU2683456C1 (ru) 2017-12-21 2017-12-21 Облегченный буровой раствор (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683456C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728910C1 (ru) * 2019-07-30 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") Буровой раствор для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и повышенных температур
RU2806397C1 (ru) * 2022-10-06 2023-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Поликатионный буровой раствор для бурения соленосных отложений

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2266312C1 (ru) * 2004-12-03 2005-12-20 Открытое Акционерное Общество "Ойл Технолоджи Оверсиз" Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2309970C1 (ru) * 2006-05-11 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" Буровой раствор низкой плотности (варианты)
US20090029878A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 Jozef Bicerano Drilling fluid, drill-in fluid, completition fluid, and workover fluid additive compositions containing thermoset nanocomposite particles; and applications for fluid loss control and wellbore strengthening
RU2445337C1 (ru) * 2010-07-02 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Буровой раствор на углеводородной основе
RU2486224C2 (ru) * 2011-09-22 2013-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственный Центр "ГеоТехРесурс" Облегченный минерализованный буровой раствор

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2266312C1 (ru) * 2004-12-03 2005-12-20 Открытое Акционерное Общество "Ойл Технолоджи Оверсиз" Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2309970C1 (ru) * 2006-05-11 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" Буровой раствор низкой плотности (варианты)
US20090029878A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 Jozef Bicerano Drilling fluid, drill-in fluid, completition fluid, and workover fluid additive compositions containing thermoset nanocomposite particles; and applications for fluid loss control and wellbore strengthening
RU2445337C1 (ru) * 2010-07-02 2012-03-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Буровой раствор на углеводородной основе
RU2486224C2 (ru) * 2011-09-22 2013-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-Производственный Центр "ГеоТехРесурс" Облегченный минерализованный буровой раствор

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728910C1 (ru) * 2019-07-30 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") Буровой раствор для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и повышенных температур
RU2806397C1 (ru) * 2022-10-06 2023-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Поликатионный буровой раствор для бурения соленосных отложений

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103525387B (zh) 泡沫水泥浆体系及组成
US10071273B2 (en) Newtonian foam superconcentrate
EP1300185B1 (en) Defoaming compositions
RU2683456C1 (ru) Облегченный буровой раствор (варианты)
RU2357997C1 (ru) Блокирующая жидкость "жг-иэр-т"
US3108068A (en) Water-in-oil emulsion drilling fluid
RU2533478C1 (ru) Катионноингибирующий буровой раствор
RU2582197C1 (ru) Буровой раствор
RU2541666C1 (ru) Буровой раствор для стабилизации глинистых пород
EP3645658A1 (en) Low-temperature stabilized surfactant blend for enhanced oil recovery
RU2561630C2 (ru) Биополимерный буровой раствор сбк-uni-drill-pro (hard)
WO2008037968A1 (en) Prevention of latex inversion in saltwater cement compositions for use in subterranean formations and associated methods
RU2614839C1 (ru) Катионный буровой раствор с повышенными ингибирующими и крепящими свойствами
RU2744224C1 (ru) Утяжеленная жидкость без твердой фазы для глушения нефтяных и газовых скважин
RU2554972C1 (ru) Смазочная добавка к буровым промывочным жидкостям
RU2681009C1 (ru) Гидрогельмагниевый буровой раствор
RU2386665C1 (ru) Термостойкий вязкоупругий состав для заканчивания и ремонта скважин
RU2541664C1 (ru) Ингибирующий буровой раствор
RU2502774C1 (ru) Буровой раствор на углеводородной основе
RU2617140C1 (ru) Жидкость для глушения скважин
US4209409A (en) Drilling fluid additives
RU2602280C1 (ru) Торфощелочной буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2543003C1 (ru) Состав для временного блокирования продуктивного пласта на водной основе
RU2813763C1 (ru) Тяжёлая технологическая жидкость, состав и способ для её приготовления, способ глушения скважин тяжелой технологической жидкостью
RU2531708C1 (ru) Пенообразующий состав