RU2804068C1 - Буровой раствор "ГИДРОГЕЛЬ" - Google Patents
Буровой раствор "ГИДРОГЕЛЬ" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804068C1 RU2804068C1 RU2023103352A RU2023103352A RU2804068C1 RU 2804068 C1 RU2804068 C1 RU 2804068C1 RU 2023103352 A RU2023103352 A RU 2023103352A RU 2023103352 A RU2023103352 A RU 2023103352A RU 2804068 C1 RU2804068 C1 RU 2804068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clay
- reagent
- additive
- drilling
- lubricant
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, которые подходят как для бурения транспортного ствола, представленного терригенными породами, так и для вскрытия продуктивных пластов наклонно-направленных и горизонтальных скважин со сверхдальними отходами. Технический результат - сохранение удерживающей способности при бурении наклонных и горизонтальных стволов, эффективный вынос шлама из скважины, расширение арсенала средств. Буровой раствор содержит, мас.%: глину бентонитовую 1,00-2,00; регулятор фильтрации СТАРФЛОК 2,00-3,00; смазочную добавку - ЛУБРИКАНТ БЛ 2,00-3,00; для пептизации бентонитовой глины - гидроксид натрия 0,10-0,30; модифицирующую глину добавку РЕГВИЗ 0,07-0,15; модифицирующую глину добавку РЕАГЕНТ «НВ» марки К 0,15-0,25; в качестве карбонатного утяжелителя - разнофракционный мрамор молотый до 29,00; для предотвращения набухания и осыпания глиносодержащих пород - хлорид натрия 0,00-20,00; воду остальное. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, которые подходят как для бурения транспортного ствола, представленного терригенными породами, так и для вскрытия продуктивных пластов наклонно-направленных и горизонтальных скважин со сверхдальними отходами.
Известен безглинистый буровой раствор, который применяется для вскрытия продуктивных пластов горизонтальных скважин и наклонно-направленных скважин с отходом от вертикали более 1000 м, содержащий мас.%:
| биополимер АСГ-1 или Ритизан-М | 0,30-0,80 |
| модифицированный крахмал | 1,00-2,50 |
| органическую ингибирующую добавку | |
| ФК-2000 Плюс М | 8,00-12,00 |
| хлорид калия | 1,50-3,00 | |
| мраморную крошку | 1,50-3,00 |
| Воду | остальное |
Недостатком данного раствора является то, что безглинистые растворы являются дорогостоящими за счет наличия биополимеров (патент РФ №2318855, МПК C09K 8/08, оп. 10.03.2008).
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, принимаемым нами за прототип, является малоглинистый буровой раствор, используемый для бурения продуктивных пластов и геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, который содержит, мас.%:
| глина бентонитовая | 2,00-3,00 |
| карбоксиметилцеллюлоза | 0,10-0,15 |
| крахмал | 1,00-2,00 |
| реагент для регулирования | |
| удельного электрического сопротивления | |
| пентамеры пропилена | 1,00-5,00 |
| карбонатный утяжелитель | 5,00-8,00 |
| смазочная добавка Lubriol W | 0,10-0,50 |
| вода | остальное |
Недостатками данного раствора являются повышенное содержание глины, которое существенно снижает качество вскрытия продуктивного пласта, а также отсутствие в составе ингибитора набухания глин, что ограничивает его применение при проводке скважин в условиях залегания глиносодержащих пород (глины, аргиллиты, глинистые сланцы, алевролиты), склонных к набуханиям, осыпям и обвалам (патент РФ №2327726, МПК C09K 8/24, оп. 27.06.2008).
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является снижение себестоимости бурового раствора в отсутствии дорогостоящих биополимеров за счет применения недорогих реагентов отечественного производства, благодаря которым сохраняется удерживающая способность при бурении наклонных и горизонтальных стволов и осуществляется эффективный вынос шлама из скважины. А именно, создание глинистого бурового раствора с низким содержанием глинистой фазы и сохранением необходимых фильтрационных и структурно-реологических свойств.
Указанная техническая задача решается тем, что буровой раствор, содержащий глину бентонитовую, регулятор фильтрации, карбонатный утяжелитель, смазочную добавку и воду, согласно изобретению, в качестве регулятора фильтрации содержит реагент СТАРФЛОК, в качестве карбонатного утяжелителя - разнофракционный мрамор молотый, в качестве смазочной добавки – ЛУБРИКАНТ БЛ, для пептизации бентонитовой глины - гидроксид натрия, модифицирующие глину добавки РЕГВИЗ и РЕАГЕНТ «НВ» марки К, для предотвращения преждевременной ферментативной деструкции реагента СТАРФЛОК – бактерицид и для предотвращения набухания и осыпания глиносодержащих пород может содержать хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глина бентонитовая | 1,00-2,00 |
| Регулятор фильтрации СТАРФЛОК | 2,00-3,00 |
| Смазочная добавка ЛУБРИКАНТ БЛ | 2,00-3,00 |
| Гидроксид натрия | 0,10-0,30 |
| Бактерицид | 0,03-0,05 |
| Модифицирующая глину добавка РЕГВИЗ | 0,07-0,15 |
| Модифицирующая глину добавка РЕАГЕНТ «НВ» марки К | 0,15-0,25 |
| Разнофракционный мрамор молотый | до 29,00 |
| Хлорид натрия | 0,00-20,00 |
| Вода | остальное |
Решение поставленной технической задачи изобретения обеспечивается благодаря следующему. Гидроксид натрия способствует дополнительной пептизации бентонитовой глины, вследствие чего увеличивается содержание коллоидных частиц. При вводе добавок на основе солей поливалентных металлов РЕГВИЗ и РЕАГЕНТ НВ марки К происходит модификация частиц бентонита, в результате которой образуются олигомерные и полимерные частицы, способствующие созданию геля за счет комбинации координационного и кристаллизационно-коагуляционного механизма структурирования. Данные модифицирующие добавки позволяют создавать раствор с таким минимальным содержанием глины бентонитовой без потери необходимых фильтрационных и структурно-реологических свойств. Благодаря данному механизму структурирования система имеет повышенные значения динамического напряжения сдвига (ДНС), вязкости при низких скоростях сдвига (ВНСС) и быстроформирующуюся структуру при низкой концентрации глинистой фазы. Бактерицид предотвращает преждевременную ферментативную деструкцию реагента СТАРФЛОК. Для предотвращения набухания и осыпания глиносодержащих пород (глины, аргиллиты, сланцы, алевролиты) в буровой раствор вводят NaCl, при этом коагулирующего действия на модифицированную бентонитовую глину не происходит.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами приготовления бурового раствора в лабораторных условиях.
Пример № 1
К 855,5 г водопроводной воды при перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 1 г гидроксида натрия. После полного растворения реагента вводят 10 г бентонитовой глины и диспергируют ее в течение 15 мин на высокоскоростном миксере (11 000об/мин). Не прекращая перемешивания, с интервалом в 15 мин, последовательно вводят 1,5 г модифицирующей добавки РЕГВИЗ, 1,5 г РЕАГЕНТА «НВ» марки К, 30,0 г реагента СТАРФЛОК совместно с 0,5 г бактерицида, 80,0 г мрамора молотого и 20,0 г смазочной добавки ЛУБРИКАНТ БЛ. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 10 мин на высокоскоростном миксере и 10 мин на лабораторной мешалке.
Пример № 2
К 811,5 г водопроводной воды при перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 1 г гидроксида натрия. После полного растворения реагента вводят 15 г бентонитовой глины и диспергируют ее в течение 15 мин на высокоскоростном миксере (11 000 об/мин). Не прекращая перемешивания, с интервалом в 15 мин, последовательно вводят 0,7 г модифицирующей добавки РЕГВИЗ, 1,5 г РЕАГЕНТА «НВ» марки К, 20,0 г реагента СТАРФЛОК совместно с 0,3 г бактерицида, 80,0 г мрамора молотого, 50,0 г хлорида натрия и 20,0 г смазочной добавки ЛУБРИКАНТ БЛ. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 10 мин на высокоскоростном миксере (11 000 об/мин) и 10 мин на лабораторной мешалке.
Аналогичным образом готовят другие составы бурового раствора «ГИДРОГЕЛЬ» и прототипа с различным соотношением ингредиентов.
В таблице 1 приведены данные о компонентных составах заявляемого и известного (прототипа) буровых растворов.
Определение технологических показателей заявляемого бурового раствора «ГИДРОГЕЛЬ» и прототипа проводилось после выдерживания приготовленного раствора при температуре 25°С в течение 16 часов.
Таблица 1 - Составы бурового раствора «ГИДРОГЕЛЬ» и прототипа
| Наименование компонента | Составы буровых растворов, масс.% | ||||||||
| Заявляемый | Прототип | ||||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | |
| Техническая вода | 85,55 | 81,15 | 76,75 | 72,6 | 80,05 | 68,75 | 50,69 | 43,69 | 81,85 |
| Глина бентонитовая | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 1,5 | 2,0 | 1,7 | 1,7 | 2,5 |
| Карбоксиметилцеллюлоза | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 0,15 | |
| СТАРФЛОК | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 3,0 | 3,0 | 2,0 |
| Пентамеры пропилена | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | 5,0 |
| Смазочная добавка «Лубрикант БЛ» | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 0,5 |
| Хлорид натрия | -- | 5,0 | -- | 5,0 | 5,0 | 7,5 | 13,0 | 20,0 | -- |
| Гидроксид натрия | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,15 | 0,1 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | -- |
| Бактерицид | 0,05 | 0,03 | 0,05 | 0,03 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | -- |
| Модифицирующая глину добавка РЕГВИЗ | 0,15 | 0,07 | 0,15 | 0,07 | 0,15 | 0,15 | 0,07 | 0,07 | -- |
| Модифицирующая глину добавка РЕАГЕНТ «НВ» марки К | 0,15 | 0,15 | 0,25 | 0,15 | 0,15 | 0,25 | 0,19 | 0,19 | -- |
| Мрамор молотый (разнофракционный) | 8,0 | 8,0 | 16,0 | 16,0 | 8,0 | 16,0 | 29,0 | 29,0 | 8,0 |
Технологические показатели буровых растворов определялись в соответствии с ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008):
– показатель фильтрации (ПФ, см3/30мин) определялся при перепаде давления 0,7 МПа на фильтр-прессе «OFITE»;
– пластическая вязкость (ПВ, мПа∙с) определялась на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
– динамическое напряжение сдвига (ДНС, фунт/100фут2) определялось на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
– статическое напряжение сдвига за 10 с и 10 мин покоя (СНС10/10, фунт/100фут2) определялись на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
– рН определялся рН-метром;
– вязкость при низких скоростях сдвига (ВНСС, мПа∙с) определялась на ротационном вискозиметре «Brookfield».
Увеличение высоты образца глины, %, находящегося в среде бурового раствора в течение 72 часов при температуре 50°С оценивалась на приборе «OFITE Dinamic Linear Swellmeter».
В таблице 2 приведены технологические показатели бурового раствора «ГИДРОГЕЛЬ» и прототипа.
Таблица 2 - технологические показатели бурового раствора «ГИДРОГЕЛЬ» и прототипа
| Параметры | Растворы по таблице 1 | ||||||||
| Буровой раствор «ГИДРОГЕЛЬ» | Прототип | ||||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | |
| после старения при 25°С в течение 16 часов | |||||||||
| Температура замера реологии, °С | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 |
| ПВ, мПа∙с | 17 | 8 | 19 | 13 | 8 | 15 | 14 | 17 | 9,2 |
| ДНС, фунт/100 фут2 |
27 | 17 | 31 | 22 | 19 | 25 | 30 | 33 | 6,8 |
| СНС10/10, фунт/100 фут2 |
10/13 | 7/9 | 12/14 | 11/14 | 9/10 | 12/14 | 13/16 | 15/17 | 2,4/13,9 |
| ПФ, см3/30мин | 4,5 | 4,2 | 4,9 | 3,8 | 3,2 | 3,1 | 3,2 | 3,6 | 2,3 |
| pH | 10,23 | 9,11 | 10,15 | 9,30 | 9,0 | 10,2 | 10,0 | 10,1 | 9,7 |
| ВНСС, мПа·с | 38200 | 24600 | 41000 | 35400 | 27500 | 39000 | 74100 | 40000 | 13100 |
| Увеличение высоты образца глины, % | 31,3 | 25,1 | 32,8 | 24,8 | 21,4 | 21,2 | 18,5 | 15,3 | 33,3 |
Полученные данные по технологическим показателям показывают, что заявляемый буровой раствор «ГИДРОГЕЛЬ» имеет необходимые фильтрационные свойства (показатель фильтрации менее 5 см3/30мин) и достаточное увеличение высоты образца глины, что обеспечивает устойчивость стенок скважины. Благодаря наличию в составе уникальных модифицирующих добавок заявляемый буровой раствор имеет высокие значения ДНС и ВНСС при минимальном количестве глины и пониженных значениях пластической вязкости, благодаря которым улучшается очистка ствола в наклонных и горизонтальных участках; также раствор имеет быстроформирующуюся структуру, что указывает на его качественную удерживающую способность. При всем при этом состав раствора является финансово доступным в отсутствии дорогостоящих биополимеров.
Claims (2)
- Буровой раствор, содержащий глину бентонитовую, регулятор фильтрации, карбонатный утяжелитель, смазочную добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве регулятора фильтрации содержит реагент СТАРФЛОК, в качестве карбонатного утяжелителя - разнофракционный мрамор молотый, в качестве смазочной добавки – ЛУБРИКАНТ БЛ, модифицирующие глину добавки РЕГВИЗ и РЕАГЕНТ «НВ» марки К, для пептизации бентонитовой глины - гидроксид натрия, для предотвращения преждевременной ферментативной деструкции реагента СТАРФЛОК - бактерицид и для предотвращения набухания и осыпания глиносодержащих пород может содержать хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
Глина бентонитовая 1,00-2,00 Регулятор фильтрации СТАРФЛОК 2,00-3,00 Смазочная добавка ЛУБРИКАНТ БЛ 2,00-3,00 Гидроксид натрия 0,10-0,30 Бактерицид 0,03-0,05 Модифицирующая глину добавка РЕГВИЗ 0,07-0,15 Модифицирующая глину добавка РЕАГЕНТ «НВ» марки К 0,15-0,25 Разнофракционный мрамор молотый до 29,00 Хлорид натрия 0,00-20,00 Вода остальное
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804068C1 true RU2804068C1 (ru) | 2023-09-26 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135542C1 (ru) * | 1997-01-16 | 1999-08-27 | Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт предприятия "Оренбурггазпром" РАО "Газпром" | Гидрогелевый буровой раствор |
| WO2003064555A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-07 | M-I L.L.C. | High performance water based drilling mud and method of use |
| RU2222587C1 (ru) * | 2002-08-15 | 2004-01-27 | Закрытое акционерное общество "Регион - ЭМ" | Способ производства водки "волшебная" |
| RU2327726C2 (ru) * | 2006-08-23 | 2008-06-27 | Елена Александровна Румянцева | Малоглинистый буровой раствор |
| RU2461600C1 (ru) * | 2011-04-13 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Азимут" | Утяжеленный буровой раствор |
| RU2521259C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор |
| WO2016145020A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Hercules Incorporated | An oil and gas treatment composition comprising hydroxyethyl cellulose and crosslinked polyvinylpyrrolidone |
| RU2687815C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор гель-дрилл |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135542C1 (ru) * | 1997-01-16 | 1999-08-27 | Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт предприятия "Оренбурггазпром" РАО "Газпром" | Гидрогелевый буровой раствор |
| WO2003064555A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-07 | M-I L.L.C. | High performance water based drilling mud and method of use |
| RU2222587C1 (ru) * | 2002-08-15 | 2004-01-27 | Закрытое акционерное общество "Регион - ЭМ" | Способ производства водки "волшебная" |
| RU2327726C2 (ru) * | 2006-08-23 | 2008-06-27 | Елена Александровна Румянцева | Малоглинистый буровой раствор |
| RU2461600C1 (ru) * | 2011-04-13 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Азимут" | Утяжеленный буровой раствор |
| RU2521259C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор |
| WO2016145020A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Hercules Incorporated | An oil and gas treatment composition comprising hydroxyethyl cellulose and crosslinked polyvinylpyrrolidone |
| RU2687815C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор гель-дрилл |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11091682B2 (en) | Methods of using drilling fluid compositions with enhanced rheology | |
| DE60118531T2 (de) | Schiefergesteinhydratationsinhibierungsmittel und verfahren zu dessen verwendung | |
| US6291405B1 (en) | Glycol based drilling fluid | |
| US5723416A (en) | Well servicing fluid for trenchless directional drilling | |
| US20150021027A1 (en) | Wellbore fluid | |
| CA2677550C (en) | Water-based drilling fluid | |
| AU2017296043A1 (en) | High density clear brine fluids | |
| RU2698389C1 (ru) | Высокоингибированный безглинистый эмульсионный буровой раствор | |
| RU2521259C1 (ru) | Буровой раствор | |
| WO2019175792A1 (en) | Drilling fluid system for controlling loss circulation | |
| US7829506B1 (en) | Clay stabilizing aqueous drilling fluids | |
| US5612294A (en) | Scleroglucan based drilling mud | |
| RU2804068C1 (ru) | Буровой раствор "ГИДРОГЕЛЬ" | |
| RU2661955C1 (ru) | Катионноингибирующий буровой раствор (варианты) | |
| RU2186819C1 (ru) | Безглинистый буровой раствор преимущественно для бурения горизонтальных скважин (варианты) | |
| RU2386656C1 (ru) | Буровой раствор для строительства скважин в осложненных условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин | |
| MXPA03002128A (es) | Fluidos de perforacion de pozos de petroleo a base de agua los cuales contienen polimeros de almidon con alto contenido de amilosa. | |
| US4264455A (en) | Drilling mud viscosifier | |
| RU2230092C2 (ru) | Буровые растворы | |
| CN110105930B (zh) | 一种膨润土钻井液及其制备方法 | |
| RU2804720C1 (ru) | Биополимерный буровой раствор | |
| RU2318855C2 (ru) | Безглинистый буровой раствор | |
| RU2683448C1 (ru) | Утяжеленный минерализованный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением | |
| RU2274651C1 (ru) | Полимерглинистый раствор для бурения скважин в многолетнемерзлых породах | |
| RU2806712C1 (ru) | Полимер-стабилизированная микродисперсная буровая композиция |