[go: up one dir, main page]

RU2738048C1 - Ингибирующий буровой раствор - Google Patents

Ингибирующий буровой раствор Download PDF

Info

Publication number
RU2738048C1
RU2738048C1 RU2020116365A RU2020116365A RU2738048C1 RU 2738048 C1 RU2738048 C1 RU 2738048C1 RU 2020116365 A RU2020116365 A RU 2020116365A RU 2020116365 A RU2020116365 A RU 2020116365A RU 2738048 C1 RU2738048 C1 RU 2738048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
drilling
solution
soluble salt
chitosan
Prior art date
Application number
RU2020116365A
Other languages
English (en)
Inventor
Тимур Александрович Финк
Михаил Сергеевич Ахмедьянов
Николай Анатольевич Сидоров
Александр Владимирович Прунцов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью МИРРИКО
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью МИРРИКО filed Critical Общество с ограниченной ответственностью МИРРИКО
Priority to RU2020116365A priority Critical patent/RU2738048C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2738048C1 publication Critical patent/RU2738048C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/04Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/06Clay-free compositions
    • C09K8/08Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, в частности при бурении неустойчивых глинистых пород, а также при бурении горизонтальных скважин и скважин с большим углом отклонения. Технический результат - обеспечение высоких ингибирующих свойств, повышение крепящих свойств и улучшение эксплуатационных характеристик раствора. Ингибирующий буровой раствор включает, мас.%: структурообразующий биополимер 0,2-0,5; водорастворимую соль 3-30; полидадмах 1-5; хитозан 0,1-1; поливинилпирролидон 0,1-1; вода - остальное. В качестве водорастворимой соли используют хлорид калия, хлорид натрия, формиат натрия, формиат калия или их смеси. Буровой раствор дополнительно может содержать карбонатный микрокольматант в количестве 3-20 мас.% и крахмальный реагент в количестве 1,5-3 мас.%. В качестве карбонатного микрокольматанта используют мраморную крошку, мел или микрокальцит. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, в частности, при бурении неустойчивых глинистых пород, а также при бурении горизонтальных скважин и скважин с большим углом отклонения.
Уровень техники
Известен катионный буровой раствор (RU 2614838 C1,C09K 8/24, 2015.10.12) включающий воду, глинопорошок, полидадмах, крахмал или декстрин, отличающийся тем, что в качестве дополнительного структурообразователя раствор содержит катионный полимер Росфлок КФ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глинопорошок 3-5, полидадмах 1,05-2,10, росфлок кф 0,5-2, крахмал или декстрин 0,5-3,0, вода - остальное.
Недостатком данного раствора является использование в качестве структурообразователя глинопорошка в комплексе с полидадмах, что может приводить к нестабильным структурно-реологическими параметрам и седиментационной неустойчивости раствора. Отсутствие водорастворимой соли в качестве дополнительного ингибитора говорит о недостаточных ингибирующих свойствах раствора. Также в этом растворе не используются хитозан и поливинилпирролидон.
Известен катионноингибирующий буровой раствор (патент RU 2567580 С1, C09K 8/24, 10.11.2015) включающий воду, глинопорошок и полимер хлорида диаллилдиметиламмония (Полидадмах), отличающийся тем, что раствор дополнительного содержит биополимер Биоксан при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинопорошок 5-8, полидадмах 5-6, биополимер биоксан 0,05-0,2, вода - остальное.
Недостаток известного состава заключается в низких крепящих свойствах бурового раствора, а также в высоких показателях пластической вязкости, вследствие использования глинопорошка в качестве структурообразователя, что может создавать высокие гидравлические сопротивления, отрицательно влияющие на работу всего бурового оборудования. Также в этом растворе не используются хитозан и поливинилпирролидон.
Наиболее близким по сущности решением является буровой раствор, раскрытый в RU2602262C1, C09K8/24, опубл. 10.11.2016. Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых глинистых пород в терригенных и солевых отложениях в условиях воздействия высоких температур до 200°С. Технический результат изобретения - повышение крепящих свойств раствора и сохранение устойчивости (целостности) стенок ствола скважины при одновременном увеличении ингибирующих свойств раствора. Катионный буровой раствор включает мас.%: глинопорошок 3-5; полидадмах 1,75-3,50; катионный полимер Росфлок КФ 0,5-2; поливинилпирролидон 0,3-3,0; вода - остальное.
Недостатком данного раствора является использование в качестве структурообразователя глинопорошка в комплексе с полидадмах, что может приводить к нестабильным структурно-реологическим параметрам и седиментационной неустойчивости раствора.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте изобретения раскрыт ингибирующий буровой раствор, включающий воду, крахмальный реагент, структурообразующий биополимер, водорастворимую соль, водный раствор полидадмаха отличающийся тем, что дополнительно содержит в качестве ингибитора глин хитозан, в качестве крепящего агента поливинилпирролидон при следующем соотношении компонентов, мас.%: крахмальный реагент 1,5-3, структурообразующий биополимер 0,2-0,5, водорастворимая соль 3-30, полидадмах 1-5, хитозан 0,1-1, поливинилпирролидон 0,1-1, вода - остальное.
В дополнительных аспектах раскрыто, что в качестве водорастворимой соли используют хлорид калия, хлорид натрия, формиат натрия, формиат калия или их смеси; буровой раствор дополнительно содержит карбонатный микрокольматант в количестве 3-20 мас.%; в качестве карбонатного микрокольматанта используют мраморную крошку, мел или микрокальцит.
Основными задачами, решаемыми заявленным изобретением, являются улучшение крепящих, ингибирующих и эксплуатационных свойств бурового раствора.
Технический результат, достигаемый решением, заключается в обеспечении высоких ингибирующих свойств раствора, повышении крепящих свойств раствора, улучшении эксплуатационных характеристик раствора.
Технический результат достигается тем что, высокоэффективный ингибирующий буровой раствор, включающий воду, крахмальный реагент, структурообразующий биополимер, водорастворимую соль, водный раствор полидадмаха дополнительно содержит в качестве ингибитора глин хитозан, в качестве крепящего агента поливинилпирролидон при следующем соотношении компонентов, мас.%: крахмальный реагент 1,5-3, структурообразующий биополимер 0,2-0,5, водорастворимая соль 3-30, полидадмах 1-5, хитозан 0,1-1, поливинилпирролидон 0,1 -1, карбонатный микрокольматант 3-20, воду - остальное.
Осуществление изобретения
Крахмальный реагент в заявляемом составе используется в качестве понизителя фильтратоотдачи. В качестве крахмального реагента может использоваться пищевой и технический крахмал, модифицированный крахмал, декстрин. Концентрация крахмального реагента в предлагаемом составе находится в диапазоне 1,5-3%. При снижении концентрации реагента ниже 1,5 мас.% не обеспечивается приемлемое снижение показателя фильтрации, а повышение концентрации выше 3 мас.% экономически нецелесообразно и не приводит к дальнейшему снижению показателя фильтрации.
В качестве структурообразующего биополимера в предлагаемом составе используется ксантановая камедь. Растворы, содержащие ксантановую камедь, проявляют тиксотропные и псевдопластичные свойства, что положительно сказывается на эксплуатационных свойствах раствора.
Использование водорастворимой соли в составе предлагаемого раствора позволяет получить дополнительный ингибирующий эффект, а также позволяет обеспечить совместимость полимерных компонентов раствора. Требуемое содержание водорастворимой соли по настоящему изобретению находится в диапазоне 3-30 мас.% или до достижения максимального предела растворимости соли. При уменьшении концентрации соли ниже заявленного значения не будет достигнут технический результат предлагаемого состава. Повышение концентрации соли выше 30мас.% нецелесообразно ввиду ухудшения эксплуатационных характеристик раствора.
Полидадмах в предлагаемом составе используется в качестве основного ингибитора набухания глин. Полидадмах представляет собой органический полимер с высоким катионным зарядом, необходимым для стабилизации неустойчивых глинистых пород. Может применяться в порошкообразной форме или в виде водного раствора концентрации 30-40 мас.%. Концентрация полидадмаха в предлагаемом составе находится в диапазоне 1-5% масс. При снижении концентрации полидадмаха ниже 0,5 мас.% не обеспечивается достаточного ингибирующего эффекта согласно экспериментальным данным, а повышение концентрации выше 6 мас.% нецелесообразно ввиду перерасхода реагента.
Хитозан в предлагаемом составе используется в качестве дополнительного ингибитора глин. Молекула хитозана содержит в себе большое количество свободных аминогрупп, что позволяет ему связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. Хитозан имеет более низкую молекулярную массу чем полидадмах, что позволяет достичь дополнительный ингибирующий эффект, за счет создания более плотной пленки на поверхности породы. Концентрация хитозана в предлагаемом составе находится в диапазоне 0,1-1% мас. При снижении концентрации хитозана ниже 0,1 мас.% не обеспечивается дополнительный ингибирующий эффект, а повышение концентрации выше 1 мас.% нецелесообразно ввиду перерасхода реагента.
Использование поливинилпирролидона (повидон) в предлагаемом составе обусловлено его крепящими свойствами. Повидон представляет собой водорастворимый полимер, составленный из мономерных единиц N-винилпирролидона. Важной особенностью высокомолекулярного поливинилпирролидона является его высокая адсорбционная способность и склонность к комплексообразованию, что улучшает крепящие и эксплуатационные свойства раствора. Концентрация повидона в предлагаемом составе находится в диапазоне 0,1-1% мас. При снижении концентрации повидона ниже 0,1мас.% не обеспечивается надежного крепящего эффекта, а повышение концентрации выше 6 мас.% нецелесообразно ввиду перерасхода реагента.
Карбонатный кольматант используется в качестве утяжелителя и реагента, который участвует в формировании фильтрационной корки, снижающей водоотдачу раствора. Концентрация карбонатного кольматанта в предлагаемом составе находится в диапазоне 3-20% мас.
В одном из вариантов осуществления предлагаемый буровой раствор может быть приготовлен следующим образом. В воду последовательно при перемешивании добавляют крахмал, ксантановую камедь, водорастворимую соль, полидадмах, хитозан, повидон, карбонатный кольматант.
Рецептуры растворов для тестирования приведены в таблице 1.
Были проведены исследования следующих эксплуатационных характеристик бурового раствора согласно ГОСТ 33213-2014 - пластическая вязкость, статическое и динамическое напряжения сдвига, показатель фильтрации. Результаты тестирования приведены в таблице 2.
Оценку ингибирующей и крепящей способности проводили по следующей методике. Шлам, просеянный до фракции 3-5 мм, в количестве 40 грамм ставится на горячую прокатку с раствором в объеме 200 мл на 16 часов при температуре 80°С. После прокатки шлам отмывается от раствора рассолом хлорида натрия. Затем на приборе BulkHardnessTester (производитель Ofite) замеряется объемная прочность шлама. Затем шлам высушивается до постоянной массы и взвешивается. Высокие значения на тестере объемной твердости говорят о высокой ингибирующей способности, а большое количество шлама оставшиеся после горячей прокатки подтверждает хорошие крепящие свойства раствора. Результаты данных тестов приведены в таблице 2.
Таблица 1. Примеры рецептур растворов по предлагаемому изобретению
Реагент Раствор №
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вода, мас.% 86,4 74,6 72,6 64,4 63,6 62,6 62,6 61,6 61,6 60,6 77,8 54,5
Крахмальный реагент, мас.% 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Ксантановый биополимер, мас.% 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,2 0,5
Хлорид калия, мас.% 8 8 8 10 10 10 10 10 10 10 3 0
Хлорид натрия, мас.% - - - 10 10 10 10 10 10 10 0 30
Полидадмах, мас.% 3 4 5 3 3 3 4 4 5 5 5 1
Хитозан, мас.% 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,5 1 0,5 1 1 1
Повидон, мас.% 0,1 0,5 1 0,1 0,5 1 0,5 1 0,5 1 1 1
Карбонатный микрокольматант, мас.% 0 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Таблица 2. Параметры растворов
Параметр Раствор №
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Фильтрация, см3/30 мин, 49°С 4,1 3,4 2,9 3,8 3,6 3,3 3,4 3,1 3,2 2,9 3,2 3,1
Пластическая вязкость, сП, 49°С 17 19 22 18 18 19 22 23 25 26 18 20
ДНС, фунт/100фут², 49°С 16 18 19 16 17 17 18 19 21 23 17 18
СНС, фунт/100фут², 49°С 4/5 4/5 5/6 4/5 4/5 4/5 4/5 4/5 5/6 5/6 3/4 4/5
Масса сухого шлама после термостатирования при 80°С в течение 16 ч, г 31,2 33,4 35,2 32,5 33,8 35,2 34,6 35,9 35,6 36,4 35,4 30,2
Показатель объемной твердости, фунт-сила/дюйм2 24,1 26,8 28,1 25,2 26,3 26,9 27,8 28,4 28,2 29,6 28,6 20,8
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации изложенной в описании и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.
Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также реализации раскрытые в различных частях описания могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.

Claims (5)

1. Ингибирующий буровой раствор, включающий воду, структурообразующий биополимер, водорастворимую соль, водный раствор полидадмаха, отличающийся тем, что дополнительно содержит хитозан, поливинилпирролидон при следующем соотношении компонентов, мас.%: структурообразующий биополимер 0,2-0,5; водорастворимая соль 3-30; полидадмах 1-5; хитозан 0,1-1; поливинилпирролидон 0,1-1; вода - остальное.
2. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимой соли используют хлорид калия, хлорид натрия, формиат натрия, формиат калия или их смеси.
3. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит карбонатный микрокольматант в количестве 3-20 мас.%.
4. Буровой раствор по п.3, отличающийся тем, что в качестве карбонатного микрокольматанта используют мраморную крошку, мел или микрокальцит.
5. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит крахмальный реагент в количестве 1,5-3 мас.%.
RU2020116365A 2020-05-19 2020-05-19 Ингибирующий буровой раствор RU2738048C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116365A RU2738048C1 (ru) 2020-05-19 2020-05-19 Ингибирующий буровой раствор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116365A RU2738048C1 (ru) 2020-05-19 2020-05-19 Ингибирующий буровой раствор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738048C1 true RU2738048C1 (ru) 2020-12-07

Family

ID=73792586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116365A RU2738048C1 (ru) 2020-05-19 2020-05-19 Ингибирующий буровой раствор

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738048C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794112C1 (ru) * 2022-04-20 2023-04-11 Публичное акционерное общество "Газпром" Безглинистый поликатионный буровой раствор

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080248975A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Eliokem S.A.S. Drilling fluid
RU2534546C1 (ru) * 2013-07-19 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий- Газпром ВНИИГАЗ" Катионноингибирующий буровой раствор
RU2567580C1 (ru) * 2014-08-22 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Катионноингибирующий буровой раствор
RU2602262C1 (ru) * 2015-10-12 2016-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Термостойкий катионный буровой раствор
RU2661955C1 (ru) * 2017-07-03 2018-07-23 Юрий Александрович Кулышев Катионноингибирующий буровой раствор (варианты)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080248975A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Eliokem S.A.S. Drilling fluid
RU2534546C1 (ru) * 2013-07-19 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий- Газпром ВНИИГАЗ" Катионноингибирующий буровой раствор
RU2567580C1 (ru) * 2014-08-22 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Катионноингибирующий буровой раствор
RU2602262C1 (ru) * 2015-10-12 2016-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Термостойкий катионный буровой раствор
RU2661955C1 (ru) * 2017-07-03 2018-07-23 Юрий Александрович Кулышев Катионноингибирующий буровой раствор (варианты)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798347C1 (ru) * 2022-03-28 2023-06-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Псевдопластичный буровой раствор для улучшения очистки ствола скважины и способ бурения с его применением (варианты)
RU2794112C1 (ru) * 2022-04-20 2023-04-11 Публичное акционерное общество "Газпром" Безглинистый поликатионный буровой раствор

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7207387B2 (en) Methods and compositions for use with spacer fluids used in subterranean well bores
US6020289A (en) Polymers for drilling and reservoir fluids and their use
EP1358233B1 (en) Polymeric fluid loss additives and method of use thereof
US4480693A (en) Fluid loss control in oil field cements
US4540496A (en) Intramolecular polymer complexes - viscosifiers for high ionic strength drilling fluids
NO314410B1 (no) Fluid for anvendelse i en oljebrönn, samt fremgangsmåte som gjennomföres ien oljebrönn og anvendelse av fremgangsmåten
CN115551969B (zh) 具有改进的滤失和增粘性能的钻井液
EP1989273A2 (en) High temperature filtration control using water based drilling fluid systems comprising water soluble polymers
NO314411B1 (no) Fremgangsmåte og vannbasert fluid for regulering av dispergeringen av fastestoffer ved oljeboring
US7196039B2 (en) Methods of reducing fluid loss in a wellbore servicing fluid
RU2602262C1 (ru) Термостойкий катионный буровой раствор
CA2817651A1 (en) Drilling fluids useful for limiting tar sand accretion
US6642183B1 (en) Lubricating method for silicate drilling fluids
JPS6164783A (ja) 増粘された固形物不含水性ブラインおよび重質の固形物不含水性ブラインの増粘方法
US4626285A (en) Fluid loss control in oil field cements
RU2567579C1 (ru) Буровой раствор
RU2738048C1 (ru) Ингибирующий буровой раствор
RU2738055C1 (ru) Технологическая жидкость для очистки призабойной зоны пласта, ствола скважины, внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, внутрискважинных фильтров
US6608159B2 (en) Polymeric, acrylamide-free water retention agent
US4544722A (en) Water-soluble terpolymers of 2-acrylamido-2-methylpropane-sulfonic acid, sodium salt (AMPS), n-vinylpyrrolidone and acrylonitrile
CA2679463C (en) Stable sodium thiosulfate based fluidized polymer suspensions of hydroxyethyl cellulose for oilfield services
US11834387B1 (en) Quaternary ammonium salt and preparation method and use thereof as inhibitor, and water-based drilling fluid and use thereof
NO20161891A1 (en) High temperature and high pressure fluid loss additives and methods of use thereof
US4555558A (en) Terpolymers of 2-acrylamido-2-methylpropane-sulfonic acid, sodium salt (AMPS), N,N-dimethylacrylamide, and acrylonitrile
CN109852355A (zh) 一种聚合物降滤失剂