[go: up one dir, main page]

RU2804720C1 - Biopolymer drilling fluid - Google Patents

Biopolymer drilling fluid Download PDF

Info

Publication number
RU2804720C1
RU2804720C1 RU2022128525A RU2022128525A RU2804720C1 RU 2804720 C1 RU2804720 C1 RU 2804720C1 RU 2022128525 A RU2022128525 A RU 2022128525A RU 2022128525 A RU2022128525 A RU 2022128525A RU 2804720 C1 RU2804720 C1 RU 2804720C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biopolymer
drilling fluid
water
xanthan
bactericide
Prior art date
Application number
RU2022128525A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Сергеевич Захаров
Константин Мадестович Минаев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804720C1 publication Critical patent/RU2804720C1/en

Links

Abstract

FIELD: drilling fluids.
SUBSTANCE: water-based biopolymer drilling fluids used for primary opening of formations, as well as for drilling directional intervals and horizontal sections of oil and gas wells. Biopolymer drilling fluid for the initial opening of formations contains, wt.%: xanthan type “ХС ОНК” biopolymer 0.41-0.45; Reatrol modified starch 1.0-1.5; potassium chloride 8-9; soda ash 0.05-0.18; caustic soda 0.05-0.9; hydrophobic carbonate colmatant D20 5.5-6.5; Lubroil lubricant additive 1.2-3; Penta-480V defoamer 0.03-0.06; bactericide 0.05-0.1; water the rest.
EFFECT: increase in the factor of recovery of the initial permeability of the formation up to 35.6-37.1%.
1 cl, 3 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к биополимерным буровым растворам на водной основе и может быть использовано для первичного вскрытия продуктивных пластов, а также при бурении наклонно-направленных интервалов и горизонтальных участков нефтяных и газовых скважин.The invention relates to water-based biopolymer drilling fluids and can be used for the initial opening of productive formations, as well as when drilling directional intervals and horizontal sections of oil and gas wells.

Известен биополимерный буровой раствор [RU 2289603 C1, МПК C09K 8/10 (2006.01), опубл.: 20.12.2006], содержащий биополимер ксантанового типа, поверхностно-активное вещество и смазочную добавку - этилендиамиды жирных кислот - продукт конденсации этилендиамина и фосфатидного концентрата, полимерный понизитель фильтрации - полианионную целлюлозу, или карбоксиметилцеллюлозу, или карбоксиметилокси-этилцеллюлозу, или оксиэтилцеллюлозу, или гидролизованный полиакрилонитрил и дополнительно - гуматы щелочных металлов - углещелочной реагент УЩР или гуматно-калиевый реагент ГКР и соли щелочных и/или щелочноземельных металлов - KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, бишофит и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:A biopolymer drilling fluid is known [RU 2289603 C1, IPC C09K 8/10 (2006.01), publ.: 12/20/2006], containing a xanthan-type biopolymer, a surfactant and a lubricant additive - ethylene diamides of fatty acids - a condensation product of ethylenediamine and phosphatide concentrate, polymer filtration reducer - polyanionic cellulose, or carboxymethylcellulose, or carboxymethyloxy-ethylcellulose, or hydroxyethylcellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile and additionally - alkali metal humates - carbon-alkali reagent UShR or humate-potassium reagent GKR and salts of alkali and/or alkaline earth metals - KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, bischofite and water at the following ratio of components, wt.%:

указанный понизитель фильтрацииspecified filtration reducer 0,1-1,00.1-1.0 биополимер ксантанового типаxanthan type biopolymer 0,2-0,50.2-0.5 указанные этилендиамиды жирных кислотindicated fatty acid ethylene diamides 0,05-3,00.05-3.0 УЩР или ГКРUShR or GKR 3,0-6,03.0-6.0 указанные солиspecified salts 3,0-40,03.0-40.0 водаwater остальноеrest

Данный биополимерный буровой раствор обеспечивает недостаточную эффективность первичного вскрытия продуктивного пласта, так как имеет высокие значения фильтрационных свойств. Это способствует избыточному проникновению дисперсионной среды данного раствора в продуктивный пласт с образованием водной блокады в призабойной зоне пласта, что значительно снижает истинный потенциал скважины.This biopolymer drilling fluid provides insufficient efficiency of the initial opening of the productive formation,because has high filtration properties. This contributes to excessive penetration of the dispersion medium of this solution into the productive formation with the formation of a water blockade in the bottomhole zone of the formation, which significantly reduces the true potential of the well.

Известен биополимерный буровой раствор [RU 2561630 С2, МПК C09K 8/10 (2006.01), опубл.: 27.08.2015], содержащий полианионную целлюлозу, биополимер ксантанового типа, в качестве смазочной добавки - продукт жирных кислот триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24, соли щелочных и/или щелочноземельных металлов KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, бишофит, ингибитор реагент гликойл, разнофракционный утяжелитель - сернокислый барий, гидроксид натрия, воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:A biopolymer drilling fluid is known [RU 2561630 C2, IPC C09K 8/10 (2006.01), publ.: 08/27/2015], containing polyanionic cellulose, a xanthan-type biopolymer, as a lubricant additive - a product of fatty acids of triglycerides with the number of carbon atoms from 14 to 24, salts of alkali and/or alkaline earth metals KCl, NaCl, CaCl 2 , MgCl 2 , bischofite, inhibitor reagent glycoil, multi-fraction weighting agent - barium sulfate, sodium hydroxide, water in the following ratio of components, wt.%:

полианионная целлюлозаpolyanionic cellulose низкой степени вязкости (степень замещения 0,9,low degree of viscosity (degree of substitution 0.9, динамическая вязкость <100 мПа·с - по методу Брукфильда)dynamic viscosity <100 mPa s - according to the Brookfield method) 0,2-1,50.2-1.5 полианионная целлюлозаpolyanionic cellulose высокой степени вязкости (степень замещения 0,9,high degree of viscosity (degree of substitution 0.9, динамическая вязкость >1000 мПа·с - по методу Брукфильда) dynamic viscosity >1000 mPa s - according to the Brookfield method) 0,2-1,50.2-1.5 биополимер ксантанового типаxanthan type biopolymer 0,1-0,60.1-0.6 смазочная добавкаlubricant additive 0,07-3,50.07-3.5 соли щелочных и/или щелочноземельных металловsalts of alkali and/or alkaline earth metals KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, бишофитKCl, NaCl, CaCl2, MgCl2, bischofite 3,0-40,03.0-40.0 гидроксид натрияsodium hydroxide 0,1-0,60.1-0.6 ингибитор реагент гликойлinhibitor reagent glycoil 0,5-1,00.5-1.0 бактерицидbactericide 0,01-0,20.01-0.2 разнофракционный утяжелитель - сернокислый барийmulti-fraction weighting agent - barium sulfate до 80up to 80 водаwater остальноеrest

Биополимером ксантанового типа может быть любой полисахарид на основе ксантана. В качестве ингибитора содержит реагент гликойл ПГ-40.The xanthan-type biopolymer can be any xanthan-based polysaccharide. Contains reagent glycoil PG-40 as an inhibitor.

Недостатком данного состава является совместное использование полианионной целлюлозы и ксантанового биополимера, выражающееся в неудовлетворительных структурно-реологических свойствах бурового раствора. Многокомпонентность усложняет способ приготовления этого бурового раствора, увеличивает затраты времени на приготовление, а также на дополнительную обработку в процессе бурения для поддержания необходимых параметров.The disadvantage of this composition is the combined use of polyanionic cellulose and xanthan biopolymer, which results in unsatisfactory structural and rheological properties of the drilling fluid. The multicomponent nature complicates the method of preparing this drilling fluid, increases the time spent on preparation, as well as on additional processing during the drilling process to maintain the required parameters.

Известен биополимерный буровой раствор [RU 2186819 С1, МПК C09K 7/02 (2000.01), опубл.: 10.08.2002] для вскрытия продуктивных пластов горизонтальных скважин и скважин с большим углом отклонения, содержащий биополимер, полианионную целлюлозу, гидроксид щелочного металла, смазочную добавку - поверхностно-активное вещество ПАВ МИГ, модифицированный крахмал, водорастворимую соль кремниевой кислоты и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:A known biopolymer drilling fluid [RU 2186819 C1, IPC C09K 7/02 (2000.01), publ.: 08/10/2002] for opening productive formations of horizontal wells and wells with a large deviation angle, containing a biopolymer, polyanionic cellulose, alkali metal hydroxide, lubricant additive - surfactant MIG, modified starch, water-soluble silicic acid salt and water in the following ratio of ingredients, wt.%:

биополимерbiopolymer 0,05-0,20.05-0.2 модифицированный крахмалmodified starch 1,15-2,01.15-2.0 полианионная целлюлозаpolyanionic cellulose 0,1-0,250.1-0.25 гидроксид щелочного металлаalkali metal hydroxide 0,045-0,160.045-0.16 водорастворимая соль кремниевой кислотыwater-soluble silicic acid salt 0,23-1,20.23-1.2 поверхностно-активное вещество ПАВ МИГsurfactant MIG surfactant 0,3-1,00.3-1.0 водаwater остальноеrest

при этом массовое соотношение гидроксида щелочного металла и водорастворимой соли кремниевой кислоты составляет 1:2,5-15,0 соответственно.in this case, the mass ratio of alkali metal hydroxide and water-soluble silicic acid salt is 1:2.5-15.0, respectively.

Указанный буровой раствор дополнительно может содержать утяжелитель, взятый в количестве, необходимом для получения бурового раствора расчетной плотности, и выбранный из группы следующих веществ: неорганические соли - хлориды натрия, кальция, калия, или карбонатный утяжелитель, или бентонит.The specified drilling fluid may additionally contain a weighting agent, taken in the amount necessary to obtain a drilling fluid of calculated density, and selected from the group of the following substances: inorganic salts - sodium, calcium, potassium chlorides, or carbonate weighting agent, or bentonite.

Недостатком данного раствора является присутствие в его составе бионеразлагаемой полианионной целлюлозы, способной необратимо снижать проницаемость пород коллектора.The disadvantage of this solution is the presence in its composition of biodegradable polyanionic cellulose, which can irreversibly reduce the permeability of reservoir rocks.

Известен биополимерный буровой раствор [RU 2711222 C1, МПК C09K 8/10 (2006.01), опубл.: 15.01.2020], выбранный в качестве прототипа, содержащий компоненты при следующем соотношении, мас.%:Famous biopolymer drilling fluid [RU 2711222 C1, IPCC09K 8/10 (2006.01), publ.: 01/15/2020], selected as a prototype, containing components in the following ratio, wt.%:

ксантановая камедь БИОПОЛxanthan gum BIOPOL 0,15-0,250.15-0.25 модифицированный крахмал МУЛЬТИСТАРmodified starch MULTISTAR 0,75-1,250.75-1.25 полианионная целлюлоза АНИПОЛ НВpolyanionic cellulose ANIPOL NV 0,12-0,200.12-0.20 гидроксид натрияsodium hydroxide 0,04-0,400.04-0.40 водорастворимая соль кремниевой кислотыwater-soluble silicic acid salt 0,37-0,600.37-0.60 смазочная добавка БЛ-САЛТlubricant additive BL-SALT 0,95-1,550.95-1.55 хлорид калия potassium chloride 4,00-6,004.00-6.00 карбонатный утяжелительcarbonate weighting material 1,50-3,201.50-3.20 термостабилизирующая добавкаheat-stabilizing additive 0,55-0,900.55-0.90 кальцинированная содаsoda ash 0,05-0,100.05-0.10 бактерицидbactericide 0,05-0,100.05-0.10 сульфированный битум СУЛЬФОБИТsulfonated bitumen SULFOBIT 0,07-1,100.07-1.10 пеногаситель Пента-480Вdefoamer Penta-480V 0,05-0,100.05-0.10 органическая ингибирующая добавка БИО XXorganic inhibitory additive BIO XX 0,70-1,100.70-1.10 полигликоли с температуройpolyglycols with temperature помутнения 70-130°Сcloudiness 70-130°С при минерализации 100-150 г/л,with mineralization 100-150 g/l, 1,35-2,201.35-2.20 баритовый утяжелительbarite weighting material до 45,0up to 45.0 водаwater остальноеrest

Существенным недостатком прототипа является избыточная кольматирующая способность порового пространства коллектора во время первичного вскрытия продуктивного пласта, вследствие которого снижается коэффициент восстановления проницаемости. Данный эффект определяется использованием термостойких полигликолей и высоким содержанием кислотонерастворимого баритного утяжелителя. Усиливает кольматационные эффекты использование сульфированного битума. Данный реагент ввиду своей гидрофобной природы должен обеспечивать высокие коэффициенты восстановления проницаемостей по нефти при освоении скважины. Однако на практике данный эффект отсутствует. Кроме того, многокомпонентность данного биополимерного бурового раствора усложняет приготовление раствора и затрудняет оперативное регулирование его технологических свойств.A significant disadvantage of the prototype is the excessive clogging capacity of the reservoir pore space during the initial opening of the productive formation, as a result of which the permeability recovery coefficient decreases. This effect is determined by the use of heat-resistant polyglycols and a high content of acid-insoluble barite weighting agent. The use of sulfonated bitumen enhances the colmatation effects. Due to its hydrophobic nature, this reagent should provide high recovery rates for oil permeability during well development. However, in practice this effect is absent. In addition, the multicomponent nature of this biopolymer drilling fluid complicates the preparation of the solution and makes it difficult to quickly regulate its technological properties.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание биополимерного бурового раствора, обеспечивающего повышение коэффициента восстановления первоначальной проницаемости продуктивного пласта.The technical result of the proposed invention is the creation of a biopolymer drilling fluid that provides an increase in the recovery rate of the initial permeability of the productive formation.

Предлагаемый биополимерный буровой, также как в прототипе, содержит биополимер ксантанового типа, модифицированный крахмал, хлорид калия, кальцинированную соду, каустическую соду, смазочную добавку, пеногаситель Пента-480В, бактерицид и воду.The proposed biopolymer drilling rig, as in the prototype, contains a xanthan-type biopolymer, modified starch, potassium chloride, soda ash, caustic soda, lubricant additive, antifoam Penta-480B, bactericide and water.

Согласно изобретению, биополимерный буровой раствор дополнительно содержит гидрофобный карбонатный кольматант D20, в качестве биополимера содержит биополимер ксантанового типа XC ОНК, в качестве модифицированного крахмала - модифицированный крахмал Reatrol, а в качестве смазочной добавки - смазочную добавку Lubroil при следующем соотношении компонентов, мас. %:According to the invention, the biopolymer drilling fluid additionally contains a hydrophobic carbonate bridging agent D20, as a biopolymer it contains a biopolymer of xanthan type XC ONK, as a modified starch - modified Reatrol starch, and as a lubricant additive - Lubroil lubricant additive in the following ratio of components, wt. %:

биополимер ксантанового типа XC ОНК xanthan type biopolymer XC ONK 0,41-0,450.41-0.45 модифицированный крахмал ReatrolReatrol modified starch 1,0-1,51.0-1.5 хлорид калия potassium chloride 8-98-9 кальцинированная содаsoda ash 0,05-0,180.05-0.18 каустическая содаcaustic soda 0,05-0,90.05-0.9 гидрофобный карбонатный кольматант D20hydrophobic carbonate sealant D20 5,5-6,55.5-6.5 смазочная добавка LubroilLubroil lubricant additive 1,2-31.2-3 пеногаситель Пента-480Вdefoamer Penta-480V 0,03-0,060.03-0.06 бактерицидbactericide 0,05-0,10.05-0.1 водаwater остальноеrest

Использование каустической и кальцинированной соды обеспечивает рН воды на уровне 8,5-10,5 за счет чего биополимер ксантанового типа XC ОНК эффективнее диспергируется в дисперсионной среде бурового раствора.The use of caustic and soda ash ensures the pH of the water at a level of 8.5-10.5, due to which the xanthan type biopolymer XC ONK is more effectively dispersed in the dispersion medium of the drilling fluid.

Модифицированный крахмал Reatol, как биоразлагаемый компонент, предназначен для снижения показателя фильтрации бурового раствора.Modified starch Reatol, as a biodegradable component, is designed to reduce the filtration rate of drilling fluid.

Биополимер ксантанового типа XC ОНК представляет собой водорастворимый порошковый полисахарид, полученный в результате жизнедеятельности бактерий Xanthomonas и предназначен для обеспечения необходимых структурно-реологических свойств бурового раствора.Xanthan-type biopolymer XC ONK is a water-soluble powder polysaccharide obtained as a result of the vital activity of Xanthomonas bacteria and is intended to provide the necessary structural and rheological properties of the drilling fluid.

Хлорид калия предназначен для регулирования плотности бурового раствора и придания ему ингибирующих свойств, позволяющих снижать набухание пластовых глин.Potassium chloride is intended to regulate the density of the drilling fluid and give it inhibitory properties to reduce the swelling of formation clays.

Введение пеногасителя Пента-480В предотвращает пенообразование и тем самым обеспечивает стабильность технологических характеристик бурового раствора.The introduction of the antifoam Penta-480V prevents foaming and thereby ensures the stability of the technological characteristics of the drilling fluid.

Введение смазочной добавки Lubroil, устойчивой к пенообразованию, улучшает структурно-реологические, фильтрационные и смазочные показатели, повышает коррозионную устойчивость. При этом активные компоненты смазочной добавки (ПАВ) способствуют уменьшению поверхностного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - пластовая нефть и способствуют качественному первичному вскрытию.The introduction of the lubricant additive Lubroil, which is resistant to foaming, improves structural, rheological, filtration and lubrication properties, and increases corrosion resistance. At the same time, the active components of the lubricant additive (surfactant) help reduce the surface tension at the boundary of the drilling fluid filtrate - reservoir oil and contribute to high-quality initial penetration.

Бактерицид обеспечивает подавление сульфатвосстанавливающих бактерий, растворимость в воде исключает загрязнение нефти и обеспечивает эффективное обеззараживание адгезионных форм бактерий в застойных зонах.The bactericide provides suppression of sulfate-reducing bacteria, solubility in water eliminates oil contamination and ensures effective disinfection of adhesive forms of bacteria in stagnant zones.

Введение в рецептуру бурового раствора гидрофобного карбонатного кольматанта D20 обеспечивает создание на стенках скважины тонкой низкопроницаемой для водной фазы фильтрационной корки, ограничивая проникновение фильтрата бурового раствора в глубь продуктивного пласта. В то же время при освоении скважины полученная фильтрационная корка обладает повышенным значением фазовой проницаемости для нефти, что позволяет получать высокие коэффициенты восстановления проницаемостиThe introduction of hydrophobic carbonate plugging agent D20 into the drilling fluid formulation ensures the creation of a thin filter cake, low-permeable to the water phase, on the well walls, limiting the penetration of the drilling fluid filtrate deep into the productive formation. At the same time, during well development, the resulting filter cake has an increased value of phase permeability for oil, which makes it possible to obtain high permeability recovery coefficients

Под воздействием перепада давления на стенке скважины формируется фильтрационная корка, не пропускающая водную фазу фильтрата бурового раствора при первичном вскрытии продуктивного пласта. При освоении скважины гидрофобная оболочка карбонатного кольматанта D20 растворяется пластовой нефтью, увеличивая тем самым расстояние между твёрдыми частицами гидрофобного карбонатного кольматанта в фильтрационной корке. По мере растворения уменьшаются гидравлические сопротивления пластовым флюидам, фазовая проницаемость корки по нефти увеличивается, тем самым повышая значение коэффициента восстановления первичного вскрытия. Итогом является упрощение технологии освоения, снижение стоимости и временных издержек обработки призабойной зоны пласта и повышение качества первичного вскрытия продуктивных пластов за счет использования доступных и недефицитных материалов.Under the influence of a pressure drop, a filtration cake is formed on the well wall, which does not allow the aqueous phase of the drilling fluid filtrate to pass through during the initial opening of the productive formation. During well development, the hydrophobic shell of the D20 carbonate plug is dissolved by the formation oil, thereby increasing the distance between the solid particles of the hydrophobic carbonate plug in the filter cake. As dissolution proceeds, the hydraulic resistance to formation fluids decreases, the phase permeability of the cake to oil increases, thereby increasing the value of the initial penetration recovery coefficient. The result is a simplification of the development technology, a reduction in the cost and time of processing the bottomhole formation zone and an increase in the quality of the initial opening of productive formations through the use of accessible and non-scarce materials.

Предлагаемый биополимерный буровой раствор обеспечивает повышение коэффициента восстановления первоначальной проницаемости продуктивного пласта до 35,6-37,1%.The proposed biopolymer drilling fluid ensures an increase in the recovery rate of the initial permeability of the productive formation to 35.6-37.1%.

Использование предложенного бурового раствора снижает кольматацию призабойной зоны скважины твердой фазой бурового раствора, ввиду использования в составе промывочной жидкости частично растворимого для углеводородов гидрофобного карбонатного кольматанта D20, что приводит к повышению производительности скважины.The use of the proposed drilling fluid reduces clogging of the bottom-hole zone of the well with the solid phase of the drilling fluid, due to the use of hydrophobic carbonate plug D20, which is partially soluble for hydrocarbons in the drilling fluid, which leads to an increase in well productivity.

Состав и концентрация компонентов биополимерного бурового раствора обеспечивают необходимые структурные и реологические свойства для бурения наклонно-направленных и горизонтальных участков скважин.The composition and concentration of the components of the biopolymer drilling fluid provide the necessary structural and rheological properties for drilling directional and horizontal sections of wells.

В таблице 1 представлены составы буровых растворов.Table 1 shows the compositions of drilling fluids.

В таблице 2 приведены общетехнологические показатели буровых растворов изобретения и прототипа.Table 2 shows the general technological parameters of the drilling fluids of the invention and the prototype.

В таблице 3 показаны значения коэффициента восстановления изобретения и прототипа.Table 3 shows the recovery coefficient values of the invention and prototype.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами приготовления бурового раствора в лабораторных условиях. The essence of the proposed invention is illustrated by the following examples of preparing drilling fluid in laboratory conditions .

Пример 1. Для получения 500 г заявленного бурового раствора к 416 г водопроводной воды при перемешивании на верхнеприводной лабораторной мешалке добавляют 0,25 г каустической соды и 0,25 г кальцинированной соды, 40 г хлорида калия. После полного растворения реагентов вводят 2,05 г биополимера ксантанового типа XC ОНК, и продолжают перемешивать еще 30 мин. По истечении 30 мин в полученный раствор при перемешивании вводят 5 г модифицированного крахмала Reatrol и перемешивают 20 мин. После полного растворения полимерных агентов на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 1 мин последовательно вводят 30 г гидрофобного карбонатного кольматанта D20, 6 г смазочной добавки Lubroil совместно с 0,15 г пеногасителя Пента - 480В и 0,25 г бактерицида. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 3 мин на высокоскоростном миксере.Example 1. To obtain 500 g of the claimed drilling fluid, 0.25 g of caustic soda and 0.25 g of soda ash, 40 g of potassium chloride are added to 416 g of tap water while stirring on an overhead laboratory mixer. After the reagents are completely dissolved, 2.05 g of xanthan type biopolymer XC ONK is introduced and stirring continues for another 30 minutes. After 30 minutes, 5 g of modified Reatrol starch is added to the resulting solution with stirring and stirred for 20 minutes. After complete dissolution of the polymer agents on a high-speed mixer (11,000 rpm), 30 g of hydrophobic carbonate sealant D20, 6 g of Lubroil lubricant additive together with 0.15 g of Penta-480B defoamer and 0.25 g of bactericide are sequentially introduced at intervals of 1 minute. After adding all components, the solution is stirred for 3 minutes on a high-speed mixer.

В результате получили буровой раствор со следующим содержанием компонентов, мас.%: биополимер ксантанового типа XC ОНК 0,41; модифицированный крахмал Reatrol 1; ингибитор глин на основе хлорида калия 8; кальцинированная сода 0,05; каустическая сода 0,05; гидрофобный карбонатный кольматант D20 6; смазочная добавка Lubroil 1,2; пеногаситель Пента-480В 0,03; бактерицид 0,05; вода 83,2 (таблица 1, образец № 1).As a result, a drilling fluid was obtained with the following content of components, wt.%: xanthan type biopolymer XC ONK 0.41; modified starch Reatrol 1; clay inhibitor based on potassium chloride 8; soda ash 0.05; caustic soda 0.05; hydrophobic carbonate bridging agent D20 6; lubricant additive Lubroil 1.2; defoamer Penta-480V 0.03; bactericide 0.05; water 83.2 (Table 1, sample No. 1).

Пример 2. Для получения 500 г заявленного бурового раствора к 412 г водопроводной воды при перемешивании на верхнеприводной лабораторной мешалке добавляют 0,35 г каустической соды и 0,45 г кальцинированной соды, 42,5 г хлорида калия. После полного растворения реагентов вводят 2,1 г биополимера ксантанового типа XC ОНК, и продолжают перемешивать еще 30 мин. По истечении 30 мин в полученный раствор при перемешивании вводят 6 г модифицированного крахмала Reatrol и перемешивают 20 мин. После полного растворения полимерных агентов на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 1 мин последовательно вводят 27,5 г гидрофобного карбонатного кольматанта D20, 9 г смазочной добавки Lubroil совместно с 0,2 г пеногасителя Пента - 480В и 0,35 г бактерицида. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 3 мин на высокоскоростном миксере.Example 2. To obtain 500 g of the claimed drilling fluid, 0.35 g of caustic soda and 0.45 g of soda ash, 42.5 g of potassium chloride are added to 412 g of tap water while stirring on an overhead laboratory mixer. After the reagents are completely dissolved, 2.1 g of xanthan type biopolymer XC ONK is introduced and stirring continues for another 30 minutes. After 30 minutes, 6 g of modified Reatrol starch is added to the resulting solution with stirring and stirred for 20 minutes. After complete dissolution of the polymer agents on a high-speed mixer (11,000 rpm), 27.5 g of hydrophobic carbonate bridging agent D20, 9 g of Lubroil lubricant additive together with 0.2 g of Penta-480B defoamer and 0.35 g are sequentially introduced at intervals of 1 min. bactericide. After adding all components, the solution is stirred for 3 minutes on a high-speed mixer.

В результате получили буровой раствор со следующим содержанием компонентов, мас.%: биополимер ксантанового типа XC ОНК 0,42; модифицированный крахмал Reatrol 1,20; ингибитор глин на основе хлорида калия 8,50; кальцинированная сода 0,07; каустическая сода 0,09; гидрофобный карбонатный кольматант D20 5,50; смазочная добавка Lubroil 1,80; пеногаситель Пента - 480В 0,04; бактерицид 0,07; вода 82,30 (таблица 1, образец № 2).As a result, a drilling fluid was obtained with the following content of components, wt.%: xanthan type biopolymer XC ONK 0.42; modified starch Reatrol 1.20; clay inhibitor based on potassium chloride 8.50; soda ash 0.07; caustic soda 0.09; hydrophobic carbonate bridging agent D20 5.50; lubricant additive Lubroil 1.80; defoamer Penta - 480V 0.04; bactericide 0.07; water 82.30 (Table 1, sample No. 2).

Пример 3. Для получения 500 г заявленного бурового раствора к 405 г водопроводной воды при перемешивании на верхнеприводной лабораторной мешалке добавляют 0,4 г каустической соды и 0,6 г кальцинированной соды, 45 г хлорида калия. После полного растворения реагентов вводят 2,15 г биополимера ксантанового типа XC ОНК, и продолжают перемешивать еще 30 мин. По истечении 30 мин в полученный раствор при перемешивании вводят 6,75 г модифицированного крахмала Reatrol и перемешивают 20 мин. После полного растворения полимерных агентов на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 1 мин последовательно вводят 27,5 г гидрофобного карбонатного кольматанта D20, 11,5 г смазочной добавки Lubroil совместно с 0,3 г пеногасителя Пента - 480В и 0,4 г бактерицида. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 3 мин на высокоскоростном миксере. Example 3. To obtain 500 g of the claimed drilling fluid, 0.4 g of caustic soda and 0.6 g of soda ash, 45 g of potassium chloride are added to 405 g of tap water while stirring on an overhead laboratory mixer. After the reagents are completely dissolved, 2.15 g of xanthan type biopolymer XC ONK is introduced and stirring continues for another 30 minutes. After 30 minutes, 6.75 g of modified Reatrol starch is added to the resulting solution with stirring and stirred for 20 minutes. After the polymer agents are completely dissolved on a high-speed mixer (11,000 rpm), 27.5 g of hydrophobic carbonate bridging agent D20, 11.5 g of the Lubroil lubricant additive together with 0.3 g of the antifoam Penta - 480B and 0 are sequentially introduced at intervals of 1 min. 4 g bactericide. After adding all components, the solution is stirred for 3 minutes on a high-speed mixer.

В результате получили буровой раствор со следующим содержанием компонентов, мас.%: биополимер ксантанового типа XC ОНК 0,43; модифицированный крахмал Reatrol 1,35; ингибитор глин на основе хлорида калия 9; кальцинированная сода 0,12; каустическая сода 0,08; гидрофобный карбонатный кольматант D20 5,5; смазочная добавка Lubroil 2,3; пеногаситель Пента - 480В 0,06; бактерицид 0,08; вода 81,1 (таблица 1, образец № 3).As a result, a drilling fluid was obtained with the following content of components, wt.%: xanthan type biopolymer XC ONK 0.43; modified starch Reatrol 1.35; clay inhibitor based on potassium chloride 9; soda ash 0.12; caustic soda 0.08; hydrophobic carbonate bridging agent D20 5.5; lubricant additive Lubroil 2.3; defoamer Penta - 480V 0.06; bactericide 0.08; water 81.1 (Table 1, sample No. 3).

Пример 4. Для получения 500 г заявленного бурового раствора к 396 г водопроводной воды при перемешивании на верхнеприводной лабораторной мешалке добавляют 0,45 г каустической соды и 0,9 г кальцинированной соды, 45 г хлорида калия. После полного растворения реагентов вводят 2,25 г биополимера ксантанового типа XC ОНК, и продолжают перемешивать еще 30 мин. По истечении 30 мин в полученный раствор при перемешивании вводят 7,5 г модифицированного крахмала Reatrol и перемешивают 20 мин. После полного растворения полимерных агентов на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 1 мин последовательно вводят 32,5 г гидрофобного карбонатного кольматанта D20, 15 г смазочной добавки Lubroil совместно с 0,3 г пеногасителя Пента - 480В и 0,5 г бактерицида. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 3 мин на высокоскоростном миксере. Example 4. To obtain 500 g of the claimed drilling fluid, 0.45 g of caustic soda and 0.9 g of soda ash, 45 g of potassium chloride are added to 396 g of tap water while stirring on an overhead laboratory mixer. After the reagents are completely dissolved, 2.25 g of xanthan type biopolymer XC ONK is introduced and stirring continues for another 30 minutes. After 30 minutes, 7.5 g of modified Reatrol starch is added to the resulting solution with stirring and stirred for 20 minutes. After the polymer agents are completely dissolved on a high-speed mixer (11,000 rpm), 32.5 g of hydrophobic carbonate bridging agent D20, 15 g of Lubroil lubricant additive together with 0.3 g of Penta-480B defoamer and 0.5 g are sequentially introduced at intervals of 1 min. bactericide. After adding all components, the solution is stirred for 3 minutes on a high-speed mixer.

В результате получили буровой раствор со следующим содержанием компонентов, мас.%: биополимер ксантанового типа XC ОНК 0,45; модифицированный крахмал Reatrol 1,5; ингибитор глин на основе хлорида калия 9; кальцинированная сода 0,18; каустическая сода 0,09; гидрофобный карбонатный кольматант D20 6,5; смазочная добавка Lubroil 3; пеногаситель Пента - 480В 0,06; бактерицид 0,1; вода 79,1 (таблица 1, образец № 4).As a result, a drilling fluid was obtained with the following content of components, wt.%: xanthan type biopolymer XC ONK 0.45; modified starch Reatrol 1.5; clay inhibitor based on potassium chloride 9; soda ash 0.18; caustic soda 0.09; hydrophobic carbonate bridging agent D20 6.5; Lubroil 3 lubricant additive; defoamer Penta - 480V 0.06; bactericide 0.1; water 79.1 (Table 1, sample No. 4).

В таблице 1 приведены данные о компонентных составах буровых растворов согласно изобретению и прототипу (образцы № 5 и № 6).Table 1 shows data on the component compositions of drilling fluids according to the invention and the prototype (samples No. 5 and No. 6).

Основные показатели буровых растворов, согласно изобретению и прототипу, определяли в соответствии ГОСТ 33213-2015 при комнатной и пластовой температурах:The main parameters of drilling fluids, according to the invention and the prototype, were determined in accordance with GOST 33213-2015 at room and reservoir temperatures:

- плотность (ρ, г/см3) определяли при помощи рычажных весов «OFITE»;- density (ρ, g/cm 3 ) was determined using OFITE lever scales;

- показатель фильтрации (ПФ, см3/30 мин) определяли при перепаде давления 0,7 МПа на фильтр-прессе «OFITE»;- filtration index (PF, cm 3 /30 min) was determined at a pressure drop of 0.7 MPa on the OFITE filter press;

- высокотемпературный показатель фильтрации (ВТПФ, см3/30 мин) определяли при 90°С и перепаде давления 0,7 МПа на НТНР-фильтр-прессе «OFITE»;- high-temperature filtration index (HTPF, cm 3 /30 min) was determined at 90°C and a pressure drop of 0.7 MPa on the OFITE HTHP filter press;

- пластическую вязкость (ПВ, мПа⋅c) определяли на ротационном вискозиметре «OFITE» при 25 и 90°С;- plastic viscosity (PV, mPa⋅s) was determined on an OFITE rotational viscometer at 25 and 90°C;

- динамическое напряжение сдвига (ДНС, дПа) определяли на ротационном вискозиметре «OFITE» при 25 и 90°С;- dynamic shear stress (DSS, dPa) was determined on an OFITE rotational viscometer at 25 and 90°C;

- статическое напряжение сдвига за 10 с и 10 мин покоя (СНС 10с/10мин, дПа) определяли на ротационном вискозиметре «OFITE» при 25 и 90°С;- static shear stress for 10 s and 10 min of rest (SNS 10 s/10 min, dPa) was determined on an OFITE rotational viscometer at 25 and 90°C;

- водородный показатель определялся рН-метром;- the pH value was determined with a pH meter;

- ингибирующую способность оценивали на приборе «OFITE Dinamic Linear Swellmeter» как увеличение высоты спрессованного образца из дезинтегрированного керна (%), находящегося под воздействием бурового раствора в течение 24 часов при 90°С;- the inhibitory ability was assessed on the OFITE Dinamic Linear Swellmeter device as an increase in the height of the compressed sample from the disintegrated core (%) exposed to the drilling fluid for 24 hours at 90°C;

- межфазное натяжение на границе раздела фаз между пластовой нефтью и фильтратом бурового раствора определяли с помощью тензиометра KRUSS GmbH.- interfacial tension at the phase boundary between the formation oil and the drilling fluid filtrate was determined using a KRUSS GmbH tensiometer.

Данные таблицы 2 показывают, что предложенный биополимерный буровой раствор и прототип обладают стабильными фильтрационными, структурно-реологическими и ингибирующими свойствами как при комнатной, так и при повышенной температурах. Однако стабильность свойств изобретения достигается при гораздо меньшем количестве химических реагентов, что является неоспоримым преимуществом перед прототипом. The data in Table 2 shows that the proposed biopolymer drilling fluid and the prototype have stable filtration, structural-rheological and inhibitory properties both at room and elevated temperatures. However, the stability of the properties of the invention is achieved with a much smaller amount of chemical reagents, which is an undeniable advantage over the prototype.

Прототип характеризуется низкими значениями межфазного натяжения при пластовой температуре, что является следствием низких коэффициентов восстановления. Фильтрационные испытания на керне проводились в термобарических условиях, моделирующих пластовые условия воздействия по времени и параметрам аналогичным процессу первичного вскрытия на фильтрационной установке типа УИПК. Результаты испытаний показывают, что заявленный буровой раствор обладает высокими значениями коэффициента восстановления первоначальной проницаемости продуктивного пласта по сравнению с прототипом (таблица 3).The prototype is characterized by low values of interfacial tension at reservoir temperature, which is a consequence of low recovery coefficients. Filtration tests on core were carried out under thermobaric conditions simulating reservoir conditions of exposure in time and parameters similar to the process of initial opening in a UIPC-type filtration installation. The test results show that the claimed drilling fluid has high values of the coefficient of recovery of the initial permeability of the productive formation compared to the prototype (Table 3).

Claims (2)

Биополимерный буровой раствор для первичного вскрытия продуктивных пластов, содержащий биополимер ксантанового типа, модифицированный крахмал, хлорид калия, кальцинированную соду, каустическую соду, карбонатный кольматант, смазочную добавку, пеногаситель, бактерицид и воду, отличающийся тем, в качестве биополимера ксантанового типа содержит камедь ксантановую ХС ОНК, в качестве карбонатного кольматанта содержит гидрофобный карбонатный кольматант D20, в качестве модифицированного крахмала содержит модифицированный крахмал Reatrol, в качестве пеногасителя содержит пеногаситель Пента-480В, а в качестве смазочной добавки содержит смазочную добавку Луброил при следующем соотношении компонентов, мас.%:Biopolymer drilling fluid for the initial opening of productive formations, containing a xanthan-type biopolymer, modified starch, potassium chloride, soda ash, caustic soda, carbonate bridging agent, lubricant additive, defoamer, bactericide and water, characterized in that it contains xanthan gum CS as a xanthan-type biopolymer ONK contains the hydrophobic carbonate bridging agent D20 as a carbonate bridging agent, modified Reatrol starch as a modified starch, Penta-480V defoaming agent as a defoaming agent, and Lubroil lubricating additive as a lubricating additive in the following ratio of components, wt.%: камедь ксантановая ХС ОНКxanthan gum HS ONK 0,41-0,45 0.41-0.45 модифицированный крахмал ReatrolReatrol modified starch 1,0-1,5 1.0-1.5 хлорид калияpotassium chloride 8-9 8-9 кальцинированная содаsoda ash 0,05-0,18 0.05-0.18 каустическая содаcaustic soda 0,05-0,9 0.05-0.9 гидрофобный карбонатный кольматант D20hydrophobic carbonate sealant D20 5,5-6,55.5-6.5 смазочная добавка Луброил lubricant additive Lubroil 1,2-3 1.2-3 пеногаситель Пента-480Вdefoamer Penta-480V 0,03-0,06 0.03-0.06 бактерицидbactericide 0,05-0,1 0.05-0.1 водаwater остальное rest
RU2022128525A 2022-11-03 Biopolymer drilling fluid RU2804720C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804720C1 true RU2804720C1 (en) 2023-10-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838049C1 (en) * 2024-06-17 2025-04-09 Публичное акционерное общество "Газпром" Hydrogel flushing system for drilling and primary opening of low-permeability reservoirs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064555A1 (en) * 2002-01-31 2003-08-07 M-I L.L.C. High performance water based drilling mud and method of use
RU2601635C1 (en) * 2015-10-07 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Polymer-based drilling mud for well construction
RU2661172C2 (en) * 2015-08-28 2018-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Сервисная Компания "ПетроИнжиниринг" Drilling mud
RU2695201C1 (en) * 2018-11-29 2019-07-22 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Drill mud for primary opening of productive formation
RU2711222C1 (en) * 2018-11-15 2020-01-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Heat-resistant biopolymer drilling mud
RU2756264C1 (en) * 2020-09-29 2021-09-28 Александр Вячеславович Занчаров Inhibiting biopolymer solution

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064555A1 (en) * 2002-01-31 2003-08-07 M-I L.L.C. High performance water based drilling mud and method of use
RU2661172C2 (en) * 2015-08-28 2018-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Сервисная Компания "ПетроИнжиниринг" Drilling mud
RU2601635C1 (en) * 2015-10-07 2016-11-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Polymer-based drilling mud for well construction
RU2711222C1 (en) * 2018-11-15 2020-01-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") Heat-resistant biopolymer drilling mud
RU2695201C1 (en) * 2018-11-29 2019-07-22 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Drill mud for primary opening of productive formation
RU2756264C1 (en) * 2020-09-29 2021-09-28 Александр Вячеславович Занчаров Inhibiting biopolymer solution

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2838049C1 (en) * 2024-06-17 2025-04-09 Публичное акционерное общество "Газпром" Hydrogel flushing system for drilling and primary opening of low-permeability reservoirs
RU2846472C1 (en) * 2025-01-29 2025-09-05 Публичное акционерное общество "Газпром" Hydrogel flushing system for drilling and primary opening of low-permeable reservoirs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fink Water-based chemicals and technology for drilling, completion, and workover fluids
US7842651B2 (en) Silicate drilling fluid composition containing lubricating agents and uses thereof
RU2698389C1 (en) Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
RU2521259C1 (en) Drilling mud
RU2186819C1 (en) Clayless drilling mud basically designed for boring horizontal holes (versions)
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
RU2289603C1 (en) Biopolymer drilling fluid
RU2481374C1 (en) Clayless loaded drilling mud
RU2369625C2 (en) Drilling agent for deviating holes
WO2021007531A1 (en) A rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems
RU2154084C1 (en) Reagent for treatment of drilling mud
RU2445336C1 (en) Drilling fluid on synthetic basis
RU2655276C1 (en) Weighted mineralized clayless drilling mud
RU2168531C1 (en) Clay-free drilling fluid for exposing productive formations
RU2386656C1 (en) Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells
RU2561630C2 (en) Biopolymer drilling mud sbk-uni-drill-pro (hard)
RU2648379C1 (en) Polysalt biopolymer mud flush poly-s
RU2804720C1 (en) Biopolymer drilling fluid
RU2235751C1 (en) Weighted drilling mud
RU2695201C1 (en) Drill mud for primary opening of productive formation
RU2461600C1 (en) Loaded drilling mud
RU2687815C1 (en) Gel-drill drilling fluid
RU2427605C1 (en) Clay-less polysaccharide drilling agent
RU2683448C1 (en) Strengthened mineralized boring solution for the opening of productive plates with abnormally high plastic pressure