EA020211B1 - Буровые растворы на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и способы применения - Google Patents

Буровые растворы на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и способы применения Download PDF

Info

Publication number
EA020211B1
EA020211B1 EA201070836A EA201070836A EA020211B1 EA 020211 B1 EA020211 B1 EA 020211B1 EA 201070836 A EA201070836 A EA 201070836A EA 201070836 A EA201070836 A EA 201070836A EA 020211 B1 EA020211 B1 EA 020211B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
modified starch
drilling
drilling fluid
carbon atoms
viscoelastic surfactant
Prior art date
Application number
EA201070836A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201070836A1 (ru
Inventor
Чарльз Свобода
Латоша Мур
Фрэнк Э. Эванс
Original Assignee
Эм-Ай Эл.Эл.Си.
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 Эм-Ай Эл.Эл.Си. filed Critical Эм-Ай Эл.Эл.Си.
Publication of EA201070836A1 publication Critical patent/EA201070836A1/ru
Publication of EA020211B1 publication Critical patent/EA020211B1/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
    • C09K8/14Clay-containing compositions
    • C09K8/18Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
    • C09K8/20Natural organic compounds or derivatives thereof, e.g. polysaccharides or lignin derivatives
    • C09K8/206Derivatives of other natural products, e.g. cellulose, starch, sugars
    • 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/003Means for stopping loss of drilling fluid
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/06Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
    • E21B21/068Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole using chemical treatment
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/04Gravelling of wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • 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
    • C09K2208/00Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/18Bridging agents, i.e. particles for temporarily filling the pores of a formation; Graded salts
    • 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
    • C09K2208/00Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/30Viscoelastic surfactants [VES]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к буровым растворам. Описан буровой раствор на водной основе, содержащий амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, включающее соединение формулыпричем значения радикалов раскрыты в формуле изобретения; по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, который структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновых-уксусных ангидридов и триметафосфата натрия. Описаны также способы бурения подземных скважин, способы снижения потери жидкости из подземных скважин и способы завершения ствола скважин с использованием упомянутого выше бурового раствора.

Description

(57) Настоящее изобретение относится к буровым растворам. Описан буровой раствор на водной основе, содержащий амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, включающее соединение формулы
О
020211 Β1 причем значения радикалов раскрыты в формуле изобретения; по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, который структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновыхуксусных ангидридов и триметафосфата натрия. Описаны также способы бурения подземных скважин, способы снижения потери жидкости из подземных скважин и способы завершения ствола скважин с использованием упомянутого выше бурового раствора.
Область изобретения
Варианты, описанные здесь, относятся в основном к буровым растворам. В частности, варианты, описанные здесь, относятся к буровым растворам на водной основе, которые, в частности, могут найти применение при бурении скважин через продуктивный интервал пласта.
Во время бурения ствола скважины обычно в скважине используют различные жидкости для осуществления разнообразных функций. Жидкости могут циркулировать через бурильную колонну и буровую коронку в скважину, а затем могут течь вверх через ствол скважины на поверхность. Во время этой циркуляции буровой раствор может действовать как средство для удаления бурового шлама со дна скважины на поверхность, суспендирования шлама и утяжелителей, когда циркуляция прерывается, регуляции давления в скважине, сохранения целостности ствола скважины до тех пор, пока профиль скважины обсаживается и цементируется, изоляции от жидкостей из пласта путем обеспечения достаточного гидростатического давления для предотвращения поступления жидкостей пласта в ствол скважины, для охлаждения и смазки бурильной колонны и коронки и/или для максимизации скорости проходки.
Однако другим буровым раствором, используемым в стволе скважины после операции бурения, является раствор для завершения бурения. Раствором для завершения бурения, в широком смысле, называется любая жидкость, закачиваемая на дно скважины после того, как операции бурения завершены, включая жидкости, вводимые во время кислотной обработки, пробивания, образования трещин, капитального ремонта и т.д. Буровой раствор для вскрытия пласта является специфическим типом бурового раствора, который предназначен для бурения и завершения профиля скважины в пласте, в необсаженном стволе скважины, т.е. в продуцирующей части пласта. Такие растворы предназначены для компенсации требований пласта в связи с процессами бурения и завершения. В частности, желательно защитить пласт от повреждения и потери жидкости и не помешать будущей продуктивности. Большинство буровых растворов для вскрытия пласта содержат несколько твердых веществ, включая загустители, буровой шлам и добавки, используемые в качестве закупоривающих средств для предотвращения потери циркуляции и в качестве баритового утяжеляющего материала для регуляции давления в пласте.
Во время бурения образуется глинистая корка в виде накопления частиц разных размеров и видов. Эта глинистая корка должна удаляться во время начального режима работы добычи или физически, или химически (т.е. с помощью кислот, окислителей и/или ферментов). Количество и тип бурового шлама влияют на эффективность этих очистных обработок. А также на эффективность очистки ствола скважины перед добычей влияет наличие полимерных добавок, которые могут быть устойчивы к разложению с использованием общепринятых дробящих веществ.
Разработка буровых растворов, которые могут гарантировать минимальное проникновение в породу пласта, необходима для завершения скважин с необсаженным забоем. Такие средства должны блокировать поры около проходного отверстия и затем предотвращать проникновение дополнительной жидкости в породу.
Примерами формаций, при которых часто возникают проблемы, являются высоко проницаемые и/или плохо консолидированные формации, и таким образом, может быть применена методика, известная как подразбуривание. При проведении процесса подразбуривания ствол скважины бурят так, чтобы проникнуть в зону, несущую углеводороды, с использованием обычных методик. Обсадная колонна обычно устанавливается в стволе скважины до точки как раз над несущей углеводороды зоной. Несущую углеводороды зону затем можно перебурить до более широкого диаметра, например, используя расширяющий подрасширитель, который увеличивает диаметр ствола скважины. Подразбуривание обычно выполняют, используя такие специальные растворы чистого бурения, растворы для забуривания. Обычно растворы для забуривания, используемые при подразбуривании, являются водными, с высокой плотностью минеральными растворами, которые загущаются с помощью гелирующего и/или структурированного полимера для помощи по удалению бурового шлама. Однако издержки по таким жидкостям ограничивает их общее использование в процессе бурения.
Когда целевой подземный пласт имеет высокую проницаемость, значительное количество бурового раствора может быть потеряно в пласте. Когда буровой раствор теряется в пласте, его трудно удалить. Удаление бурового раствора на водной основе желательно для максимизации продукции углеводородов из пласта. Специалистам хорошо известно, что минеральные растворы на основе бромида кальция и цинка могут образовывать высокостабильные, не растворимые в кислоте соединения при реакции с породой сами по себе или с веществами, содержащимися в пласте. Эти реакции часто могут существенно снижать проницаемость пласта в отношении любого последующего наружного потока желаемых углеводородов. Как должно быть хорошо известно специалистам в данной области, широко и общепринято, что наиболее эффективный путь по предотвращению такого повреждения в отношении пласта состоит в ограничении потери жидкости в пласте. Таким образом, обеспечение эффективной борьбы с потерей жидкости является высоко желательным для предотвращения повреждения несущего углеводороды пласта. Например, такое повреждение может происходить во время, при завершении бурения, забуривания, замещения, гидравлического разрыва, переработки, размещении жидкости транспортировщиком, обработке скважины или при операциях испытания.
- 1 020211
Одна из групп загустителей, обычно используемых в нефтяной промышленности, включает полимерные структуры, начиная с молекулярной массы от сотен тысяч до нескольких миллионов граммов на моль. Эти большие химически связанные структуры часто структурируются с дальнейшим повышением молекулярной массы и эффективной вязкости на грамм полимера, добавленного к раствору. Такие типы загустителей включают полимерные добавки, устойчивые к биоразрушению, расширяя применимость добавок в отношении срока службы бурового раствора. Конкретные примеры биодеградации используемых устойчивых полимерных добавок включают такие биополимеры, как ксантаны (ксантановая камедь) и склероглюкан; разные полимеры на акриловой основе, такие как полиакриламиды и другие полимеры на акриламидной основе и производные целлюлозы, такие как диалкилкарбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, гуаровая камедь, фосфоманнаны, склерогликаны, глюканы и декстран.
Из-за высокой температуры, высокого усилия сдвига (вызванного накачиванием насосом и расположением), высокого давления и низкого рН, которым подвергаются скважинные жидкости (напряженное состояние), полимерные материалы, используемые для тампонов от потери жидкости и для загущения буровых растворов, имеют склонность довольно быстро разлагаться. В частности, у многих видов целлюлоз и целлюлозных производных (таких как ГЭЦ (НЕС)), используемых в качестве загустителей и средств для борьбы с потерей жидкости значительное разложение происходит при температурах около 200°Е (93,33°С) и выше. ГЭЦ, например, считается достаточно стабильной, чтобы использоваться в условиях окружающей среды при не более чем примерно 225°Е (107,22°С). Подобным же образом, из-за высокой температуры, высокого усилия сдвига, высокого давления и низкого рН, которым подвергаются буровые растворы, ксантановую камедь считают достаточно устойчивой, чтобы использовать ее в условиях окружающей среды при не более чем примерно от 290 до 300°Е (от 143,33 до 148,89°С). Большие молекулы этих соединений вполне стабильны в температурных условиях, которые обычно встречаются в подземном пласте. Однако эта термическая стабильность, как полагают, способствует снижению продуктивности скважины. В результате, были разработаны дорогие и часто коррозионные разрушители, чтобы разрушать молекулярный скелет этих полимерных структур. Эти разрушители обычно являются окислителями или ферментами и, в лучшем случае, только частично эффективны с типичной очисткой нефтеносного слоя до менее 80% завершенности, а чаще до менее 50% завершенности.
Соответственно, существует непрерывная потребность в скважинных флюидах, которые не повреждают пласт и легко удаляются, в частности, для использования при бурении через нефтеносный интервал пласта.
Краткое изложение сущности изобретения
В одном из аспектов воплощения, описанные здесь, относятся к буровому раствору, который включает раствор на водной основе; амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество и модифицированный крахмал.
В другом аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу бурения подземной скважины, который включает бурение подземной скважины с использованием роторной буровой установки и циркулирующего бурового раствора в подземной скважине, где буровой раствор включает непрерывную фазу на водной основе; амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество и модифицированный крахмал.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу бурения, причем для бурения скважины перед продуктивным интервалом используют другой буровой раствор.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу снижения потери жидкости из подземной скважины, который включает инжекцию в подземную скважину бурового раствора, содержащего непрерывную фазу на водной основе; амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество и модифицированный крахмал.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу снижения потери жидкости, который дополнительно включает сбор разрушающей жидкости, имеющей, по меньшей мере, часть разрушенной инвертированной эмульсии с эмульгированной в ней глинистой коркой.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу снижения потери жидкости, который дополнительно включает начало добычи газонефтяных систем из пласта через ствол скважины.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу снижения потери жидкости, который включает применение амфотерного поверхностно-активного вещества, которое состоит из соединения, представляемого общей структурой:
О где К1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямы
- 2 020211 ми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, К1 содержит 8-26 атомов углерода, К2 содержит 2-10 атомов углерода, К3, К4 и К5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, 8 или Р и у равен 0 или 1.
В еще одном аспекте воплощения, описанные здесь, относятся к способу завершения ствола скважины, который включает бурение ствола скважины с помощью бурового раствора с образованием осадка на его стенках, причем буровой раствор включает непрерывную фазу на водной основе; амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество и модифицированный крахмал; введение разрушающего раствора в скважину и запирание скважины на срок, достаточный для инициации разрушения осадка.
В частном варианте способ дополнительно включает набивку гравием по меньшей мере одного интервала ствола скважины.
Другие аспекты и преимущества данного изобретения будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
В одном из аспектов воплощения, описанные здесь, относятся к буровым растворам. В частности, воплощения, описанные здесь, относятся к буровому раствору на водной основе, который может найти особое применение при бурении ствола скважины через нефтеносный интервал пласта.
Как обсуждалось выше, при бурении ствола скважины обычно в жидкости необходим загуститель, которым могут быть, например, биополимеры, такие как ксантановая камедь, гуаровая или склероглюкановая смола в жидкостях на водной основе, для получения повышенной вязкости и регуляции вязкости, повышенной прочности геля и/или суспензии и удаления бурового шлама во время операций бурения. Кроме того, некоторые загустители, такие как ксантан, могут также действовать как средство борьбы с потерей жидкости в дополнение к обеспечению реологических свойств. В результате на стенке ствола скважины может образовываться глинистая корка, которая включает в себя такие полимерные добавки. Даже после попытки разрушить такую глинистую корку перед началом добычи из скважины, остаточный полимер часто остается на стенках. Такой остаточный полимер может оказывать повреждающее действие на пласт и свойственную ему продукцию.
Таким образом, в соответствии с воплощениями по данному описанию, скважинные флюиды на водной основе могут составляться из, по меньшей мере, одного вязкоупругого поверхностно-активного вещества и модифицированного крахмала для достижения комбинированных реологических свойств, свойств потери раствора и очистных свойств без включения биополимеров. Способы бурения по меньшей мере одного интервала при использовании таких растворов и способы завершения и продукции скважины, пробуренной с помощью такого раствора, также описаны здесь. Кроме того, в то время как растворы по данному описанию могут быть особенно пригодны для использования при бурении продуцирующего интервала ствола скважины, специалист в данной области поймет, что не существует ограничения объема данного изобретения. Скорее такие растворы можно использовать для бурения любых (и всех) интервалов ствола скважины независимо от того, соответствует ли интервал продуцирующего участка или участка продуктивной зоны.
Чтобы достичь требуемых для растворов по данному описанию реологических свойств, в растворе может присутствовать по меньшей мере одно амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество. Термин амфотерное относится к соединению, которое может действовать или как кислота, или как основание. Вязкоупругое поверхностно-активное вещество обычно представлено относительно небольшими молекулами, причем каждая молекула обычно представляет менее 500 г на моль (т.е. молекулярная масса менее 500). Эти небольшие молекулы будут связываться при некоторых условиях с образованием структур, которые похожи на полимерные молекулы, но которые являются нестабильными структурами. Отдельные молекулы поверхностно-активного вещества могут скорее связываться с образованием стержнеподобных или спирально-цилиндрических мицелл.
Путем включения вязкоупругого поверхностно-активного вещества в раствор можно сделать его вязкоупругим. Вязкоупругими растворами являются те, в которых применение усилия дает повышение напряжения, которое приходит к своему равновесному значению относительно медленно. Поэтому вязкоупругие жидкости могут вести себя как вязкая жидкость или как упругое твердое вещество, в зависимости от усилия, приложенного к системе. Вязкоупругость у растворов, придаваемая поверхностноактивным веществам, может проявляться сама в поведении уменьшения скорости сдвига. Например, когда такой раствор закачивается внутрь скважины, раствор проявляет низкую вязкость, тогда как раствор возвращается к его более вязкому состоянию, когда усилие сдвига уменьшается. Этот эффект уменьшения усилия сдвига может быть результатом строения отдельных молекул поверхностно-активного вещества и склонности этих молекул образовывать стержнеподобные или спиралевидные цилиндроподобные мицеллы. Таким образом, включение вязкоупругого поверхностно-активного вещества может дать возможность раствору вести себя как вязкая жидкость при низких показателях усилия сдвига и как жидкость с низкой вязкостью при высоком усилии сдвига. Вязкоупругий раствор содержит также эластичный компонент, который проявляет себя получением параметра. Это дает возможность суспендировать в вязкоупругой жидкости нерастворимое вещество, например закупоривающие твердые вещества или буровой шлам, в течение большего периода времени, по сравнению с вязкой жидкостью с той же относи
- 3 020211 тельной вязкостью с предотвращением гравитационного разделения. Кроме того, когда буровой раствор находится в условиях сдвига и свободно текущей почти жидкости, он должен сохранять достаточно высокую вязкость, достаточную для того, чтобы унести все нежелательное измельченное вещество со дна ствола скважины на поверхность.
В соответствии с конкретным воплощением по данному описанию вязкоупругое поверхностноактивное вещество предпочтительно является амфотерным. Подходящими амфотерными поверхностноактивными веществами являются алифатические производные соединений четвертичного аммония, фосфония и сульфония, причем алифатические радикалы содержат от 8 до 18 атомов углерода и могут иметь прямую или разветвленную цепь, и дополнительно содержать анионную солюбилизирующую в воде группу, такую как карбоксил, сульфонат, сульфат, фосфат или фосфонат. В частности, амфотерное поверхностно-активное вещество может быть соединением, представленным общей структурой:
О где К1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямыми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, Я1 содержит 8-26 атомов углерода, Я2 содержит 2-10 атомов углерода, и Я3, Я4 и Я5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, 8 или Р и у равен 0 или 1.
В конкретном воплощении амфотерным поверхностно-активным веществом может быть алкилбетаин или алкиламидопропилбетаин, где Я1 может быть производным от различных жирных кислот, таких как масляная кислота (С4), капроновая кислота (С6), каприловая кислота (С8), каприновая кислота (С10), лауриновая кислота (С12), миристиновая кислота (С14), пальмитиновая кислота (С16), стеариновая кислота (С18) и т.д. в дополнение к ненасыщенным жирным кислотам, таким как миристолеиновая кислота (С14), пальмитолеиновая кислота (С16), олеиновая кислота (С18), линолевая кислота (С18), альфалинолевая кислота (С18), эруковая кислота (С22) и т.д. или их смеси. Коммерческие примеры таких поверхностно-активных веществ включают поверхностно-активные вещества, продаваемые под торговым названием ΜΙΡΛΤΛΙΝΕ® от ЯйоШа 1пс. (СгаиЬигу, Νο\ν 1ег8еу), включая поверхностно-активные вещества ВЕТ-0-1урс (олеамидопропилбетаин) и ВЕТ-Е-1уре (эуркамидопропилбетаин), которые могут промышленно производиться с разной активностью действующего поверхностно-активного вещества (например, 30-40%) в воде с приспосабливающим к зимним условиям средством, таким как пропиленгликоль. Количество активного амфотерного поверхностно-активного вещества по данному изобретению может находиться в интервале от примерно 0,01 до примерно 30%, от примерно 0,5 до примерно 10%, в другом воплощении, между примерно 1 и примерно 5 мас.% от общего количества бурового раствора в еще одном воплощении. Однако специалист в данной области поймет, что могут использоваться и другие количества, поскольку поверхностно-активное вещество присутствует в количестве, достаточном для придания желаемого реологического эффекта путем образования мицелл в буровом растворе. В конкретном воплощении количество активного амфотерного поверхностно-активного вещества может быть выбрано на основе желаемой вязкости для низкой скорости сдвига для конкретного применения.
Кроме того, в дополнение к вязкоупругому поверхностно-активному веществу, которое будет придавать реологические свойства, в буровом растворе может быть представлен модифицированный крахмал для придания желаемых свойств по борьбе с потерей раствора, даже при более высоких температурах. Модифицированные крахмалы, используемые в растворах по данному описанию, могут включать химически модифицированные виды крахмала, включая крахмал, обработанный рядом многофункциональных структурирующих средств. В конкретном воплощении химически модифицированный крахмал включает крахмал, имеющий гидроксильные группы, частично замещенные группами сложных эфиров или простых эфиров. В частности, гидроксильные группы могут быть этерифицированы пропиленоксидом с образованием гидроксипропилкрахмала или эстерифицированы монохлоруксусной кислотой с образованием карбоксиметилкрахмала; однако, альтернативно можно использовать другие алкоксилированные или сложные эфиры крахмала, такие как ацетаты крахмала. Кроме того, специалист в данной области поймет, что могут быть представлены и другие модификации. В конкретном воплощении модифицированный крахмал для использования в буровом растворе по данному описанию может включать крахмал, этерифицированный с использованием пропиленоксида в присутствии гидроксида натрия и сульфата натрия.
Когда желателен структурированный крахмал, подходящие структурирующие вещества могут включать, например, эпихлоргидрин, оксихлорид фосфора, адипиновый-уксусный ангидриды и триметафосфат натрия. Кроме того, специалист в данной области поймет, что исходное вещество для структурирования может быть химически модифицированным крахмалом, таким как крахмал, имеющий часть гидроксильных групп, замененных группами или сложного эфира, или простого эфира. Выбор между эстерифицированным/этерифицированным крахмалом и/или структурированным крахмалом может зави
- 4 020211 сеть, например, от конкретной операции бурения (и от пласта), при которой нужно использовать флюид. Например, специалист в данной области поймет, что в зависимости от ожидаемых температур (и, таким образом, потребности в термостабильности), структурирование может обеспечить дополнительную термостабильность крахмалу.
Виды крахмала, которые можно использовать в качестве базового материала в модифицированных видах крахмала, включают разновидности крахмала, получаемые из любого растительного источника, такого как кукуруза, пшеница, рис, тапиока, саго, восковая кукуруза, восковой рис, сорго, картофель, горох, корнеплоды, имеющие высокое содержание крахмала и т.д. Крахмал состоит из связанных элементов ангидро-Э-глюкозы, имеющих или, главным образом, линейное строение (амилоза), или разветвленное строение (амилопектин). Однако специалист в данной области поймет, что у единственного вида растений может существовать с определенными пропорциями амилозы и амилопектина, и что могут также существовать гибриды с разными пропорциями. Кроме того, известно, что крахмал может также относиться к обычному крахмалу, который содержит как молекулы амилозы, так и амилопектина, или восковой крахмал, который практически представляет все амилопектиновые молекулы.
Структурированные виды крахмала по данному описанию могут быть получены с использованием известных методик путем реакции крахмала с соответствующим структурирующим средством в водном растворе в щелочных условиях. Густую суспензию структурированного крахмала затем сушат таким способом, как с помощью горячей барабанной сушилки или экструдера. Кроме того, крахмальные гранулы желатинизируются или частично, или полностью при сушке известным образом. Данный продукт может быть размолот с получением сухого продукта (при желаемом размере частиц), который затем может быть включен в буровой раствор на месте бурения.
Хорошо известно измерение вязкости структурированного крахмала с использованием амилографа для определения вязкости С.\У. ВтаЬеийег. С использованием этого измерительного устройства могут быть структурированы разные виды крахмала с получением пика вязкости Брабендера, равного от примерно 800 до примерно 1250, предпочтительно от примерно 920 до примерно 1150 единиц Брабендера, после от примерно 40 до примерно 70 мин взаимодействия при примерно 92°С. Специалист в данной области поймет, что количество структурирующего средства, используемое для достижения этой степени структурирования, будет меняться в зависимости от применяемых условий и материалов. Обычно количество используемого структурирующего вещества может находиться в интервале от примерно 0,05 до 0,15% по массе от массы крахмала; однако специалист в данной области поймет, что данное количество может меняться, например, в зависимости от используемого реагента, условий реакции, вида крахмала и желаемой степени структурирования.
Структурированные виды крахмала данного изобретения применяются в растворах для подземной обработки в эффективном количестве для обеспечения контроля над потерей раствора и снижения потери раствора в широком интервале температур.
Эффективное количество структурированных видов крахмала будет меняться в зависимости от других компонентов раствора для подземной обработки, а также от геологических характеристик и условий подземной формации, при которых они применяются. Обычно добавку структурированного крахмала для борьбы с потерей раствора можно использовать в количестве от примерно 1 фунта до примерно 10 фунтов (фнт) крахмала на баррель (брл) (от примерно 2,81 кг до примерно 28,13 кг крахмала на м3) раствора для подземной обработки, предпочтительно от примерно 3 до примерно б фунтов на баррель (от примерно 8,44 до примерно 16,86 кг на м3).
Водные растворы, которые могут образовывать непрерывную фазу вязкоупругого раствора, могут включать по меньшей мере одну из: пресной воды, морской воды, насыщенного минерального раствора, смесей воды и водорастворимых органических соединений и их смесей. Например, водный раствор может быть составлен из смесей желаемых солей в пресной воде. Такие соли могут включать (но не ограничиваются этим), например, хлориды щелочных металлов, гидроксиды или карбоксилаты. В разных воплощениях бурового раствора, описанных здесь, насыщенный минеральный раствор может включать морскую воду, водные растворы, в которых концентрация солей меньше, чем их концентрация в морской воде или водных растворах, или водные растворы, в которых концентрация соли больше, чем их концентрация в морской воде. Соли, которые можно обнаружить в морской воде, включают, но не ограничиваются этим, натрий, кальций, серу, алюминий, магний, калий, стронций, кремний, литий и фосфор, соли из хлоридов, бромидов, карбонатов, йодидов, хлоратов, броматов, формиатов, нитратов, оксидов и фторидов. Соли, которые могут быть включены в насыщенный минеральный раствор, включают любые одну или более из тех, которые присутствуют в природной морской воде, или любые другие органические или неорганические растворенные соли. Кроме того, насыщенные минеральные растворы, которые можно использовать в буровых растворах, описанных здесь, могут быть натуральными или синтетическими, причем синтетические минеральные растворы имеют тенденцию быть значительно проще по составу. В одном из воплощений плотность бурового раствора может регулироваться путем повышения концентрации соли в насыщенном минеральном растворе (до насыщения). В конкретном воплощении насыщенный минеральный раствор может включать галоидные или карбоксилатные соли моно- или двухвалентных катионов металлов, таких как цезий, калий, кальций, цинк и/или натрий. Кроме того, когда желательна
- 5 020211 большая термостабильность, специалист в данной области поймет, что может быть желательно включить смешиваемые с водой растворители, такие как различные гликоли, для улучшения термостабильности жидкой системы.
Кроме того, в конкретном воплощении по меньшей мере один твердый материал, такой как закупоривающее вещество или утяжелитель, может быть включен в буровые растворы по данному описанию. Закупоривающие вещества, утяжелители или повышающие плотность вещества, пригодные для использования при некоторых воплощениях, включают галенит, гематит, магнетит, оксиды железа, илменит, барит, сидерит, целестит, доломит, кальцит и тому подобное. Альтернативно, такие материалы могут также включать волокнистые целлюлозные материалы, графит, кокс, перлит и т.д. Количество такого добавленного материала, если его добавляют, зависит от желаемой плотности конечной композиции. Обычно утяжелитель добавляют, чтобы получить в результате плотность бурового раствора до примерно 24 фунтов на галлон (до примерно 2,87 кг на литр). Утяжелитель предпочтительно добавляют до 21 фунта на галлон (до 2,51 кг на литр), а более предпочтительно, до 19,5 фунта на галлон (до 2,33 кг на литр). В конкретном воплощении в качестве закупоривающего агента можно использовать карбонат кальция при формировании глинистой корки.
Кроме того, в конкретном воплощении можно использовать смешиваемый амин в качестве буфера для рН и/или средство теплового растяжения для предотвращения катализируемого кислотой разложения полимеров, присутствующих в жидкости. Подходящий смешиваемый амин может включать триэтаноламин; однако, специалист в данной области поймет, что другие смешиваемые амины, такие как метилдиэтаноламин (МДЭА), диметилэтаноламин (ДМЭА), диэтаноламин (ДЭА), моноэтаноламин (МЭА) или другие подходящие третичный, вторичный и первичный амины и аммиак можно использовать в растворах по данному описанию. Подходящие количества смешиваемого амина могут находиться в интервале от 0,1 до 10 мас.%.
Другие добавки, которые обычно содержат буровые растворы, включают, например, средства борьбы с потерей жидкости, общие растворители, увлажняющие вещества, органофильные глины, загустители, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, вещества, снижающие поверхностное натяжение, разбавители, разжижающие вещества и чистящие агенты. Добавление таких веществ должно быть известно специалисту в области составления буровых растворов и глинистых растворов.
Для изготовления буровых растворов, описанных здесь, можно использовать общепринятые способы аналогично обычно применяемым способам изготовления обычных буровых растворов на водной основе. В одном из воплощений желаемое количество жидкости на водной основе и соответствующее количество вязкоупругого поверхностно-активного вещества и структурированного крахмала, как описано выше, смешивают друг с другом и последовательно добавляют остальные компоненты раствора при непрерывном перемешивании.
Кроме того, в пробуриваемый ствол скважины может быть введен разрушающий раствор с растворами по данному описанию, когда желательна очистка/или удаление глинистой корки. Брейкер может быть селективно помещен в ствол скважины, например, путем локального введения раствора через спиральную трубку или путем закачки под давлением. Скважинный анемометр или подобное ему средство может быть использовано для определения потоков жидкости в скважине, которые показывают, где может происходить потеря жидкости в пласте. Обсуждаются разные методы помещения тампона, известные специалистам, например, в патентах США №№ 4662448, 6325149, 6367548, 6790812, 6763888, которые включены в настоящее описание в виде ссылки во всей их полноте. Однако нет ограничений по методикам, по которым размещается разрушающий раствор по данному описанию, что подразумевается в объеме данного изобретения. После достаточного периода времени, т.е. нескольких дней, который даст возможность разрушения или фрагментации глинистой корки, и жидкость может быть возвращена на поверхность для сбора и применения последующих методик регенерации. Может быть желательно последующее промывание ствола скважины промывными жидкостями для обеспечения полного удаления материала глинистой корки, оставшегося там. Специалистам известны различные типы брейкеров, и не подразумевается никаких ограничений по виду брейкера(ов), которые можно использовать для разрушения фильтрационных корок, сформированных из скважинных флюидов по данному описанию. Скорее подразумевается, что любой из ферментного, растворяющего, хелатирующего, подкисляющего или окисляющего брейкеров можно использовать для разрушения фильтрационных корок. В конкретном воплощении может быть желательно включить в комбинацию брейкера фермент/растворитель/кислоту для разрушения структурированного крахмала, загущенного поверхностно-активного вещества и закупоривающих твердых веществ.
Примеры
Типичный раствор и сравнительный образец раствора (составленный с обычным ксантановым загустителем) были составлены со следующими компонентами, которые показаны ниже в табл. 1. В частности, компоненты включают ЕСБ-975, алкиламидопропилбетаин, 8АЕЕСАКВ®, закупоривающее твердое вещество из карбоната кальция, ЕСЕ-1758, структурированный картофельный крахмал, ЕЬОУ18 РЬи8™, ксантановую камедь и ЕЕОТВОЬ™, производное крахмала, все из которых доступны для при
- 6 020211 обретения у М-Ι ЬЬС (НоизЮп, Техаз). Данные растворы были созданы путем перемешивания с помощью смесителя НашШои ВеасН в течение 10-30 мин.
Таблица 1
Раствор 1 Раствор 2
9,2 фнт/галлон (1,10 кг/л) ЫаС1 (фнт/брл (кг/м3)) 350,9 (986,0) Водопроводная вода (фнт/брл (мг/м3) ) 308,0 (866, 3)
Сухой КС1 (фнт/брл 10,7 Производное крахмала 1,25
(кг/м3) ) (30,0) (фнт/брл (кг/м3) ) (3,5)
ЕСЕ-975 (фнт/брл 1,0 Сухой ЫаС1 (фнт/брл 42, 0
(кг/м3) ) (2,8) (кг/м3) ) (117,6)
Этаноламин (фнт/брл 0, 6 Ксантановая камедь 6,0
(кг/м3) ) (1,7) (фнт/брл (кг/м3) ) (16,8)
5АЕЕСАВ.В® 2 (фнт/брл (кг/м3) ) 14,0 (39,2) МдО (фнт/брл (кг/м3) ) 0,5 (1,4)
ЗАЕЕСАКВ® 10 (фнт/брл 21,0 ЗАЕЕСАВВ® 40 50
(кг/м3) ) (58,8) [фнт/брл (кг/м3) ) (140,5)
ЕСЕ-1758 (фнт/брл (кг/м3) ) 8, 0 (22,4) Сгеепстбе 0,1
Реологические свойства определяли с применением вискозиметра Раил модель 35, доступного для приобретения у Рапп 1пз1тишеп1 Сотрапу. Потерю жидкости определяли с помощью высокотемпературного датчика высокого давления (ВТВД) АНИ. Результаты представлены ниже в табл. 2.
Таблица 2
Исходный раствор 1 Состаренный раствор после нагревания 1 Исходный раствор 2 Состаренный раствор после нагревания 2
Температура реологии (120°Г (48,89°С)) 120 (48,89) 120(48,89) 120 (48,89) 120(48,89)
600 об/мин 61 53 51 57
300 об/мин 45 35 39 45
200 об/мин 40 30 34 40
100 об/мин 32 20 28 31
6 об/мин 16 14 13 15
3 об/мин 11 10 11 12
ОЕЬ8 10” (фнт/100 фт2 (г/м2)) 10(489,3) 5 (244,7) 10 (489,3) 12 (587,2)
ОЕЬ8 10'(фнт/100 фт2 (г/м2)) 11 (538,2) 8(391,4) 13 (636,1) 15(734,0)
Кажущаяся вязкость (сП) 30,5 26,5 25,5 28,5
Пластическая вязкость (сП) 16 18 12 12
Предел текучести (фнт/100 фт (г/м2)) 29 (1419,0) 17(831,8) 27 (1321,1) 33 (1614,7)
1.8 КV 1 мин (спз) 93980 52389 38782 37292
2 мин (спз) 90381 51989 40891 38192
3 мин (спз) 94382 49989 40992 38492
Потеря жидкости по АНИ (мл) - 4,6 - 3,8
рН 8,82 9,20 9,06 9,18
Масса буровой грязи 9,7 9,7 9,73 9,73
Глинистые корки, образованные из представленных выше растворов, подвергали высокотемпературному при высоком давлении (ВТВД) фильтрационному испытанию. При ВТВД фильтрационном испытании использовали ВТВД датчик, оборудованный фриттированным диском в качестве пористой среды, на котором образуется глинистая корка. В этом примере глинистые корки образовывались на 20микронных дисках. При применении усилия 500 фунт/дюйм2 (34,88 кг/см2) при 180°Р (82,22°С) на диски
- 7 020211 глинистой корки вытекающую воду собирали, как показано в табл. 3. Таблица 3
Состаренный раствор после нагревания 1 Состаренный раствор после нагревания 2
Поток 4,4 3,8
1 мин 2,0 1,6
4 мин 3,6 2,6
9 мин 4,8 2,6
16 мин 6,0 4,6
25 мин 6,8 5,8
30 мин 7,4 6,4
36 мин 7,8 6,8
30 мин сдвоенный 14,8 12,8
Потеря жидкости по модифицированному ВТВД 19,2 16,6
Толщина 1/16” (1,58 мм) 1/16” (1,58 мм)
Кроме того, испытывали эффекты загрязнения по раствору 1, включая смазывающее средство, инертные твердые вещества и глину. КЬЛБТОР™ является полиэтероаминной добавкой, которая подавляет гидратирование глины и которая доступна для приобретения у М-Ι ЬЬС (Ноийои, Техак). Количества загрязняющих веществ представлены ниже в табл. 4.
Таблица 4
Раствор 1 плюс смазывающее вещество Раствор 1 плюс инертные твердые вещества Раствор 1 плюс глина Раствор 1 плюс глина плюс КЬАЗТОР Раствор 1 плюс твердые вещества плюс смазывающие вещества
Раствор 1 339,5/394,2 339,5/394,2 339,5/394,2 339,5/394,2 339,5/394,2
Смазывающее вещество 8ТАКОЫОЕ (3 об.%) 10,5/9,5 - - - 10,5/9,5
Рев. пыль (3 об.%) - 17 - - 17
Мука из двуокиси кремния (3 об.%) - 10,3 - - 10,3
Глина Нутос! (3%) - - 27.3 27.3 -
КЬАЗГОР (3 об.%) - - - 10,5/9,5 -
Испытывали реологические свойства загрязненных растворов, и они представлены ниже в табл. 5. Таблица 5
Раствор 1 плюс смазывающее вещество Раствор 1 плюс инертные твердые вещества Раствор 1 плюс глина Раствор 1 плюс глина плюс КЬАЗТОР Раствор 1 плюс твердые вещества плюс смазывающие вещества
Температура реологии (120°Р (48,89°С)) 120 (48,89) 120(48,89) 120 (48,89) 120 (48,89) 120 (48,89)
600 об/мин 39 48 90 82 34
300 об/мин 25 30 62 59 20
200 об/мин 20 25 49 50 16
100 об/мин 13 17 34 40 10
6 об/мин 5 5 12 19 4
3 об/мин 3 4 10 16 3
СЕБЗ 10” (фнт/100 фт2 (г/м2)) 3 (146,8) 4(195,7) 8 (391,4) 15(734,0) 3 (146,8)
ОЕБ8 10’ (фнт/100 фт2 (г/м2)) 4(195,7) 5 (244,7) 15 (734,0) 18(880,7) 4(195,7)
Кажущаяся вязкость (сП) 19,5 24 45 41 17
Пластическая вязкость (сП) 14 18 28 23 14
Предел текучести (фнт/100 фт2 (г/м2)) 11 (538,2) 12 (5X7,2) 34(1663,6) 36(1761,5) 6(293,6)
ЬЗКУ 1 мин (спз) 3199 21095 82482 - 8398
2 мин (спз) 3099 19496 95280 77983 8298
3 мин (спз) 3199 17396 92381 71585 7998
Потеря жидкости по АНИ (мл) 1 3,4 3,4 2,8 2,2
рН 9,24 9,43 9,23 9,57 9,06
Масса буровой грязи 9,62 10,03 10,03 9,97 9,97
Кроме того, по загрязненному раствору выполняли также модифицированное ВТВД испытание на фильтрацию. Результаты показаны в табл. 6.
Таблица 6
- 8 020211
Раствор 1 плюс смазывающее вещество Раствор 1 плюс инертные твердые вещества Раствор 1 плюс глина Раствор 1 плюс глина плюс КЬАЗТОР Раствор 1 плюс твердые вещества плюс смазывающие вещества
Поток 9,4 2,0 32,2 5,4 1,8
1 мин 0,4 2,2 1,8 2,2 1,6
4 мин 1,6 2,8 3,2 3,4 3,0
9 мин 2,2 4,0 4,4 5,0 3,4
16 мин 2,8 5,0 5,4 6,2 4,2
25 мин 3,4 6,0 6,2 7,4 4,8
30 мин 3,8 6,6 7,4 8,2 5,0
36 мин 4,0 7,0 8,2 8,6 5,4
30 мин сдвоенный 7,6 13,2 14,8 16,4 10,0
Потеря жидкости по модифицированному ВТВД 17,0 15,2 47,0 21,8 11,8
Толщина 1/16” (1,58 мм) 2/16” (3,16 мм) 3/16” (4,74 мм) 2/16” (3,16 мм) 1/16” (1,58 мм)
Разрушающий раствор составляли, как показано в табл. 7. В частности, компоненты включают Ό§ОЬУЕК™, хелатирующее вещество, νΕΕΕΖΎΜΕ® А, ферментный брейкер, Ό-δΡΕΚδΕ™, поверхностно-активное вещество, все из которых доступны для приобретения у Μ-Ι ББС (ΗοπδΙοη. Техак).
Таблица 7
Компонент Количество (мл/г) на Орл (0,16 мэ) рН
9,0 фнт/гл (1,08 кг/л) КС1 66,3/71,6
О-ЗОЬУЕН™ 262,5/305,8 4,84
КОН рН до 5 0,125 5, 04
ИЕЬЬгУМЕ® А 17,5/19,7
0-ЗРЕВ.ЗЕ™ 1,8/1,9 4,87
Разрушение глинистой корки, образованной с помощью раствора 1, испытывали следующим образом. 20-микронные диски, предварительно пропитанные 3% КС1, загружали в модифицированный элемент для ВТВД теста, который заполняли 3% КС1. Закрытый элемент помещали в пластоиспытатель обратного потока, где определяли количество времени для протекания 200 мл через диск при выработке и инжекции при 5 фунт/дюйм2 (при 351,6 г/см2). КС1 декантировали, и элементы заполняли растворами. На элементы подавалось давление 500 фунт/дюйм2 (34,9 кг/м2), и температуре давали достичь 180°Е (82,22°С). После достижения 180°Е (82,22°С) выполняли испытание по потере жидкости в течение 4 ч и регистрировали сбор фильтрата. Избыточную жидкость сливали/удаляли из элемента, и туда добавляли разрушающую жидкость, показанную в табл. 7. Подавали давление в 500 фунтов (226,8 кг) в течение 30 мин (или до тех пор, пока не соберется 30 мл вытекающей жидкости). Давление снижали до 50 фунт/дюйм2 (до 3,49 кг/см2), и элемент удерживали, позволяя глинистой корке пропитаться в течение 72 ч при 180°Е (82,22°С) при 50 фунт/дюйм2 (при 3,49 кг/см2). После 72 ч остаточный брейкер сливали из элемента и элемент заполняли 3% КС1. Срок протекания 200 мл в направлениях добычи и инжекции определяли при 5 фунт/дюйм2 (при 351,6 г/см2). Для раствора 1 показан процент возвращения в поток в 97,6 и 99,1% для скоростей продукции и инжекции соответственно.
Преимущественно, воплощения по данному описанию могут обеспечивать по меньшей мере одно из следующих. Скважинные растворы по данному описанию могут найти особое применение для бурения через продуктивные интервалы пласта, где может быть особенно желательно повысить возможности очистки, чтобы максимизировать добычу углеводородов. В частности, растворы по данному описанию могут быть особенно желательны для бурения таких целевых интервалов на основе реологических свойств, легкости удаления, качеств обратного потока (включая легкую стимуляцию скважины, повышая обратный поток), и совместимости с методами завершения. Кроме того, желательные реологические свойства включают 1) вязкость при высоких значениях сдвига является достаточно низкой, чтобы гарантировать низкое падение давления во время бурения и 2) показатели геля и вязкости при низких значениях сдвига являются достаточно высокими, чтобы удерживать шлам в суспензии, когда циркуляция раствора прекращается, с исключением, таким образом, образования осадков. Как описано выше, добавки от потери жидкости из структурированного крахмала по данному изобретению дают хороший контроль потери жидкости в широком температурном интервале и в среде, где часто необходимы минерализация, допустимость сдвига и высокой температуры.
В то время как данное изобретение было описано в отношении ограниченного числа воплощений, специалисты, имея преимущества данного изобретения, поймут, что могут быть разработаны другие во
- 9 020211 площения, которые не выходят за объем изобретения, которое описано здесь. Соответственно, объем данного изобретения должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Буровой раствор, содержащий раствор на водной основе;
    амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, причем амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество содержит соединение, представляемое общей структурой
    О где Я1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямыми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, Я1 содержит 8-26 атомов углерода, Я2 содержит 2-10 атомов углерода, Я3, Я4 и Я5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, 8 или Р и у равен 0 или 1;
    по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, причем модифицированный крахмал структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновых-уксусных ангидридов и триметафосфата натрия.
  2. 2. Буровой раствор по п.1, дополнительно содержащий закупоривающие частицы.
  3. 3. Буровой раствор по п.1, в котором амфотерное поверхностно-активное вещество включает по меньшей мере один алкиламидопропилбетаин.
  4. 4. Буровой раствор по п.1, в котором модифицированный крахмал включает по меньшей мере один из этерифицированного, эстерифицированного крахмалов или их комбинации.
  5. 5. Буровой раствор по п.1, в котором модифицированный крахмал включает амилазу и/или амилопектин.
  6. 6. Буровой раствор по п.1, в котором модифицированный крахмал получен, по меньшей мере, из кукурузы, пшеницы, риса, тапиоки, саго, восковой кукурузы, воскового риса, сорго, картофеля и гороха.
  7. 7. Буровой раствор по п.6, в котором модифицированный крахмал получен из картофеля.
  8. 8. Буровой раствор по п.1, в котором раствор на водной основе содержит пресную воду, морскую воду, насыщенный минеральный раствор, смеси воды и водорастворимых органических соединений и их смеси.
  9. 9. Способ бурения подземной скважины, включающий бурение подземной скважины с использованием роторной бурильной установки и циркулирующего в подземной скважине бурового раствора, содержащего раствор на водной основе;
    амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, причем амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество содержит соединение, представляемое общей структурой о
    где Я1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямыми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, Я1 содержит 8-26 атомов углерода, Я2 содержит 2-10 атомов углерода, Я3, Я4 и Я5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, 8 или Р и у равен 0 или 1;
    по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, причем модифицированный крахмал структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновых-уксусных ангидридов и триметафосфата натрия.
  10. 10. Способ по п.9, в котором буровой раствор используют для бурения продуктивного интервала скважины.
  11. 11. Способ по п.10, в котором для бурения скважины перед продуктивным интервалом используют другой буровой раствор.
  12. 12. Способ по п.9, в котором используют модифицированный крахмал, полученный, по меньшей
    - 10 020211 мере, из кукурузы, пшеницы, риса, тапиоки, саго, восковой кукурузы, воскового риса, сорго, картофеля и гороха.
  13. 13. Способ снижения потери жидкости из подземной скважины, включающий инжекцию в подземную скважину бурового раствора, содержащего непрерывную фазу на водной основе;
    амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, причем амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество состоит из соединения, представляемого общей структурой
    О где К1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямыми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, Я1 содержит 8-26 атомов углерода, Я2 содержит 2-10 атомов углерода, Я3, Я4 и Я5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, δ или Р и у равен 0 или 1;
    по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, причем модифицированный крахмал структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновых-уксусных ангидридов и триметафосфата натрия.
  14. 14. Способ по п.13, в котором используют модифицированный крахмал, полученный, по меньшей мере, из кукурузы, пшеницы, риса, тапиоки, саго, восковой кукурузы, воскового риса, сорго, картофеля и гороха.
  15. 15. Способ завершения ствола скважины, включающий бурение ствола скважины с образованием глинистой корки на его стенках с помощью бурового раствора, содержащего непрерывную фазу на водной основе;
    амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество, причем амфотерное вязкоупругое поверхностно-активное вещество состоит из соединения, представляемого общей структурой
    О где Я1, Я2, Я3, Я4 и Я5 являются углеродными цепями, насыщенными или ненасыщенными, прямыми или разветвленными, или циклическими, включая ароматические группы, Я1 содержит 8-26 атомов углерода, Я2 содержит 2-10 атомов углерода, Я3, Я4 и Я5 содержат 1-6 атомов углерода; X представляет Ν, δ или Р и у равен 0 или 1;
    по меньшей мере один смешиваемый амин, выбранный из триэтаноламина, метилдиэтаноламина, диметилэтаноламина, диэтаноламина, моноэтаноламина и аммиака; и модифицированный крахмал, причем модифицированный крахмал структурирован по меньшей мере одним соединением, выбранным из эпихлоргидрина, оксихлорида фосфора, адипиновых-уксусных ангидридов и триметафосфата натрия; и помещение разрушающего раствора в ствол скважины.
  16. 16. Способ по п.15, дополнительно включающий циркуляцию промывной жидкости в стволе скважины перед и/или после помещения разрушающей жидкости.
  17. 17. Способ по п.15, дополнительно включающий сбор разрушающей жидкости, имеющей по меньшей мере часть разрушенной инвертированной эмульсии с эмульгированной в ней глинистой коркой.
  18. 18. Способ по п.15, дополнительно включающий начало добычи газонефтяных систем из пласта через ствол скважины.
  19. 19. Способ по п.15, в котором используют модифицированный крахмал, полученный из кукурузы, пшеницы, риса, тапиоки, саго, восковой кукурузы, воскового риса, сорго, картофеля и гороха.
    Евразийская патентная организация, ЕАПВ
    Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
EA201070836A 2008-01-10 2009-01-07 Буровые растворы на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и способы применения EA020211B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US2027408P 2008-01-10 2008-01-10
PCT/US2009/030305 WO2009089267A2 (en) 2008-01-10 2009-01-07 Viscoelastic surfactant based wellbore fluids and methods of use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201070836A1 EA201070836A1 (ru) 2011-02-28
EA020211B1 true EA020211B1 (ru) 2014-09-30

Family

ID=40853745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070836A EA020211B1 (ru) 2008-01-10 2009-01-07 Буровые растворы на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и способы применения

Country Status (9)

Country Link
US (2) US8937034B2 (ru)
EP (1) EP2245105B1 (ru)
CN (1) CN101910355B (ru)
AR (1) AR070138A1 (ru)
AU (1) AU2009204201B2 (ru)
BR (1) BRPI0906692A2 (ru)
CA (1) CA2711515C (ru)
EA (1) EA020211B1 (ru)
WO (1) WO2009089267A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723256C1 (ru) * 2019-08-27 2020-06-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Буровой раствор для бурения скважин в условиях ММП

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0906692A2 (pt) 2008-01-10 2015-06-30 Mi Llc Fluidos de furo de poço baseados em tensoativo viscoelástico e métodos de uso
WO2012045711A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Low residue formation fracturing
JP2016505657A (ja) 2012-11-28 2016-02-25 エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド ポリエチレンイミンエトキシレートでの気泡の安定化
US9029313B2 (en) * 2012-11-28 2015-05-12 Ecolab Usa Inc. Acidic viscoelastic surfactant based cleaning compositions comprising glutamic acid diacetate
US9157049B2 (en) 2012-11-28 2015-10-13 Ecolab Usa Inc. Viscoelastic surfactant based cleaning compositions
CN102977873A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 江南大学 一种三次采油用双酰胺型甜菜碱表面活性剂的制备方法及其应用
US8759277B1 (en) 2013-03-08 2014-06-24 Ecolab Usa Inc. Foam stabilization and oily soil removal with associative thickeners
US10773973B2 (en) 2013-03-08 2020-09-15 Ecolab Usa Inc. Enhanced foam removal of total suspended solids and multiply charged cations from aqueous or aqueous/oil mixed phase via increased viscoelasticity
US10435308B2 (en) 2013-03-08 2019-10-08 Ecolab Usa Inc. Enhanced foam fractionation of oil phase from aqueous/oil mixed phase via increased viscoelasticity
CN103525390B (zh) * 2013-09-27 2016-05-11 中国石油天然气股份有限公司 一种混合脂肪酸酰胺丙基甜菜碱复合物及应用
JP6209936B2 (ja) * 2013-10-25 2017-10-11 株式会社大林組 地盤に井戸を構築する方法、この方法で用いられる希釈剤及び洗浄材
PL3060747T3 (pl) 2013-10-25 2021-10-25 Flex-Chem Holding Company, Llc Sposób remediacji utworzonych pod ziemią kompleksów metal-polimer z użyciem środka kompleksującego metal
AU2015247994B2 (en) 2014-04-14 2018-03-29 Flex-Chem Holding Company, Llc Stimulation of wells in nano-darcy shale formations
CN105331350B (zh) * 2014-08-13 2018-12-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 低残渣淀粉压裂液
CN105368434B (zh) * 2014-08-13 2018-12-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 复合稠化剂压裂液
US9932516B2 (en) 2014-09-04 2018-04-03 Flex-Chem Holding Company, Llc Slick-water fracturing using time release metal-complexing agent
US9708869B2 (en) * 2015-06-03 2017-07-18 Baker Hughes Incorporated High strength, operationally robust lost circulation preventative pseudo-crosslinked material
US9695351B2 (en) 2015-06-03 2017-07-04 Baker Hughes Incorporated High density, high strength, acid soluble pseudo-crosslinked, lost circulation preventative material
GB2562412B (en) 2016-01-07 2022-03-16 Mi Llc Breaker fluids and methods of use thereof
US9868890B2 (en) * 2016-03-14 2018-01-16 Alleman Consulting, Llc Method of increasing the density of a well treatment brine
AR107982A1 (es) * 2016-03-28 2018-07-04 Cargill Inc Método para solubilizar sólidos biopoliméricos para aplicaciones de recuperación mejorada de petróleo
US10494564B2 (en) * 2017-01-17 2019-12-03 PfP INDUSTRIES, LLC Microemulsion flowback recovery compositions and methods for making and using same
ES2808999T3 (es) 2016-05-23 2021-03-02 Ecolab Usa Inc Composiciones de limpieza antisépticas y desinfectantes alcalinas y neutras con reducción de la formación de neblina a través del uso de polímeros de emulsión de agua en aceite de alto peso molecular
EP3719107A1 (en) 2016-05-23 2020-10-07 Ecolab USA Inc. Reduced misting acidic cleaning, sanitizing, and disinfecting compositions via the use of high molecular weight water-in-oil emulsion polymers
CN109415620A (zh) * 2016-07-07 2019-03-01 高性能聚乙烯有限责任公司 作为井漏材料的交联的果聚糖共混物
CN110392528A (zh) 2017-03-01 2019-10-29 埃科莱布美国股份有限公司 通过高分子量聚合物减少吸入危险的消毒剂和杀菌剂
CN109422851B (zh) * 2017-08-22 2020-11-10 中国石油化工股份有限公司 一种阳离子淀粉微球及其制备方法和应用
WO2021011451A1 (en) 2019-07-12 2021-01-21 Ecolab Usa Inc. Reduced mist alkaline cleaner via the use of alkali soluble emulsion polymers
CA3157356A1 (en) 2019-10-10 2021-04-15 Flex-Chem Holding Company, Llc Method for remediation of subterranean-formed metal-polymer complexes using peracetic acid
WO2021159072A1 (en) 2020-02-07 2021-08-12 Flex-Chem Holding Company, Llc Iron control as part of a well treatment using time-released agents
CA3169214A1 (en) 2020-02-07 2021-08-12 Flex-Chem Holding Company, Llc Iron control as part of a well treatment using time-released agents
US11952532B2 (en) 2020-06-05 2024-04-09 Saudi Arabian Oil Company Sago-based formulations for gel applications including conformance control and water shutoffs
US11535794B1 (en) 2021-07-16 2022-12-27 Halliburton Energy Services, Inc. Viscoelastic surfactant-based treatment fluids for use with lost circulation materials
US11959013B2 (en) 2021-07-16 2024-04-16 Halliburton Energy Services, Inc. Viscoelastic surfactant-based treatment fluids for use with metal oxide-based cements
CN114891128A (zh) * 2022-03-18 2022-08-12 上海逢石科技有限公司 一种赤铁矿反浮选用改性淀粉抑制剂的制备及使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020169085A1 (en) * 2001-03-01 2002-11-14 Miller Matthew J. Compositions and methods to control fluid loss in surfactant-based wellbore service fluids
US7125825B2 (en) * 2003-04-25 2006-10-24 Tomah Products, Inc. Amidoamine salt-based viscosifying agents and methods of use
US20060266522A1 (en) * 2003-05-16 2006-11-30 Halliburton Energy Services, Inc. Methods useful for controlling fluid loss during sand control operations

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724548A (en) * 1971-02-17 1973-04-03 Phillips Petroleum Co Waterflooding method using modified starch granules
US4662448A (en) 1986-04-25 1987-05-05 Atlantic Richfield Company Well treatment method using sodium silicate to seal formation
US4822500A (en) 1988-02-29 1989-04-18 Texas United Chemical Corporation Saturated brine well treating fluids and additives therefore
US4997581A (en) * 1988-11-14 1991-03-05 Nalco Chemical Company Additive and method for temporarily reducing permeability of subterranean formations
US5032297A (en) * 1989-05-19 1991-07-16 Nalco Chemical Company Enzymatically degradable fluid loss additive
US5851959A (en) 1997-01-03 1998-12-22 Chemstar Products Company High temperature stable modified starch polymers and well drilling fluids employing same
US6258859B1 (en) 1997-06-10 2001-07-10 Rhodia, Inc. Viscoelastic surfactant fluids and related methods of use
EP0949311A1 (en) 1998-04-09 1999-10-13 Coöperatieve Verkoop- en Productievereniging van Aardappelmeel en Derivaten 'AVEBE' B.A. Drilling fluids
US6367548B1 (en) 1999-03-05 2002-04-09 Bj Services Company Diversion treatment method
GB9906484D0 (en) 1999-03-19 1999-05-12 Cleansorb Ltd Method for treatment of underground reservoirs
US6325149B1 (en) 2000-02-22 2001-12-04 Texas United Chemical Company, Llc. Method of decreasing the loss of fluid during workover and completion operations
US6790812B2 (en) 2001-11-30 2004-09-14 Baker Hughes Incorporated Acid soluble, high fluid loss pill for lost circulation
US20030191029A1 (en) 2002-03-28 2003-10-09 Elementis Specialties, Inc. Aqueous-based oil well drilling fluids containing high amylose starch polymers
US7214647B2 (en) 2004-07-29 2007-05-08 Texas United Chemical Company, Llc. Method of increasing the low shear rate viscosity of well drilling and servicing fluids containing calcined magnesia bridging solids, the fluids and methods of use
US7655603B2 (en) 2005-05-13 2010-02-02 Baker Hughes Incorported Clean-up additive for viscoelastic surfactant based fluids
MX2010005835A (es) * 2007-11-30 2010-06-30 Mi Llc Fluidos rompedores y metodos de uso de los mismos.
BRPI0906692A2 (pt) 2008-01-10 2015-06-30 Mi Llc Fluidos de furo de poço baseados em tensoativo viscoelástico e métodos de uso

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020169085A1 (en) * 2001-03-01 2002-11-14 Miller Matthew J. Compositions and methods to control fluid loss in surfactant-based wellbore service fluids
US7125825B2 (en) * 2003-04-25 2006-10-24 Tomah Products, Inc. Amidoamine salt-based viscosifying agents and methods of use
US20060266522A1 (en) * 2003-05-16 2006-11-30 Halliburton Energy Services, Inc. Methods useful for controlling fluid loss during sand control operations

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723256C1 (ru) * 2019-08-27 2020-06-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Буровой раствор для бурения скважин в условиях ММП

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009089267A2 (en) 2009-07-16
AU2009204201B2 (en) 2012-02-02
BRPI0906692A2 (pt) 2015-06-30
US8937034B2 (en) 2015-01-20
AR070138A1 (es) 2010-03-17
US20150101805A1 (en) 2015-04-16
AU2009204201A1 (en) 2009-07-16
CA2711515C (en) 2012-09-04
CA2711515A1 (en) 2009-07-16
WO2009089267A3 (en) 2009-10-15
CN101910355A (zh) 2010-12-08
EP2245105A4 (en) 2011-10-12
EP2245105B1 (en) 2014-05-07
US20100294498A1 (en) 2010-11-25
US9353306B2 (en) 2016-05-31
EP2245105A2 (en) 2010-11-03
CN101910355B (zh) 2013-06-12
EA201070836A1 (ru) 2011-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020211B1 (ru) Буровые растворы на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и способы применения
AU2007211354B2 (en) Wellbore fluid comprising a base fluid and a particulate bridging agent
RU2547187C1 (ru) Неводные, кислоторастворимые, высокоплотные флюиды для заканчивания скважины и способ
WO2012069784A1 (en) Consolidation
WO2021029876A1 (en) De-oiled lost circulation materials
WO2015189656A1 (en) Water-based wellbore servicing fluids with high temperature fluid loss control additive
Deville Drilling fluids
US20230392065A1 (en) Monovalent brine-based reservoir drilling fluid
WO2016176646A1 (en) Self-crosslinking polymers and platelets for wellbore strengyhening
CA2945989C (en) Water-based drilling fluid for reducing bitumen accretion
RU2230092C2 (ru) Буровые растворы
Sonmez et al. Comprehensive approach to torque and lost circulation problems in geothermal wells in terms of drilling fluid
US20050003968A1 (en) Drilling fluids
US20120028853A1 (en) Drilling fluid, drilling fluid additive, methods of making and using, such fluid and additive, methods of operating a well
US11976239B2 (en) Method of removing non-aqueous drilling mud with banana containing fluid
WO2022035447A1 (en) An engineered loss control slurry with improved performance
CA3098858A1 (en) Drilling fluids and uses thereof
CA3050427A1 (en) Compositions and methods of making of shale inhibition fluids
WO2011011878A1 (en) Drilling fluid additive comprising an oil and multiple guar compounds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ