RU2322472C1 - Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing - Google Patents
Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322472C1 RU2322472C1 RU2007107582/03A RU2007107582A RU2322472C1 RU 2322472 C1 RU2322472 C1 RU 2322472C1 RU 2007107582/03 A RU2007107582/03 A RU 2007107582/03A RU 2007107582 A RU2007107582 A RU 2007107582A RU 2322472 C1 RU2322472 C1 RU 2322472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- sodium carbonate
- solution
- aluminum powder
- preparing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 13
- 238000013016 damping Methods 0.000 title abstract 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 33
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 9
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 235000019329 dioctyl sodium sulphosuccinate Nutrition 0.000 description 1
- YHAIUSTWZPMYGG-UHFFFAOYSA-L disodium;2,2-dioctyl-3-sulfobutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCCCCCC(C([O-])=O)(C(C([O-])=O)S(O)(=O)=O)CCCCCCCC YHAIUSTWZPMYGG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к глушению скважин при их капитальном ремонте.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to killing wells during their overhaul.
Жидкости глушения при проведении ремонтных работ должны соответствовать определенным требованиям, касающимся их оптимальных фильтрационных и вязкостных характеристик, возможности регулирования структурно-механических свойств, сохранения коллекторских свойств призабойной зоны пласта, доступности составных компонентов и др.Muffling liquids during repair work must meet certain requirements regarding their optimal filtration and viscosity characteristics, the ability to control structural and mechanical properties, preserve the reservoir properties of the bottomhole formation zone, the availability of composite components, etc.
Основными типами технологических жидкостей, используемых в современной практике глушения скважин, являются следующие:The main types of process fluids used in modern practice of killing wells are the following:
1) хлоркальциевые растворы [1-3], основными недостатками которых являются коагуляция глинистых частиц и выпадение нерастворимых осадков минеральных солей в каналах фильтрации пласта, повышение водонасыщенности в призабойной зоне скважины и снижение дебита скважин, что подтверждается данными технико-экономического анализа [4];1) calcium chloride solutions [1-3], the main disadvantages of which are coagulation of clay particles and precipitation of insoluble sediments of mineral salts in the formation filtration channels, increased water saturation in the bottom-hole zone of the well and a decrease in the flow rate of wells, which is confirmed by the technical and economic analysis [4];
2) технологические жидкости на нефтяной (углеводородной) основе [5-9], к общим недостаткам которых следует отнести нестандартность физико-химических свойств нефти, необходимость применения комплекса реагентов для регулирования и стабилизации технологических свойств гидрофобно-эмульсионных растворов, выполнение целого ряда требований экологической и пожарной безопасности при использовании растворов на нефтяной основе;2) technological liquids on an oil (hydrocarbon) basis [5–9], the general disadvantages of which include the non-standard physical and chemical properties of oil, the need to use a complex of reagents to regulate and stabilize the technological properties of hydrophobic-emulsion solutions, the fulfillment of a number of environmental and fire safety when using petroleum-based solutions;
3) составы полисахаридных гелей для глушения скважин, а также пенообразующие составы с использованием смеси поверхностно-активных веществ, модифицированных крахмалов или биополимеров, а также различных наполнителей в качестве кольматантов - гидрозоля алюминия, СаСО3 и др. [10-12]. Эти жидкости находят ограниченное применение, в частности они не могут быть использованы для глушения скважин на месторождениях, вступивших в позднюю стадию разработки и характеризующихся аномально низкими пластовыми давлениями (АНПД), в силу того, что компонентный состав этих жидкостей не обеспечивает вспенивания, достаточного для формирования устойчивой пенной системы с низкой плотностью, что необходимо для глушения скважин в условиях АНПД. Добавление в жидкости глушения мела (СаСО3), солей и других твердофазных частиц в качестве кольматантов, усиливающих блокирующие свойства, еще более осложняет процесс освоения скважины. Это связано с тем, что при освоении скважины извлечение подобной жидкости, закольматировавшей пласт, возможно только при высоких депрессиях, т.е. высоком давлении деблокирования, что совершенно недопустимо для месторождений с АНПД. В таких случаях для растворения мела, закольматировавшего пласт, приходится прибегать к кислотной обработке, что приводит к значительному увеличению срока освоения скважины и снижению коэффициента восстановления проницаемости продуктивного пласта.3) compositions of polysaccharide gels for killing wells, as well as foaming compositions using a mixture of surfactants, modified starches or biopolymers, as well as various fillers as colmatants - aluminum hydrosol, CaCO 3 , etc. [10-12]. These fluids are of limited use, in particular, they cannot be used for killing wells in fields that have entered the late stage of development and are characterized by abnormally low reservoir pressures (ANPD), due to the fact that the component composition of these fluids does not provide foaming sufficient to form a stable foam system with a low density, which is necessary for killing wells in the conditions of the API. The addition of chalk suppression (CaCO 3 ), salts, and other solid-phase particles to the killing fluid as colmatants enhancing the blocking properties makes the well development process even more difficult. This is due to the fact that during well development, the extraction of such a fluid, which has stained the formation, is possible only with high depressions, i.e. high release pressure, which is completely unacceptable for fields with an API. In such cases, to dissolve the chalk that has caked the formation, one has to resort to acid treatment, which leads to a significant increase in the well development time and a decrease in the recovery coefficient of the permeability of the productive formation.
Для предотвращения вышеуказанных осложнений разработаны технологические жидкости, обладающие аномально высокой вязкостью при низких скоростях сдвига и обладающие высокой псевдопластичностью. Обычно они представляют собой коллоидные растворы биополимеров, в частности микробных полисахаридов, в концентрации от 0,5 мас.% до 2 мас.% [13]. Отличительной особенностью псевдопластичных растворов является то, что они обладают исключительно высоким напряжением сдвига в состоянии покоя, которое может уменьшаться в десятки раз при активном перемешивании. Суспензии твердых частиц, приготовленные на основе коллоидных биополимеров, чрезвычайно стабильны, что позволяет предотвратить образование осадка, например, при остановке бурового инструмента, а также в горизонтальных или наклонных участках скважин. Другая отличительная особенность псевдопластичных растворов заключается в том, что они обладают низкими проникающими свойствами при фильтрации в зону коллектора.To prevent the above complications, technological fluids have been developed that have an abnormally high viscosity at low shear rates and have high pseudoplasticity. Usually they are colloidal solutions of biopolymers, in particular microbial polysaccharides, in a concentration of from 0.5 wt.% To 2 wt.% [13]. A distinctive feature of pseudoplastic solutions is that they have an exceptionally high shear stress at rest, which can decrease tens of times with active stirring. Suspensions of solid particles prepared on the basis of colloidal biopolymers are extremely stable, which helps to prevent the formation of sediment, for example, when the drilling tool stops, as well as in horizontal or inclined sections of the wells. Another distinctive feature of pseudoplastic solutions is that they have low penetrating properties when filtered into the reservoir zone.
За последние годы разработаны буровые растворы и технологические жидкости для заканчивания скважин, не содержащие твердофазные механические понизители фильтрации, а включающие афроны - микроскопические пузырьки газа диаметром 20-100 мкм, защищенные сложной двухслойной оболочкой, состоящей из загущенной воды и поверхностно-активных веществ (ПАВ) [14]. Впервые их описание, как и сам термин «афроны», даны Ф.Себбой [15].In recent years, drilling fluids and process fluids have been developed that do not contain solid-phase mechanical filtration reducers, and which include aphrons - microscopic gas bubbles with a diameter of 20-100 microns, protected by a complex two-layer shell consisting of thickened water and surface-active substances (surfactants) [fourteen]. For the first time, their description, like the term “aphrons,” was given by F. Sebboy [15].
Главным отличием афронов от обычных пен является то, что они окружены двухслойными оболочками с промежуточным слоем воды, в то время как оболочка пузырька воздуха в обычной пене состоит из одного мономолекулярного слоя ПАВ. Вследствие малого размера и специфического строения афроны обладают (по сравнению с пузырьками пен) высокой механической прочностью и стабильностью.The main difference between aphrons and ordinary foams is that they are surrounded by two-layer shells with an intermediate layer of water, while the shell of an air bubble in ordinary foam consists of a single monomolecular surfactant layer. Due to the small size and specific structure, aphrons have (compared to foam bubbles) high mechanical strength and stability.
В американском патенте [14], который следует рассматривать как прототип предлагаемой технологической жидкости и прототип предлагаемого способа ее приготовления, описывается состав и способ приготовления технологического раствора на основе полимерных добавок и специально подобранных поверхностно-активных компонентов, представляющих собой группу эмпирически подобранных синтетических ПАВ. В качестве активного начала предлагается использовать, в частности, диоктилсульфосукцинат натрия, фирменный ПАВ «Chubb National Foam-High Expansion», входящий в состав реагента «Blue-Streak», выпускаемый фирмой M-I Drilling Fluids, и некоторые другие дорогостоящие и малодоступные компоненты. Описанные синтетические ПАВ позволяют получить стабильные микропузырьковые газовые включения, снижающие общую плотность растворов. Преимуществом последних, по сравнению с обычными пенами, является то, что афроны легко проходят даже через мелкие ячейки вибросит, а под воздействием центробежных сил в гидроциклонах и центрифуге всплывают и отделяются вместе с чистым раствором. Благодаря своему малому размеру и высокой прочности афроны по сравнению с пенами не оказывают влияния на работу буровых и центробежных насосов, а также полностью совместимы с телеметрическими системами, использующими гидравлический канал передачи данных. Благодаря упругости, гидрофобному характеру наружной поверхности микропузырьков и их конгломератов (от десятков микрон до нескольких миллиметров) афроны обладают способностью к обратимой кольматации широкого диапазона проницаемых сред - от низкопроницаемых песчаников до трещиноватых известняков с проницаемостью в десятки Дарси, образуя на их поверхности подобие защитной оболочки. Состав-прототип имеет нейтральные или щелочные значения рН, достигаемые введением различных компонентов и, в частности, карбоната натрия.The American patent [14], which should be considered as a prototype of the proposed process fluid and a prototype of the proposed method for its preparation, describes the composition and method of preparation of the technological solution based on polymer additives and specially selected surface-active components, which are a group of empirically selected synthetic surfactants. As an active principle, it is proposed to use, in particular, sodium dioctyl sulfosuccinate, the proprietary surfactant Chubb National Foam-High Expansion, which is part of the Blue-Streak reagent, manufactured by M-I Drilling Fluids, and some other expensive and inaccessible components. The described synthetic surfactants make it possible to obtain stable microbubble gas inclusions that reduce the total density of solutions. The advantage of the latter, in comparison with conventional foams, is that aphrons easily pass even through small cells of a vibrosieve, and under the influence of centrifugal forces in hydrocyclones and a centrifuge they float and separate together with a clean solution. Due to its small size and high strength, aphrons do not affect the operation of mud and centrifugal pumps compared to foams and are fully compatible with telemetry systems using a hydraulic data transmission channel. Due to the elasticity, hydrophobic nature of the outer surface of microbubbles and their conglomerates (from tens of microns to several millimeters), aphrons are capable of reversibly clogging a wide range of permeable media - from low permeable sandstones to fractured limestones with permeability of tens of Darcy, forming a kind of protective shell on their surface. The prototype composition has neutral or alkaline pH values achieved by the introduction of various components and, in particular, sodium carbonate.
Главным преимуществом афронов перед другими кольматирующими агентами является то, что они не образуют необратимых корок и блокирующего экрана на поверхности и в самом коллекторе и легко диссоциируют в раствор при снятии напряжений. В известных составах буровых растворов афроны генерируются под воздействием высоких механических напряжений и кавитации, например, в центробежных насосах, гидромониторных насадках долот, гидросмесителях, гидроциклонах, в процессе компрессии и декомпрессии жидкости в момент движения в стволе скважины и т.д.The main advantage of aphrons over other colmatizing agents is that they do not form irreversible crusts and a blocking screen on the surface and in the collector itself and easily dissociate into the solution when stress is removed. In well-known compositions of drilling fluids, aphrons are generated under the influence of high mechanical stresses and cavitation, for example, in centrifugal pumps, hydraulic nozzle bits, hydraulic mixers, hydrocyclones, during compression and decompression of a fluid at the moment of movement in a wellbore, etc.
Применение известных афронсодержащих технологических жидкостей в практике глушения скважин хотя и представляется перспективным, но осложнено тем, что процесс инкорпорирования воздушных пузырьков в жидкую фазу происходит лишь при ее активном диспергировании и одновременном захвате воздуха. Такие процессы являются естественными, если афронсодержащая жидкость используется в качестве бурового раствора, т.е непрерывно циркулирует в стволе скважины через градиент гидростатического давления, через вибросита, центробежные насосы и при этом перемешивается, захватывая воздух в открытых технологических емкостях. Статическое использование технологической жидкости, например, для глушения скважины, не создает условий для автогенерации афронов и требует установки дополнительного газодиспергирующего оборудования, что значительно удорожает стоимость ремонта скважины.The use of well-known afron-containing process fluids in the practice of killing wells, although it seems promising, is complicated by the fact that the process of incorporating air bubbles into the liquid phase occurs only with its active dispersion and simultaneous capture of air. Such processes are natural if an afron-containing fluid is used as a drilling fluid, i.e., it continuously circulates in the wellbore through a gradient of hydrostatic pressure, through vibrating screens, centrifugal pumps, and at the same time mixes, trapping air in open technological tanks. The static use of the process fluid, for example, to kill the well, does not create conditions for autogeneration of aphrons and requires the installation of additional gas dispersing equipment, which significantly increases the cost of well repair.
Решаемая предлагаемой группой изобретений задача и ожидаемый технический результат заключаются в разработке состава и способа приготовления афронсодержащей жидкости глушения в статических условиях без использования специального газодиспергирующего оборудования на основе доступных реагентов.Solved by the proposed group of inventions, the task and the expected technical result are to develop a composition and method for preparing an afron-containing killing fluid in static conditions without the use of special gas dispersing equipment based on available reagents.
Поставленная задача решается тем, что афронсодержащая технологическая жидкость для глушения нефтегазовых скважин, включающая воду, поверхностно-активный компонент - ПАВ, карбонат натрия и стабилизирующие и регулирующие добавки в виде микробного ксантанового биополимера, модифицированного крахмала, отличается тем, что содержит дополнительно алюминиевую пудру, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the afron-containing technological fluid for killing oil and gas wells, including water, a surface-active component - surfactant, sodium carbonate and stabilizing and regulating additives in the form of microbial xanthan biopolymer, modified starch, is characterized in that it additionally contains aluminum powder, the following ratio of components, wt.%:
Поставленная задача решается также тем, что способ приготовления указанной афронсодержащей технологической жидкости для глушения нефтегазовых скважин включает смешение ее компонентов с получением двух растворов, один из которых обязательно содержит карбонат натрия и ПАВ, а другой - алюминиевую пудру, и смешение этих растворов при температуре от 50°С до 90°С.The problem is also solved by the fact that the method of preparation of the aforementioned afron-containing technological fluid for killing oil and gas wells involves mixing its components to obtain two solutions, one of which necessarily contains sodium carbonate and surfactant, and the other contains aluminum powder, and mixing these solutions at temperatures from 50 ° C to 90 ° C.
Алюминиевая пудра в щелочных условиях, создаваемых присутствием кальцинированной соды, реагирует с водой в соответствующих температурных условиях, возможно, непосредственно в пласте, - с образованием микропузырьков водорода, защищенных сложной двухслойной оболочкой, состоящей из загущенной полисахаридными компонентами воды и поверхностно-активных веществ, т.е. афронов.Under alkaline conditions created by the presence of soda ash, aluminum powder reacts with water under appropriate temperature conditions, possibly directly in the formation, with the formation of hydrogen microbubbles protected by a complex two-layer shell consisting of thickened polysaccharide components of water and surfactants, etc. e. aphrons.
Предлагаемый способ приготовления такой афронсодержащей технологической жидкости для глушения скважин заключается в раздельном приготовлении двух растворов, один из которых («активатор») обязательно содержит щелочной ингредиент и поверхностно-активный компонент, а другой («процессор») - включает в своем составе алюминиевую пудру.The proposed method for preparing such an aphron-containing technological fluid for killing wells consists in separately preparing two solutions, one of which (an “activator”) necessarily contains an alkaline ingredient and a surface-active component, and the other (“processor”) includes aluminum powder.
Сама афронсодержащая технологическая жидкость готовится путем простого смешения двух указанных растворов - «активатора» и «процессора» - в одной емкости перед подачей ее в скважину с предварительным подогревом до температуры плюс 50°С - плюс 90°С или непосредственно в скважине за счет геотермального разогрева.The afron-containing process fluid itself is prepared by simply mixing the two indicated solutions - “activator” and “processor” - in one tank before feeding it into the well with preheating to a temperature of plus 50 ° C - plus 90 ° C or directly in the well due to geothermal heating .
Предлагаемый алюминиево-щелочной газообразователь дешев, доступен и является экологически чистым продуктом, при этом растворы «активатора» и «процессора» по отдельности могут длительное время храниться в стабильном состоянии, а генерация афронов будет происходить лишь после смешения неактивных компонентов и после прогрева активизированного раствора или в емкости, или в стволе скважины при температуре выше 30°С. Использование алюминиево-щелочного газообразования известно и широко используется, в частности, при изготовлении ячеистых бетонов [16]. Вместе с тем, в специальной литературе сведения, касающиеся образования афронов в загущенных полисахаридных растворах, содержащих алюминий и соду и не подвергнутых механическому диспергированию, отсутствуют. Поэтому заявляемое решение, по мнению авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень».The proposed aluminum-alkaline blowing agent is cheap, affordable and environmentally friendly product, while the solutions of the "activator" and "processor" separately can be stored for a long time in a stable state, and the generation of aphrons will occur only after mixing inactive components and after heating the activated solution or in the tank, or in the wellbore at a temperature above 30 ° C. The use of aluminum-alkaline gas formation is known and widely used, in particular, in the manufacture of cellular concrete [16]. At the same time, there is no information in the specialized literature on the formation of aphrons in thickened polysaccharide solutions containing aluminum and soda and not subjected to mechanical dispersion. Therefore, the claimed solution, according to the authors, meets the criterion of "inventive step".
Возможности предлагаемого изобретения могут быть проиллюстрированы примерами, приведенными ниже.The possibilities of the invention can be illustrated by the examples below.
Пример 1. Иллюстрирует образование афронов после добавления в базовый раствор алюминиевой пудры и карбоната натрия.Example 1. Illustrates the formation of aphrons after adding aluminum powder and sodium carbonate to the stock solution.
Готовили базовый раствор, содержащий микробный ксантановый биополимер марки «Родопол» 1,0 мас.%, модифицированный крахмал Фито-РК (ТУ-2483-002-4166845222-97) - 2,0 мас.%, ПАВ - лаурилсульфат натрия - 0,025 мас.% (ТУ 6-09-64-75) и водопроводную воду - 96,975%.A stock solution was prepared containing microbial xanthan biopolymer of the Rodopol brand 1.0 wt.%, Modified Fito-RK starch (TU-2483-002-4166845222-97) - 2.0 wt.%, Surfactant - sodium lauryl sulfate - 0.025 wt. .% (TU 6-09-64-75) and tap water - 96.975%.
В порции базового раствора вносили добавки безводного карбоната натрия (ТУ 2131-002-44267537-2001) в интервале концентраций 0,1-1,0 мас.%, а также добавки алюминиевой пудры (ГОСТ 5494-95) в интервале концентраций 0,005 - 0,08 мас.%. Полученные жидкости подвергали тщательному перемешиванию и прогреву при 80°С в течение 40 минут.Anhydrous sodium carbonate additives (TU 2131-002-44267537-2001) in the concentration range of 0.1-1.0 wt.%, As well as aluminum powder additives (GOST 5494-95) in the concentration range of 0.005 - 0 were added to the portion of the base solution. , 08 wt.%. The resulting liquids were subjected to thorough mixing and heating at 80 ° C for 40 minutes.
Образование афронов (микропузырьков водорода) оценивали по плотности полученных растворов, измеренной стандартными методами в 25 мл - пикнометрах при 20°С и атмосферном давлении. Результаты измерений суммированы в таблице 1.The formation of aphrons (microbubbles of hydrogen) was evaluated by the density of the obtained solutions, measured by standard methods in 25 ml pycnometers at 20 ° C and atmospheric pressure. The measurement results are summarized in table 1.
Пример 2. Иллюстрирует стабильность микропузырькового раствора, полученного по классической технологии с применением механического диспергирования воздуха (подобно прототипу), и афронового раствора, полученного методом генерации пузырьков водорода из алюминиевой пудры.Example 2. Illustrates the stability of a microbubble solution obtained by classical technology using mechanical dispersion of air (similar to the prototype), and aphron solution obtained by the method of generating hydrogen bubbles from aluminum powder.
Готовили базовый раствор по прописи, приведенной в примере 1.Prepared stock solution according to the recipe shown in example 1.
Для генерации афронов путем диспергирования раствора его порцию помещали в закрытый металлический стакан блендера MPW-302 и подвергали трехкратному механическому перемешиванию. Время одной обработки составляло 3 минуты, скорость вращения блендера 18000 мин-1, перерыв между операциями 15-20 минут. Диспергирование газа (воздуха) происходило за счет захвата крупных пузырьков воздуха с поверхности жидкости под воздействием ножа высокоскоростного блендера.To generate aphrons by dispersing the solution, a portion of it was placed in a closed metal glass of an MPW-302 blender and subjected to three mechanical stirring. The time of one treatment was 3 minutes, the rotation speed of the blender was 18000 min -1 , the interval between operations was 15-20 minutes. Dispersion of gas (air) occurred due to the capture of large air bubbles from the surface of the liquid under the influence of a knife of a high-speed blender.
Для генерации афронов с помощью алюминиевой пудры и соды в порцию базового раствора вносили добавку безводного карбоната натрия (ТУ 2131-002-44267537-2001) в концентрации 0,4 мас.%, а также добавку алюминиевой пудры 0,05 мас.% (ГОСТ 5494-95). Полученную жидкость подвергали тщательному перемешиванию и прогреву при 80°С в течение 40 минут.To generate aphrons using aluminum powder and soda, an additive of anhydrous sodium carbonate (TU 2131-002-44267537-2001) at a concentration of 0.4 wt.%, As well as an addition of aluminum powder of 0.05 wt.% Were added to a portion of the base solution (GOST 5494-95). The resulting liquid was subjected to thorough mixing and heating at 80 ° C for 40 minutes.
Полученные растворы, содержащие микропузырьковые дисперсии газа (воздуха и водорода) в смеси базовых реагентов, переносили в стеклянные бюксы, снабженные притертыми крышками, и термостатировали при разных температурах длительное время. Для предотвращения испарения воды из водного слоя жидкости сверху наслаивали жидкий гексадекан (5-10 мм). Через фиксированные промежутки времени, определенные условиями опыта, пробы жидкости извлекали из-под слоя гексадекана с помощью пипетки, дозировали в градуированные пиконометры, термостатировали при 20°С и измеряли плотность весовым методом. Результаты замеров плотностей опытных образцов, полученные в течение 10-ти суточного опыта и представленные в таблице 2, указывают на более высокую стабильность газодисперсных систем, полученных в результате реакции алюминиевой пудры с карбонатом натрия.The resulting solutions, containing microbubble dispersions of gas (air and hydrogen) in a mixture of basic reagents, were transferred to glass containers equipped with ground lids, and thermostated at various temperatures for a long time. To prevent evaporation of water from the aqueous layer of liquid, liquid hexadecane (5-10 mm) was layered on top. At fixed time intervals determined by the experimental conditions, liquid samples were removed from under the hexadecane layer using a pipette, dosed into graduated piconometers, thermostated at 20 ° C, and the density was measured by the gravimetric method. The results of measurements of the densities of the experimental samples obtained during the 10-day experiment and presented in table 2 indicate a higher stability of gas-dispersed systems obtained as a result of the reaction of aluminum powder with sodium carbonate.
Пример 3. Иллюстрирует возможные варианты составов двух растворов - «активатора и «процессора». Генерация микропузырковых систем осуществляется смешением равных объемов двух растворов - «активатора и «процессора», приготовленных отдельно для каждого из вариантов.Example 3. Illustrates possible variations in the composition of two solutions - “activator and“ processor ”. Microbubble systems are generated by mixing equal volumes of two solutions - an “activator and a“ processor ", prepared separately for each of the options.
Источники информацииInformation sources
1. Заявка РФ №2003121616.1. RF application No. 2003121616.
2. Заявка РФ №2003126134.2. RF application No. 2003126134.
3. Патент РФ №2250360.3. RF patent No. 2250360.
4. Поп Г.С., Кучеровский В.М., Гереш П.А. Технико-экономический анализ результатов воздействия технологических жидкостей на призабойную зону продуктивных пластов газоконденсатных месторождений // Обзорная информация. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. - М: ИРЦ Газпром, 1995. - 101 с.4. Pop G.S., Kucherovsky V.M., Geresh P.A. Technical and economic analysis of the effects of technological fluids on the bottomhole zone of productive formations of gas condensate fields // Overview. Ser. Development and operation of gas and gas condensate fields. - M: IRC Gazprom, 1995 .-- 101 p.
5. Заявка РФ №2003129052.5. RF application No. 2003129052.
6. Патент РФ №2255209.6. RF patent №2255209.
7. Патент РФ №2264531.7. RF patent No. 2264531.
8. Патент РФ №2258802.8. RF patent No. 2258802.
9. Заявка РФ №2005108303.9. RF application No. 2005108303.
10. Патент РФ №2246609.7.10. RF patent №2246609.7.
11. Заявка РФ №2005108303.11. RF application No. 2005108303.
12. Патент РФ №2266394.12. RF patent No. 2266394.
13. Андресон Б.А., Гибадуллин Н.З., Гилязов P.M., Кондрашев О.Ф. Физико-химические основы применения полисахаридных буровых растворов для заканчивания скважин - Уфа: Монография, 2004. - 247 с.13. Andreson B.A., Gibadullin N.Z., Gilyazov P.M., Kondrashev O.F. Physico-chemical principles of the use of polysaccharide drilling fluids for well completion - Ufa: Monograph, 2004. - 247 p.
14. Патент США №5881826.14. US patent No. 5881826.
15. Felix Sebba, "Foams and Biliquid Foams-Aphrons", Virginia Polytechnic Institute and State University, pp 62-69, 1987.15. Felix Sebba, "Foams and Biliquid Foams-Aphrons," Virginia Polytechnic Institute and State University, pp 62-69, 1987.
16. Ф.Вавржин, Р.Крчма. Химические добавки в строительстве. М.: Стройиздат, 1964, 287 с.16. F.Vavrzhin, R. Krchma. Chemical additives in construction. M .: Stroyizdat, 1964, 287 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107582/03A RU2322472C1 (en) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007107582/03A RU2322472C1 (en) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2322472C1 true RU2322472C1 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=39454033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007107582/03A RU2322472C1 (en) | 2007-02-19 | 2007-02-19 | Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322472C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518615C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Development method of non-homogeneous oil formation (versions) |
| RU2635405C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method for preparing drilling solution on hydrocarbon base for wells drilling with abnormally low formation pressure |
| RU2776817C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Aphron-containing process fluid |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5881826A (en) * | 1997-02-13 | 1999-03-16 | Actisystems, Inc. | Aphron-containing well drilling and servicing fluids |
| US6422326B1 (en) * | 1997-02-13 | 2002-07-23 | Actisystems, Inc. | Aphron-containing well drilling and servicing fluids of enhanced stability |
| RU2266394C1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") | Well killing foaming composition |
-
2007
- 2007-02-19 RU RU2007107582/03A patent/RU2322472C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5881826A (en) * | 1997-02-13 | 1999-03-16 | Actisystems, Inc. | Aphron-containing well drilling and servicing fluids |
| US6390208B1 (en) * | 1997-02-13 | 2002-05-21 | Masi Technologies, L.L.C. | Aphron-containing well drilling and servicing fluids |
| US6422326B1 (en) * | 1997-02-13 | 2002-07-23 | Actisystems, Inc. | Aphron-containing well drilling and servicing fluids of enhanced stability |
| RU2266394C1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-20 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" Открытого акционерного общества "Газпром" (ОАО "СевКавНИПИгаз" ОАО "Газпром") | Well killing foaming composition |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518615C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Development method of non-homogeneous oil formation (versions) |
| RU2635405C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-11-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method for preparing drilling solution on hydrocarbon base for wells drilling with abnormally low formation pressure |
| RU2776817C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Aphron-containing process fluid |
| RU2788192C1 (en) * | 2022-09-08 | 2023-01-17 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Method for determining effective gas-blocking systems for selective blocking of highly permeable gas-saturated zones of under-gas fields |
| RU2835336C1 (en) * | 2024-05-07 | 2025-02-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Composition for producing water-based drilling mud |
| RU2839514C1 (en) * | 2024-08-19 | 2025-05-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method of preparing nanoaphron drilling mud |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6703351B2 (en) | Water-based drilling fluids using latex additives | |
| RU2698389C1 (en) | Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud | |
| US5821203A (en) | Foamed drilling fluids, their process for preparation and the corresponding drilling method | |
| GB2205340A (en) | Method for production of a foam for hydraulic fracturing | |
| NO344584B1 (en) | Oil-based drilling fluid for use in sealing sand formations, and a method of inhibiting fluid loss in a sand formation | |
| MXPA01000840A (en) | Aphron-containing well drilling and servicing fluids of enhanced stability. | |
| RU2266312C1 (en) | Polymeric drilling fluid for exposing production formations | |
| RU2215016C1 (en) | Process fluid for boring, completion and major repairs of oil and gas wells under abnormally high formation pressure and elevated temperature conditions | |
| EA003014B1 (en) | Fluid for drilling and servicing a well, method for drilling or servicing a well in a subterranean formation | |
| CN106367054B (en) | A kind of Xie Shui lock agent and preparation method | |
| RU2322472C1 (en) | Technological liquid for damping oil and gas hole and method for its preparing | |
| RU2168531C1 (en) | Clay-free drilling fluid for exposing productive formations | |
| US4008096A (en) | Asphalt plug emplacement process | |
| IT9048312A1 (en) | PERFORATION FLUID WITH ANIONIC CARBOHYDRATE BROWN REACTION AND RELATIVE METHOD | |
| RU2252238C1 (en) | Foam forming composition for productive stratum perforation | |
| EA010638B1 (en) | Water-based drilling fluids using latex additives | |
| RU2301822C2 (en) | Drilling fluid | |
| US11535786B2 (en) | Methods for wellbore strengthening | |
| RU2693104C1 (en) | Composition of reagent for development of oil field by flooding and method of its application | |
| CN109694698A (en) | A kind of drilling fluid and preparation method thereof in horizontal well coal seam | |
| RU2208036C2 (en) | Well-killing foaming composition | |
| RU2168618C2 (en) | Method of developing oil deposit | |
| RU2208033C2 (en) | Solid phase-free drilling fluid | |
| RU2839514C1 (en) | Method of preparing nanoaphron drilling mud | |
| RU2348670C1 (en) | Clay-free drilling fluid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191206 |