RU2209226C2 - Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids - Google Patents
Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209226C2 RU2209226C2 RU2001126066/03A RU2001126066A RU2209226C2 RU 2209226 C2 RU2209226 C2 RU 2209226C2 RU 2001126066/03 A RU2001126066/03 A RU 2001126066/03A RU 2001126066 A RU2001126066 A RU 2001126066A RU 2209226 C2 RU2209226 C2 RU 2209226C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peat
- reagent
- particles
- drilling
- alkali
- Prior art date
Links
- 239000003415 peat Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract description 34
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title abstract description 27
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 18
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 18
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 13
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 19
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 6
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 6
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- -1 phosphate anions Chemical class 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- 101150098159 TSHR gene Proteins 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Chemical group 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N alpha-D-glucose Chemical group OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-DVKNGEFBSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N levoglucosan Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2CO[C@@H]1O2 TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к химической обработке промывочных жидкостей, применяемых в процессе бурения скважин при вскрытии проницаемых песчаников. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the chemical treatment of flushing fluids used in the process of drilling wells during the opening of permeable sandstones.
Анализ существующего уровня техники показал следующее. Analysis of the current level of technology showed the following.
Известен способ приготовления водной суспензии торфощелочного реагента (ТЩР), по которому в глиномешалку заливают воду, добавляют расчетное количество торфа и каустической соды при перемешивании не менее 2 ч (см. Баранов B. C. Глинистые растворы для бурения скважин в осложненных условиях. - М.: Гостоптехиздат, 1955, с.63). Далее реагент выдерживают без перемешивания не менее 8 ч для завершения реакции взаимодействия между компонентами. Для приготовления 1 м3 торфяного реагента берут 100 кг торфа, считая на сухой, и 20 кг каустической соды.A known method of preparing an aqueous suspension of peat-alkaline reagent (TShR), by which water is poured into the clay mixer, add the calculated amount of peat and caustic soda with stirring for at least 2 hours (see Baranov BC Clay solutions for drilling wells in difficult conditions. - M .: Gostoptekhizdat , 1955, p. 63). Next, the reagent is kept without stirring for at least 8 hours to complete the reaction between the components. To prepare 1 m 3 peat reagent, 100 kg of peat are taken, counting on dry, and 20 kg of caustic soda.
Недостаток заявляемого способа заключается в неэффективности получаемого реагента для закупоривания проницаемых песчаников и его низкой технологичности. Реагент готовят непосредственно на буровой, для приготовления требуется хотя и стандартное, но дополнительное оборудование и соответствующие трудозатраты. Высокая щелочность реагента влияет на основные структурно-реологические параметры обрабатываемой промывочной жидкости. Применение последней приводит к формированию на стенке скважины объемной, рыхлой и проницаемой корки. Волокна торфа при этом формируют сводообразующую сетку с большими ячейками и для полного закупоривания требуется длительное время, особенно в растворах с умеренным или небольшим содержанием твердой фазы. За это время в пласт успевает проникнуть достаточно большое количество промывочной жидкости. Кроме того, слабая связь между частицами торфа ухудшает глинизацию фильтрационной корки, формирующейся на стенках скважины, и способствует ее легкому разрушению. Использование приготовленной водно-щелочной суспензии торфа на других объектах, удаленных от места приготовления, затруднено из-за неудобства транспортировки. The disadvantage of the proposed method is the inefficiency of the obtained reagent for clogging permeable sandstones and its low adaptability. The reagent is prepared directly at the drilling site, although standard but additional equipment and appropriate labor costs are required for preparation. The high alkalinity of the reagent affects the main structural and rheological parameters of the treated wash fluid. The use of the latter leads to the formation on the well wall of a bulky, loose and permeable crust. Peat fibers in this case form a arch-forming network with large cells and for complete clogging it takes a long time, especially in solutions with a moderate or low solids content. During this time, a sufficiently large amount of flushing fluid manages to penetrate into the formation. In addition, the weak bond between the peat particles worsens the claying of the filter cake formed on the walls of the well and contributes to its easy destruction. The use of the prepared aqueous-alkaline suspension of peat at other facilities remote from the preparation site is difficult due to the inconvenience of transportation.
В качестве наиболее близкого аналога нами взят способ приготовления порошкообразного ТЩР, по которому осуществляют предварительную сушку торфа до остаточной влажности 15-30% и далее смешивают последний с каустической содой в соотношении мас.ч., равном 14,5: 1 (на абсолютно сухое вещество) (см. Паус К.Ф. Буровые промывочные жидкости. - М.: Недра, 1967, с. 102). As the closest analogue, we took the method of preparing powdered TSPhR, according to which the peat is pre-dried to a residual moisture content of 15-30% and then the latter is mixed with caustic soda in a weight ratio of 14.5: 1 (on absolutely dry substance ) (see Paus K.F. Drilling flushing fluids. - M .: Nedra, 1967, p. 102).
Недостаток указанного способа заключается в неэффективности получаемого реагента. Торф 15-30%-ной влажности сохраняет свою сыпучесть, и свободная жидкая фаза воды в нем полностью отсутствует. Смешение торфа с порошкообразной твердой щелочью не позволяет обеспечить однородность смеси, поэтому взаимодействие с твердой щелочью происходит только по месту ее непосредственного контакта с поверхностью торфа. При этом в точке контакта происходит интенсивное поглощение связанной торфом воды щелочью и дальнейшее обезвоживание поверхности торфа, что замедляет реакцию омыления. The disadvantage of this method is the inefficiency of the resulting reagent. Peat of 15-30% moisture retains its flowability, and the free liquid phase of water in it is completely absent. Mixing peat with powdered solid alkali does not allow for uniformity of the mixture; therefore, interaction with solid alkali occurs only at the place of its direct contact with the surface of peat. At the same time, an intensive absorption of alkali bound water by peat occurs at the contact point and further dehydration of the peat surface slows down the saponification reaction.
Для полного взаимодействия этот реагент необходимо некоторое время замачивать в расчетном количестве воды с перемешиванием. В итоге технология приготовления ТЩР по этому варианту сводится к предыдущей технологии, с той лишь разницей, что торф вводят в воду совместно со щелочью. For complete interaction, this reagent must be soaked for some time in the calculated amount of water with stirring. As a result, the technology for the preparation of TGSR according to this option is reduced to the previous technology, with the only difference being that peat is introduced into water together with alkali.
Если же вводить порошкообразный реагент непосредственно в промывочную жидкость, минуя предварительную стадию замачивания, эффективность его резко снизится, так как в этом случае вначале щелочь будет растворяться в водной фазе промывочной жидкости, сорбироваться на поверхности глинистых частиц и утяжелителя и лишь затем начнется ее взаимодействие с поверхностью торфа. Концентрация щелочи в водной фазе промывочной жидкости при этом недостаточна для модификации поверхности торфа. Поэтому непосредственное введение такого реагента в промывочную жидкость практически не отличается от применения необработанного торфа. If a powdery reagent is introduced directly into the washing liquid, bypassing the preliminary stage of soaking, its effectiveness will sharply decrease, since in this case the alkali will first dissolve in the aqueous phase of the washing liquid, be sorbed on the surface of clay particles and weighting agent, and only then will its interaction with the surface peat. The alkali concentration in the aqueous phase of the washing liquid is insufficient to modify the surface of peat. Therefore, the direct introduction of such a reagent into the washing liquid is practically no different from the use of untreated peat.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему: создан высокоэффективный реагент, обеспечивающий ускоренную глинизацию стенок скважины и, как следствие, обеспечивающий снижение потерь промывочной жидкости в процессе бурения в проницаемых песчаниках. The technical result that can be obtained by implementing the present invention is as follows: a highly effective reagent has been created that provides accelerated claying of the walls of the well and, as a result, reduces the loss of drilling fluid during drilling in permeable sandstones.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления порошкообразного торфяного реагента для промывочных жидкостей, включающем предварительную сушку торфа до остаточной влажности 15-30% и последующую обработку щелочным агентом, в качестве торфа используют фрезерный торф, а в качестве щелочного агента - водную суспензию тринатрийфосфата в соотношении маc. ч. , равном 1:1, при этом соотношение мас.ч. фрезерный торф - указанная суспензия составляет 1:0,56-0,66 соответственно, и дополнительно обрабатывают полученную торфощелочную смесь модифицированной алюминием натрийкарбоксиметилцеллюлозой со степенью замещения от 49,5 до 59,0 или модифицированным крахмалом в соотношении мас.ч., равном 1:0,02-0,08. The technical result is achieved by the fact that in the method of preparing a powdery peat reagent for washing liquids, which includes preliminary drying of peat to a residual moisture content of 15-30% and subsequent treatment with an alkaline agent, milled peat is used as peat, and an aqueous suspension of trisodium phosphate in mass ratio. hours equal to 1: 1, while the ratio of parts by weight milled peat - the specified suspension is 1: 0.56-0.66, respectively, and the resulting peat-alkaline mixture is further treated with aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose with a degree of substitution from 49.5 to 59.0 or with modified starch in a weight ratio of 1: 0.02-0.08.
Изобретение направлено на предотвращение повышенных потерь промывочных жидкостей при бурении проницаемых песчаников за счет обработки этих жидкостей специальным реагентом на основе торфа, который способствует закупориванию поровых каналов имеющимися в нем сводообразующими частицами, ускорению процесса глинизации и формированию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины. The invention is aimed at preventing increased losses of flushing fluids during drilling of permeable sandstones by treating these fluids with a special peat-based reagent, which helps to clog the pore channels with the arch-forming particles in it, accelerate the claying process and form a low-permeable filter cake on the well walls.
Бурение нефтяных и газовых скважин в проницаемых песчаниках, особенно в истощенных горизонтах при наличии больших перепадов давления, потенциально чревато целым рядом осложнений. Таковыми являются потери промывочной жидкости за счет интенсивных утечек в пласт. Из-за возникающей при этом разности давлений возможен дифференциальный прихват инструмента и, как следствие, затяжки инструмента, угроза застревания колонны бурильных труб, ее скручивание и срез. Интенсивное проникновение промывочной жидкости в песчаник может вызвать загрязнение пласта, которое в дальнейшем часто приводит к уменьшению дебита и срока службы скважины. Drilling oil and gas wells in permeable sandstones, especially in depleted horizons in the presence of large pressure drops, is potentially fraught with a number of complications. These are the losses of flushing fluid due to intense leaks into the reservoir. Due to the resulting pressure difference, differential sticking of the tool is possible and, as a result, tightening of the tool, the risk of sticking of the drill pipe string, its twisting and cutting. Intensive penetration of flushing fluid into sandstone can cause formation contamination, which in the future often leads to a decrease in well production and service life.
Интенсивность поглощения промывочной жидкости может меняться от едва заметной до полной потери циркуляции. Считается, что максимальная интенсивность поглощения, которую можно допустить, не изменяя свойств промывочной жидкости, около 0,16 м3/ч.The absorption rate of the flushing fluid can vary from barely noticeable to a complete loss of circulation. It is believed that the maximum absorption rate that can be allowed without changing the properties of the wash liquid is about 0.16 m 3 / h.
Для возникновения поглощения пласт должен иметь поровые каналы большего размера, чем размер частиц промывочной жидкости. Твердая фаза глинистого раствора не проникает в поры глин, глинистых сланцев или песчаников с нормальной проницаемостью. Но в некоторых пластах каналы имеют достаточный размер для проникновения промывочной жидкости - жидкой и твердой фаз. Эта часть промывочной жидкости исключается из циркуляции и начинает поступать в пласт. К подобным пластам относятся проницаемые пески, содержащие крупные нескатанные зерна, способствующие образованию больших поровых каналов. For absorption to occur, the formation must have larger pore channels than the particle size of the wash fluid. The solid phase of the clay solution does not penetrate into the pores of clays, shales or sandstones with normal permeability. But in some formations, the channels are of sufficient size for the penetration of the washing fluid - liquid and solid phases. This part of the flushing fluid is excluded from the circulation and begins to flow into the reservoir. Such strata include permeable sands containing large non-rolled grains that contribute to the formation of large pore channels.
Для предотвращения поглощения промывочной жидкости практикуется введение в него различных материалов, способствующих закупориванию пор проницаемой формации и образованию глинистой малопроницаемой корки на стенках скважины. Закупорка пор пласта или микротрещин достигается созданием у отверстия канала сводовой перемычки. Как только крупные частицы образуют такую перемычку, основное отверстие как бы делится на несколько отверстий меньшего диаметра, и для закупоривания требуются частицы меньшего размера. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не образуется сплошная малопроницаемая корка. To prevent the absorption of the washing liquid, it is practiced to introduce various materials into it, which contribute to clogging the pores of the permeable formation and the formation of a clay low permeability crust on the walls of the well. Clogging of the pores of the formation or microcracks is achieved by creating a vault bridge at the channel opening. As soon as large particles form such a jumper, the main hole is divided into several holes of smaller diameter, and smaller particles are required for clogging. This process continues until a continuous low-permeable crust forms.
Одним из материалов, которые часто используются для целей предотвращения утечек промывочной жидкости, является торф, представляющий собой органическую горную породу, образующуюся в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенного увлажнения при недостатке кислорода и содержания не более 50% минеральных компонентов на сухое вещество. One of the materials that are often used to prevent leakage of flushing fluid is peat, which is an organic rock formed as a result of dying and incomplete decay of bog plants under conditions of increased moisture with a lack of oxygen and a content of not more than 50% of mineral components on dry matter .
В составе торфа целый комплекс различных веществ: смесь высокополимеров целлюлозной природы, гемицеллюлоза, органоминеральные вещества, содержащие гидрофильные и гидрофобные компоненты, гуминовые вещества, крахмал и пектиновые вещества, битумы, лигнин, а также низкомолекулярные соединения. Гидрофильные компоненты торфа содержат активные функциональные группы: карбоксильные (СООН), карбонильные (С=0), гидроксильные (ОН), аминные (NH2), фенольные (С6Н6ОН) и другие. Эти группы могут взаимодействовать друг с другом через водородные связи, а также могут соединяться как через одну или несколько молекул воды, так и через поливалентные катионы. Гидрофобная компонента торфа представлена прежде всего битумами.Peat contains a whole complex of various substances: a mixture of cellulosic high polymers, hemicellulose, organomineral substances containing hydrophilic and hydrophobic components, humic substances, starch and pectin substances, bitumens, lignin, as well as low molecular weight compounds. The hydrophilic components of peat contain active functional groups: carboxyl (COOH), carbonyl (C = 0), hydroxyl (OH), amine (NH 2 ), phenolic (C 6 H 6 OH) and others. These groups can interact with each other via hydrogen bonds, and can also be connected both through one or more water molecules, and through polyvalent cations. The hydrophobic component of peat is represented primarily by bitumen.
Торф представляет собой совокупность частиц разных размеров. Размер этих частиц варьируется от различимых невооруженным взглядом крупных включений до коллоидных, обнаруживаемых лишь с помощью ультрамикроскопа. Каждая частица торфа объединяет несколько веществ, находящихся в переходных состояниях: клетчатка (неразложившиеся растительные остатки), гуминовые вещества (продукты распада растительных остатков) и минеральные вещества. Peat is a collection of particles of different sizes. The size of these particles varies from large inclusions visible to the naked eye to colloidal, detectable only with an ultramicroscope. Each peat particle combines several substances in transition states: fiber (undecomposed plant debris), humic substances (decay products of plant debris) and minerals.
Для закупоривания пород с высокой проницаемостью промывочная жидкость должна содержать частицы, способные образовывать перемычки, на которых отлагается фильтрационная корка. Перемычки способны образовывать только частицы, размер которых определенным образом соотносится с размером пор пласта. Частицы, которые по размеру больше порового отверстия, не могут войти в поры и уносятся потоком промывочной жидкости. Частицы значительно меньшего размера, чем поровое отверстие, беспрепятственно проникают в пласт, не образуя основы для формирования фильтрационной корки. Однако частицы определенного размера застревают в сужениях поровых каналов и образуют сводовые перемычки непосредственно у поверхности проницаемого пласта. После образования такой перемычки начинают удерживаться частицы меньшего размера, вплоть до мельчайших коллоидных частиц. Добыча торфа фрезерным способом позволяет исключить стадию дополнительного измельчения торфа для обогащения его частицами, имеющими размер, оптимальный для закупоривания проницаемых песчаников. To clog rocks with high permeability, the flushing fluid must contain particles capable of forming lintels, on which the filter cake is deposited. Jumpers are capable of forming only particles whose size in a certain way correlates with the pore size of the formation. Particles that are larger than the pore opening cannot enter the pores and are carried away by the flow of washing liquid. Particles significantly smaller than the pore hole, freely penetrate into the reservoir, without forming the basis for the formation of a filter cake. However, particles of a certain size get stuck in the narrowing of the pore channels and form arch bridges directly at the surface of the permeable formation. After the formation of such a bridge, particles of a smaller size begin to be retained, up to the smallest colloidal particles. Milling peat by the milling method eliminates the stage of additional grinding of peat to enrich it with particles having a size optimal for clogging permeable sandstones.
Немаловажным моментом обработки с целью предотвращения потерь промывочной жидкости за счет поглощений является минимальное воздействие вводимой закупоривающей добавки на основные структурно-реологические и технологические параметры обрабатываемой промывочной жидкости, то есть прежде всего в результате обработки не должна происходить ее дестабилизация. An important processing point in order to prevent losses of washing liquid due to absorption is the minimal effect of the introduced plugging additive on the main structural, rheological and technological parameters of the treated washing liquid, i.e., first of all, its treatment should not destabilize.
В то же время торф в зависимости от происхождения характеризуется достаточно высокой кислотностью (значения рН от 5,0 до 2,8-3,0). Простое введение необработанного торфа в глинистые промывочные жидкости существенно снижает их щелочность, что может привести к дестабилизации. At the same time, peat, depending on the origin, is characterized by a fairly high acidity (pH values from 5.0 to 2.8-3.0). The simple introduction of untreated peat into clay washings significantly reduces their alkalinity, which can lead to destabilization.
Кроме того, длительно находясь в растворе, неактивированные частицы торфа в значительной степени подвергаются процессу дезинтеграции, что снижает их закупоривающее и коркообразующее действие, а попытки повысить закупоривающее действие за счет введения его в больших количествах еще больше снижает рН, ухудшает реологические свойства и раствор в буквальном смысле оказывается засоренным торфом и в то же время не позволяет предотвратить утечки промывочной жидкости через проницаемые пески. In addition, while in solution for a long time, non-activated peat particles undergo a significant disintegration process, which reduces their clogging and crust-forming action, and attempts to increase the clogging effect by introducing it in large quantities further reduces pH, worsens rheological properties and the solution literally it turns out to be clogged with peat and at the same time does not prevent leakage of flushing fluid through permeable sands.
В результате химической обработки измельченного при фрезерном способе добычи торфа (ГОСТ 11804-76) тринатрийфосфатом (ТУ 201-76) получаемый реагент обладает нейтральной реакцией и его ввод в обрабатываемую промывочную жидкость не нарушает уже существующий кислотно-основной баланс. As a result of chemical treatment of trisodium phosphate (TU 201-76) crushed during milling of peat (GOST 11804-76) by chemical processing, the resulting reagent has a neutral reaction and its introduction into the treated washing liquid does not violate the existing acid-base balance.
За счет гидролиза водный раствор Nа3РO4 обладает щелочной реакцией.Due to hydrolysis, an aqueous solution of Na 3 PO 4 has an alkaline reaction.
Частицы торфа реагируют преимущественно с поверхности, при этом ионы ОН- омыляют поверхность частиц торфа и повышают их реакционную способность.
Peat particles react mainly from the surface, while OH - ions saponify the surface of peat particles and increase their reactivity.
Анионы фосфорной кислоты взаимодействуют с функциональными группами частиц торфа, прежде всего с гидроксильными группами, замещая их или с образованием эфиров фосфорной кислоты. Таким образом, обеспечивается фиксация фосфат-групп на поверхности частиц торфа. Наличие фосфатных анионов на поверхности частиц торфа повышает их сродство к поверхности глинистых частиц и способность образовывать органоминеральные комплексы в результате реакций присоединения силами водородных, ковалентных и координационных связей. Anions of phosphoric acid interact with the functional groups of peat particles, primarily with hydroxyl groups, replacing them or with the formation of phosphoric acid esters. Thus, the fixation of phosphate groups on the surface of peat particles is ensured. The presence of phosphate anions on the surface of peat particles increases their affinity for the surface of clay particles and the ability to form organomineral complexes as a result of addition reactions by hydrogen, covalent and coordination bonds.
Обработка 1 маc.ч. фрезерного торфа водной суспензией тринатрийфосфата в количестве маc. ч., меньшем чем 0,56, не позволяет получить реагент со значением рН близким к нейтральному, в количестве маc.ч., большем чем 0,66 в реагенте остается много свободного тринатрийфосфата, который при последующей обработке Na, Al-KMU или модифицированным крахмалом вступит с ними в реакцию, снижая эффективность реагента. Processing 1 wt.h. milled peat with an aqueous suspension of trisodium phosphate in the amount of wt. hours, less than 0.56, does not allow to obtain a reagent with a pH value close to neutral, in the amount of wt.ch., more than 0.66 in the reagent there is a lot of free trisodium phosphate, which upon subsequent processing of Na, Al-KMU or modified starch will react with them, reducing the effectiveness of the reagent.
Последующая обработка торфощелочной смеси Na, Al-KMЦ или модифицированным крахмалом (ТУ 18-РСФСР-91-72) приводит к образованию сложного органоминерального комплекса. Subsequent treatment of the peat-alkaline mixture of Na, Al-KMTs or modified starch (TU 18-RSFSR-91-72) leads to the formation of a complex organomineral complex.
Как уже указывалось выше, торф после обработки тринатрийфосфатом имеет реакцию, близкую к нейтральной, а известно, что в этих условиях усиливается диссоциация карбоксильных групп в КМЦ, усиливаются взаимодействия между отдельными макромолекулами и их цепями. При этом меняется их конформация: из свернутых глобул они распрямляются и приобретают жесткость. Содержащиеся в молекуле КМЦ атомы алюминия взаимодействуют с активными функциональными группами: карбоксильными (СООН), карбонильными (С=0), гидроксильными (ОН), аминными (NН2), фенольными (С6Н6ОН) и фосфат-группами, появившимися в частицах торфа после обработки тринатрийфосфатом.As mentioned above, peat after treatment with trisodium phosphate has a reaction close to neutral, and it is known that under these conditions, the dissociation of carboxyl groups in CMC intensifies, interactions between individual macromolecules and their chains intensify. At the same time, their conformation changes: from folded globules, they straighten and become stiff. The aluminum atoms contained in the CMC molecule interact with active functional groups: carboxyl (COOH), carbonyl (C = 0), hydroxyl (OH), amine (NH 2 ), phenolic (C 6 H 6 OH) and phosphate groups that appear in peat particles after treatment with trisodium phosphate.
Крахмал представляет собой природную смесь полисахаридов с общей формулой С6Н10O5, образующихся в результате фотосинтеза и откладывающихся в корнях, клубнях и семенах растений. Основные структурные компоненты крахмала - линейный полисахарид - амилоза и разветвленный амилопектин. Мономерами их, как и у целлюлозы, являются ангидроглюкозные циклы, скрепляемые гликозидными связями. Отличиями от целлюлозы являются наличие α-связей, конформация макромолекул и их полимеризация. В крахмале различных растений содержится от 15 до 25% амилозы и 75-85% амилопектина.Starch is a natural mixture of polysaccharides with the general formula C 6 H 10 O 5 formed as a result of photosynthesis and deposited in the roots, tubers and seeds of plants. The main structural components of starch are a linear polysaccharide - amylose and branched amylopectin. Their monomers, like that of cellulose, are anhydroglucose rings bonded by glycosidic bonds. Differences from cellulose are the presence of α-bonds, the conformation of macromolecules and their polymerization. In the starch of various plants contains from 15 to 25% amylose and 75-85% amylopectin.
Макромолекулы амилозы представляют собой линейные или слаборазветвленные спиралеобразные цепи из 200-4000, а по другим данным 1000-6000 и более α-глюкопиранозных звеньев, соединенных α-1,4-гликозидными связями. Amylose macromolecules are linear or weakly branched spiral chains of 200-4000, and according to other sources, 1000-6000 or more α-glucopyranose units connected by α-1,4-glycosidic bonds.
Амилопектин сильно разветвлен и обладает дихомотомической ("древовидной") структурой. Единичные звенья его скрепляются в линейной части связями α-1,4, а в местах ответвлений α-1,6. Кроме того, присутствует некоторое количество α-1,3-связей. Молекулярный вес амилопектина 100000-1000000 и более. Amylopectin is highly branched and has a dichomotomic ("tree") structure. Its unit links are fastened in the linear part by α-1,4 bonds, and in the branch locations α-1,6. In addition, a number of α-1,3 bonds are present. The molecular weight of amylopectin is 100,000-1000000 or more.
Модифицированный крахмал получают путем обработки крахмальной суспензии перед сушкой алюминиевыми квасцами. Оптимальная добавка квасцов 3%. Квасцы во время сушки вызывают ослабление внутренней структуры зерен, их разрыхление, дезагрегирование высоковетвистого амилопектина и деструкцию крахмальных макромолекул. Модифицированный квасцами крахмал имеет степень полимеризации 300-800 и растворимость в холодной воде 31-38%. Степень полимеризации растворимой фракции - 90-120. Modified starch is obtained by treating a starch suspension before drying with aluminum alum. The optimal alum supplement is 3%. Alum during drying causes a weakening of the internal structure of grains, their loosening, disaggregation of high-branched amylopectin and the destruction of starchy macromolecules. Alum-modified starch has a degree of polymerization of 300-800 and a solubility in cold water of 31-38%. The degree of polymerization of the soluble fraction is 90-120.
В процессе модифицирования квасцами вероятны химические взаимодействия, в которых соли алюминия выполняют этерифицирующую роль, а, возможно, и комплексообразующую роль и в отличие от обычных декстринов дают поперечные связи. При этом линейные молекулы амилозы связываются со сложными молекулами, входящими в состав торфа, или за счет образования комплексов со спиртовыми, фенольными или кислотными группами торфяных частиц, а амилопектин связывается катионами алюминия посредством комплексообразования. In the process of alum modification, chemical interactions in which aluminum salts play an esterifying role and, possibly, a complexing role and, unlike ordinary dextrins, give cross-linking, are likely. In this case, linear amylose molecules bind to the complex molecules that make up peat, or due to the formation of complexes with alcohol, phenolic or acid groups of peat particles, and amylopectin binds to aluminum cations through complexation.
Этот процесс, вероятно, способствует агломерации микрочастиц торфа коллоидного размера. This process probably contributes to the agglomeration of colloidal peat microparticles.
Вышеупомянутая обработка торфощелочной смеси способствует фиксации молекул Na, Al-КМЦ или модифицированного крахмала на торфяных частицах волокнистого строения за счет смешанного комплексообразования с катионами алюминия вновь образовавшихся фосфатных соединений торфа. Это повышает сродство реагента к глинистым частицам, улучшает его коркообразующие свойства и, как следствие, ускоряет процесс глинизации стенок скважины и эффективно снижает потери промывочной жидкости. The aforementioned treatment of the peat-alkaline mixture promotes the fixation of Na, Al-CMC or modified starch molecules on the peat particles of the fibrous structure due to mixed complexation of newly formed peat phosphate compounds with aluminum cations. This increases the affinity of the reagent for clay particles, improves its crust-forming properties and, as a result, accelerates the claying of the well walls and effectively reduces the loss of flushing fluid.
Обработка 1 маc.ч. торфощелочной смеси Na, Аl-КМЦ или модифицированным крахмалом в количестве, меньшем чем 0,02 маc.ч., уменьшает глинизацию фильтрационной корки, формируемой с помощью заявляемого реагента, а в количестве большем чем 0,08 мас. ч. , нецелесообразно, так как лишние количества Na, Al-KMЦ или модифицированного крахмала приводят к изменению реологии промывочной жидкости, обрабатываемой заявляемым реагентом, в сторону увеличения вязкостных характеристик. Processing 1 wt.h. peat-alkaline mixture of Na, Al-CMC or modified starch in an amount less than 0.02 wt.h., reduces the claying of the filter cake formed using the inventive reagent, and in an amount greater than 0.08 wt. hours, it is impractical, since excess amounts of Na, Al-KMTs or modified starch lead to a change in the rheology of the washing liquid treated with the inventive reagent, in the direction of increasing the viscosity characteristics.
Некомпенсированные поверхностные заряды, образованные вследствие перемещений (Si4+-->Al3+-->Mg2+) в решетке на базальной плоскости пакетов глинистых частиц способствуют протеканию анионообменных процессов с участием анионов PO4 -3 и также благоприятствуют глинизации фильтрационной корки, формируемой на торфоцеллюлозных комплексах, которые играют роль главных сводообразующих частиц.Uncompensated surface charges formed as a result of displacements (Si 4+ -> Al 3+ -> Mg 2+ ) in the lattice on the basal plane of clay particle packets contribute to the occurrence of anion-exchange processes involving PO 4 -3 anions and also favor claying of the filter cake, formed on peat cellulose complexes, which play the role of the main arch-forming particles.
Фиксацию фосфатов на глинистых частицах приписывают анионному обмену с вхождением в обменный комплекс высокогидратированного комплексного аниона. Это может происходить путем замещения экспонированных гидроокислов фосфатионами; достраивания кристаллической решетки фосфатами, геометрически и по размерам подобными тетраэдрическим компонентам кремнекислородных слоев алюмосиликатов; удерживанием фосфатионов на несбалансированных анионоактивных участках мозаичной поверхности глинистых частиц. The fixation of phosphates on clay particles is attributed to anion exchange with the entry of a highly hydrated complex anion into the exchange complex. This may occur by replacing the exposed hydroxides with phosphations; building the crystal lattice with phosphates geometrically and in size similar to the tetrahedral components of the silicon-oxygen layers of aluminosilicates; retention of phosphations in unbalanced anionic sections of the mosaic surface of clay particles.
Кроме того, определенный вклад в фиксацию между собой частиц торфа и глинистых частиц промывочной жидкости вносит гуматная составляющая торфа, при этом глиногумусовые комплексы образуются через мостики из обменных поливалентных катионов глинистых частиц. Кроме того, возможно непосредственное взаимодействие гуминовых веществ с силикатами, входящими в состав глин промывочной жидкости. In addition, a humate component of peat makes a certain contribution to the fixation of peat particles and clay particles of washing liquid, and clay-humus complexes are formed through bridges from exchange polyvalent cations of clay particles. In addition, it is possible direct interaction of humic substances with silicates that are part of the clay wash fluid.
Сопряженные полимерглинистые структуры особенное развитие получают в фильтрационных корках вследствие повышенного содержания в них глинистой фазы. Последнее объясняется тем, что макромолекулы реагента задерживаются коркой и накапливаются в ней. Это вызывает ассоциацию макромолекул и усиление структурообразования. Усиление сопряженного структурообразования и гидрофильности корок обусловливает интенсивное снижение потерь промывочной жидкости при бурении проницаемых песчаников. Образование полимерглинистых структур, иммобилизирующих дисперсионную среду, является ускоряющим и стабилизирующим фактором. Conjugated polymer clay structures are especially developed in filtering crusts due to the increased content of the clay phase in them. The latter is explained by the fact that the reagent macromolecules are retained by the crust and accumulate in it. This causes the association of macromolecules and increased structural formation. The enhancement of the conjugated structure formation and hydrophilicity of the crusts leads to an intensive decrease in the loss of flushing fluid during the drilling of permeable sandstones. The formation of polymer clay structures immobilizing the dispersion medium is an accelerating and stabilizing factor.
Анализ изобретательского уровня показал следующее: известен способ получения прессованного водорастворимого реагента (в брикетах или гранулах) на основе торфощелочной смеси, где в качестве водного раствора щелочи используют 10-30%-ный раствор фосфатов щелочных металлов (см. патент СССР 1801114 от 24.12.90 по кл. С 09 К 7/02, опубл. в ОБ 9, 1993); известны составы и способы получения реагентов на водной основе, содержащих торф, в том числе фрезерный (см. а. с. 14651114 от 09.02.87 по кл. С 09 К 7/02, опубл. в ОБ 10, 1989, а.с. 1397469 от 29.08.85 по кл. С 09 К 7/02, опубл. в ОБ 9, 1988, а. с. 1801979 от 03.01.91 по кл. С 09 К 7/02, опубл. в ОБ 10, 1993, а.с. 1361163 от 31.01.86 по кл. С 09 К 7/00, опубл. в ОБ N 47, 1987); известны составы и способы получения порошкообразных реагентов, содержащих торф, в том числе фрезерный (см. а.с. 153461 от 28.06.62 по кл. С 09 К 7/00, опубл. в ОБ 5, 1966, а.с. 1682376 от 22.03.88 по кл. С 09 К 7/06, опубл. В ОБ 37, 1991, а. с. 2139908 от 24.07.97 по кл. С 09 К 7/00, опубл. в ОБ 29, 1999); известен способ обработки бурового раствора путем последовательного ввода в раствор, содержащий воду, бентонит и каолин, воздушно-сухих реагентов, например: КМЦ и торфа, а также хлорида натрия (см. а.с. 1491879 от 30.09.87 по кл. С 09 К 7/00, опубл. в ОБ 25, 1989). На основании вышеизложенного нами не выявлены технические решения, имеющие в своей основе признаки, полностью совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения. Последнее не следует явным образом из проанализированного уровня техники, т. е. имеет изобретательский уровень. An analysis of the inventive step showed the following: there is a known method for producing a pressed water-soluble reagent (in briquettes or granules) based on a peat-alkaline mixture, where a 10-30% solution of alkali metal phosphates is used as an aqueous alkali solution (see USSR patent 1801114 from 12.24.90 according to class C 09 K 7/02, published in OB 9, 1993); known compositions and methods for producing water-based reagents containing peat, including milling (see and.with. 14651114 from 09.02.87 according to class C 09 K 7/02, publ. in OB 10, 1989, a.s. 1397469 from 08.29.85 according to class C 09 K 7/02, published in OB 9, 1988, and. From 1801979 from 03.01.91 according to class 09 K 7/02, published in OB 10, 1993 , A.S. 1361163 dated January 31, 86 according to class C 09 K 7/00, published in OB N 47, 1987); known compositions and methods for producing powdered reagents containing peat, including milling (see A.S. 153461 from 06.26.62 according to class C 09 K 7/00, publ. in OB 5, 1966, A.S. 1682376 from 03.22.88 according to class C 09 K 7/06, published in OB 37, 1991, a.s. 2139908 from 24.07.97 according to class 09 K 7/00, published in OB 29, 1999); There is a known method of processing a drilling fluid by sequentially introducing into the solution containing water, bentonite and kaolin air-dried reagents, for example: CMC and peat, as well as sodium chloride (see AS 1491879 from 09.30.87, class C 09 K 7/00, published in OB 25, 1989). Based on the foregoing, we have not identified technical solutions that are based on features that completely coincide with the distinctive features of the claimed technical solution. The latter does not follow explicitly from the analyzed prior art, that is, it has an inventive step.
Более подробно сущность заявляемого способа поясняется следующими примерами. In more detail the essence of the proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Example 1
Проводят сушку фрезерного торфа до остаточной влажности 15% в естественных условиях. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата, для чего растворяют в 28 мл воды 28 г последнего. Milling peat is dried to a residual moisture content of 15% in natural conditions. An aqueous suspension of trisodium phosphate is prepared, for which 28 g of the latter are dissolved in 28 ml of water.
Смешивают 100 г торфа с 56 г суспензии. Далее полученную торфощелочную смесь обрабатывают 3,12 г модифицированной алюминием натрийкарбоксиметилцеллюлозой со степенью замещения от 45,5 до 59,0. 100 g of peat are mixed with 56 g of suspension. Next, the resulting peat-alkaline mixture is treated with 3.12 g of aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose with a degree of substitution from 45.5 to 59.0.
После тщательного перемешивания смесь дважды продавливают с помощью мясорубки через металлическую решетку с размером ячеек 4 мм. After thorough mixing, the mixture is pressed twice through a meat grinder through a metal grill with a mesh size of 4 mm.
Приготавливают промывочную жидкость следующего состава, г:
Глина - 99,0
Заявляемый реагент - 9,9
Вода - 891,1
Технико-технологические показатели:
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 45/72 дПа; τ0-76 дПа; η-14 мПа•с;
Ф - 8,0 см3 за 30 мин.Prepare a washing liquid of the following composition, g:
Clay - 99.0
The inventive reagent - 9.9
Water - 891.1
Technical and technological indicators:
V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 45/72 dPa; τ 0 -76 dPa; η-14 MPa • s;
F - 8.0 cm 3 in 30 minutes.
В промышленных условиях реагент готовят следующим образом:
фрезерный торф сушат в естественных условиях до влажности 15%. Высушенный фрезерный торф подвергают грохочению (просеиванию) через сито с размером ячеек 2 мм.In industrial conditions, the reagent is prepared as follows:
milled peat is dried in natural conditions to a moisture content of 15%. The dried milled peat is screened (sieved) through a sieve with a mesh size of 2 mm
Затем 600 кг просеянного торфа загружают в аппарат-смеситель типа Вернера-Пфдяйдерра и при постоянном перемешивании к торфу добавляют 336 кг водной суспензии тринатрийфосфата при соотношении Na3PO4 : вода, равном 1:1, и смесь тщательно перемешивают в течение 1 ч.Then, 600 kg of sifted peat is loaded into a Werner-Pfääderra type mixer and, with constant stirring, 336 kg of an aqueous suspension of trisodium phosphate are added to peat at a ratio of Na 3 PO 4 : water equal to 1: 1, and the mixture is thoroughly mixed for 1 hour.
После этого, продолжая перемешивание, добавляют 18,72 кг модифицированной алюминием натриийкарбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения от 45,5 до 59,0 и перемешивают еще 1 ч. After this, while stirring, add 18.72 kg of aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose with a degree of substitution from 45.5 to 59.0 and stirred for another 1 hour
После окончания перемешивания смесь с помощью шнекового питателя продавливают через металлическую решетку с размером ячеек 0,4 см и расфасовывают по 20 кг в мешки из крафт-бумаги, ламинированные внутри полиэтиленом. After mixing is completed, the mixture is forced through a screw feeder through a metal grid with a mesh size of 0.4 cm and packaged in 20 kg bags of kraft paper, laminated inside with polyethylene.
Промышленное применение реагента. Industrial use of reagent.
При бурении скважины Р-5019 Восточно-Медвежьего газоконденсатного месторождения под первую техническую колонну в интервале 1200-1500 м при плотности бурового раствора 1120 кг/ м3 было отмечено частичное поглощение промывочной жидкости с интенсивностью от 25 до 35 м3 за одно долбление и до 6 м3 при проведении спускоподъемных операций. Для ликвидации поглощения буровой раствор был обработан 2000 кг реагента, в результате чего поглощение было ликвидировано, и потери бурового раствора прекратились.When drilling the R-5019 well of the East Medvezhye gas condensate field for the first technical string in the range of 1200-1500 m at a drilling fluid density of 1120 kg / m 3 , partial absorption of the flushing fluid was observed with an intensity of 25 to 35 m 3 per one drilling and up to 6 m 3 during hoisting operations. To eliminate the absorption, the drilling fluid was treated with 2000 kg of reagent, as a result of which the absorption was eliminated, and the loss of the drilling fluid stopped.
На этой же скважине при бурении под вторую техническую колонну в интервале 1500-1995 м при плотности бурового раствора 1080-1100 кг/м3 снова было отмечено частичное поглощение промывочной жидкости с интенсивностью от 25 до 35 м3 за одно долбление и до 6 м3. Обработка бурового раствора 2000 кг реагента позволила ликвидировать поглощение.At the same well, while drilling under the second technical string in the range of 1500-1995 m at a drilling fluid density of 1080-1100 kg / m 3 , partial absorption of the flushing fluid was again noted with an intensity of 25 to 35 m 3 for one drilling and up to 6 m 3 . Processing a drilling fluid of 2000 kg of reagent allowed to eliminate the absorption.
В процессе бурения наклонно направленной скважины 5271 Уренгойского газоконденсатного месторождения под эксплуатационную колонну в интервале 2700-3196 м частичное поглощение бурового раствора плотностью 1140-1150 кг/м3 составило от 25 до 40 м3 за одно долбление и дополнительно до 5 м3 бурового раствора за одну спускоподъемную операцию. Буровой раствор был обработан 2000 кг реагента, в результате чего поглощение бурового раствора полностью прекратилось.During the drilling of an inclined directional well 5271 of the Urengoy gas condensate field for a production casing in the interval 2700-3196 m, the partial absorption of the drilling fluid with a density of 1140-1150 kg / m 3 ranged from 25 to 40 m 3 for one drilling and additionally up to 5 m 3 of drilling fluid for one tripping operation. The drilling fluid was treated with 2000 kg of reagent, as a result of which the absorption of the drilling fluid completely ceased.
Пример 2. Example 2
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 20%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как казано в примере 1, в соотношении 30 мл воды и 30 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 60 г суспензии и обрабатывают 3,2 г модифицированного крахмала, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 20%. An aqueous suspension of trisodium phosphate is prepared as shown in Example 1 in a ratio of 30 ml of water and 30 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 60 g of suspension and 3.2 g of modified starch are treated, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 60/84 дПа; τ0-75 дПа; η-10 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 60/84 dPa; τ 0 -75 dPa; η-10 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 3. Example 3
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 25%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 33 мл воды и 33 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 66 г суспензии и обрабатывают 3,32 г модифицированной алюминием натрийкарбоксиметилцеллюлозой со степенью замещения от 45,5 до 59,0, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 25%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 33 ml of water and 33 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 66 g of suspension and treated with 3.32 g of aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose with a degree of substitution from 45.5 to 59.0, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 66/90 дПа; τ0-69 дПа; η-15 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 66/90 dPa; τ 0 -69 dPa; η-15 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 4. Example 4
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 30%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 28 мл воды и 28 г Nа3РO4 Смешивают 100 г торфа с 56 г суспензии и обрабатывают 7,8 г модифицированной алюминием натрийкарбоксиметилцеллюлозой со степенью замещения от 45,5 до 59,0, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 30%. An aqueous suspension of trisodium phosphate is prepared as described in Example 1 in a ratio of 28 ml of water and 28 g of Na 3 PO 4. 100 g of peat is mixed with 56 g of suspension and 7.8 g of aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose are treated with a degree of substitution from 45.5 to 59 , 0, then carry out the following operations as described in example 1.
Vф-0,0 см3; СНС1/10 - 63/96 дПа; τ0-63 дПа; η-13 мПа•c;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f -0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 63/96 dPa; τ 0 -63 dPa; η-13 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 5. Example 5
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1 до остаточной влажности 15%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 30 мл воды и 30 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 60 г суспензии и обрабатывают 8 г модифицированного крахмала, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1 to a residual moisture content of 15%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 30 ml of water and 30 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 60 g of suspension and 8 g of modified starch are treated, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 60/84 дПа; τ0-73 дПа; η-12 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 60/84 dPa; τ 0 -73 dPa; η-12 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 6. Example 6
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 20%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 33 мл воды и 33 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 66 г суспензии и обрабатывают 8,3 г модифицированного крахмала, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 20%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 33 ml of water and 33 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 66 g of suspension and 8.3 g of modified starch are treated, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 64/89 дПа; τ0-62 дПа; η-13 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 64/89 dPa; τ 0 -62 dPa; η-13 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 7. Example 7
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 20%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 28 мл воды и 28 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 56 г суспензии и обрабатывают 12,48 г модифицированного крахмала, далее проводят последующие операции так, как указано в примере1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 20%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 28 ml of water and 28 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 56 g of suspension and 12.48 g of modified starch is treated, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 58/92 дПа; τ0-70 дПа; η-14 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 58/92 dPa; τ 0 -70 dPa; η-14 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 8. Example 8
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 30%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 30 мл воды и 30 г Na3PO4. Смешивают 100 г торфа с 60 г суспензии и обрабатывают 12,8 г модифицированного крахмала, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 30%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 30 ml of water and 30 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 60 g of suspension and 12.8 g of modified starch are treated, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 62/88 дПа; τ0-62 дПа; η-16 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 62/88 dPa; τ 0 -62 dPa; η-16 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Пример 9. Example 9
Проводят сушку торфа так, как указано в примере 1, до остаточной влажности 25%. Готовят водную суспензию тринатрийфосфата так, как указано в примере 1, в соотношении 33 мл воды и 33 г Nа3РO4. Смешивают 100 г торфа с 66 г суспензии и обрабатывают 13,28 г модифицированной алюминием натрийкарбоксиметилцеллюлозой со степенью замещения от 45,5 до 59,0, далее проводят последующие операции так, как указано в примере 1.Dry peat as described in example 1, to a residual moisture content of 25%. Prepare an aqueous suspension of trisodium phosphate as described in example 1, in the ratio of 33 ml of water and 33 g of Na 3 PO 4 . 100 g of peat are mixed with 66 g of suspension and 13.28 g of aluminum-modified sodium carboxymethyl cellulose are treated with a degree of substitution from 45.5 to 59.0, then the following operations are carried out as described in example 1.
Vф - 0,0 см3; СНС1/10 - 75/96 дПа; τ0-78 дПа; η-16 мПа•с;
Ф - 7,0 см3 за 30 мин.V f - 0.0 cm 3 ; SNA 1/10 - 75/96 dPa; τ 0 -78 dPa; η-16 MPa • s;
F - 7.0 cm 3 in 30 minutes.
Таким образом, доказано соответствие заявляемого способа условиям новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости, т.е. техническое решение патентоспособно. Thus, the compliance of the proposed method with the conditions of novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. the technical solution is patentable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126066/03A RU2209226C2 (en) | 2001-09-24 | 2001-09-24 | Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126066/03A RU2209226C2 (en) | 2001-09-24 | 2001-09-24 | Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001126066A RU2001126066A (en) | 2003-07-10 |
| RU2209226C2 true RU2209226C2 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=29210480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001126066/03A RU2209226C2 (en) | 2001-09-24 | 2001-09-24 | Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2209226C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2330055C1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-07-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") | Method of making polydisperse peat reagent for boring solutions and kill fluids |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572789A (en) * | 1980-11-27 | 1986-02-25 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Drilling fluid additives |
| RU2102429C1 (en) * | 1995-06-28 | 1998-01-20 | Научно-исследовательский и проектный институт "Севернипигаз" | Clayless drilling fluid |
| RU2139908C1 (en) * | 1997-07-24 | 1999-10-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий РАО "Газпром" | Reagent for clay drilling fluid |
-
2001
- 2001-09-24 RU RU2001126066/03A patent/RU2209226C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4572789A (en) * | 1980-11-27 | 1986-02-25 | Japan Metals And Chemicals Co., Ltd. | Drilling fluid additives |
| RU2102429C1 (en) * | 1995-06-28 | 1998-01-20 | Научно-исследовательский и проектный институт "Севернипигаз" | Clayless drilling fluid |
| RU2139908C1 (en) * | 1997-07-24 | 1999-10-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий РАО "Газпром" | Reagent for clay drilling fluid |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАУС К.Ф. Буровые промывочные жидкости. - М.: Недра, 1967, с.102. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2330055C1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-07-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") | Method of making polydisperse peat reagent for boring solutions and kill fluids |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4853465A (en) | Organophilic polyphenolic acid adducts | |
| EP1223207B1 (en) | Well drilling and servicing fluids and removal of filter cake deposited thereby | |
| WO1993019282A1 (en) | Fiber reinforced gel for use in subterranean treatment process | |
| US20060122069A1 (en) | Well plug additive, well plug treatment fluid made therefrom, and method of plugging a well | |
| USH385H (en) | Shale coagulating low solids drilling fluid | |
| CN103254878A (en) | Slurry for bridge construction, and preparation method and application thereof | |
| CN104610940A (en) | Low-damage reservoir protection drilling fluid and preparation method thereof | |
| JP6974050B2 (en) | Viscous land improvement method | |
| WO2016002688A1 (en) | Underground layer processing composition containing minute cellulose fibers | |
| US20040023816A1 (en) | Hydraulic fracturing additive, hydraulic fracturing treatment fluid made therefrom, and method of hydraulically fracturing a subterranean formation | |
| CN1229392C (en) | Ligand modified cellulose product | |
| US20210230473A1 (en) | Clay Control Additive For Wellbore Fluids | |
| RU2209226C2 (en) | Method of preparing powdered peat reagent for drilling fluids | |
| US2874545A (en) | Gels and process for making them | |
| US6997261B2 (en) | Conformance improvement additive, conformance treatment fluid made therefrom, method of improving conformance in a subterranean formation | |
| RU2170753C2 (en) | Clay-free drilling mud | |
| US3057798A (en) | Well treating fluid | |
| CN115196711B (en) | A kind of core drilling mud waste circulation treatment method | |
| CN111778000A (en) | Modified plant fiber while-drilling plugging agent for drilling fluid and preparation method thereof | |
| CN106675539A (en) | A kind of high-efficiency instant mud powder and preparation method thereof | |
| RU2730145C1 (en) | Drilling mud for construction of underwater pipeline crossings by means of directional drilling method | |
| RU2330055C1 (en) | Method of making polydisperse peat reagent for boring solutions and kill fluids | |
| CN109306262A (en) | A kind of drilling fluid for highly deviated well and its preparation method and application | |
| RU2134283C1 (en) | Method of chemical treatment of clay drilling muds | |
| RU2297436C2 (en) | Composition of well-killing emulsion polysaccharide fluid and a method for preparation thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060925 |