EA021924B1 - Регенерация формиатных рассолов - Google Patents

Регенерация формиатных рассолов Download PDF

Info

Publication number
EA021924B1
EA021924B1 EA201070222A EA201070222A EA021924B1 EA 021924 B1 EA021924 B1 EA 021924B1 EA 201070222 A EA201070222 A EA 201070222A EA 201070222 A EA201070222 A EA 201070222A EA 021924 B1 EA021924 B1 EA 021924B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fluid
formate
brine
oxidizing agent
formate brine
Prior art date
Application number
EA201070222A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201070222A1 (ru
Inventor
Хой Чжан
Роберт Л. Хортон
Чарльз Свобода
Фрэнк Э. Эванс
Original Assignee
Эм-Ай ЭлЭлСи
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 ЭлЭлСи filed Critical Эм-Ай ЭлЭлСи
Publication of EA201070222A1 publication Critical patent/EA201070222A1/ru
Publication of EA021924B1 publication Critical patent/EA021924B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722Oxidation by peroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • C02F1/766Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens by means of halogens other than chlorine or of halogenated compounds containing halogen other than chlorine
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/34Organic compounds containing oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

В изобретении представлен способ регенерации формиатного рассола, который включает повышение величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола, включающего водорастворимые полимеры; обработку флюида окислителем и удаление по меньшей мере части суспендированных твердых веществ из флюида.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Представленные в настоящем описании варианты осуществления изобретения в основном относятся к скважинным флюидам. Более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к регенерации буровых растворов и растворов для заканчивания скважины.
Уровень техники
При бурении или заканчивании скважин в подземных формациях в скважине обычно применяют разнообразные флюиды различного назначения. Общепринятые варианты применения скважинных флюидов включают смазывание и охлаждение калибрующих поверхностей бурового долота в ходе бурения в целом или бурения при вскрытии пласта (то есть бурения в целевой нефтеносной формации), транспортирование бурового шлама (кусков пластовой породы, удаленной в процессе резания зубьями бурового долота) на поверхность, регулирование давления пластовой текучей среды для предотвращения выбросов, поддержание стабильности скважины, перевод твердых материалов в скважине во взвешенное состояние, сведение к минимуму утечек бурового раствора в формацию и стабилизацию формации, через которую пробуривают скважину, гидроразрыв формации вблизи скважины, вытеснение текучей среды внутри скважины другой текучей средой, очистку скважины, испытание скважины, использование флюида в качестве пакерной жидкости, ликвидацию скважины или подготовку скважины к ликвидации и прочие пути обработки скважины или формации.
Скважинные флюиды или буровые растворы обычно включают базовый флюид (воду, дизельное топливо или минеральное масло, или синтетическое соединение), утяжелители (наиболее часто используют сульфат бария или барит), бентонитовую глину, чтобы способствовать удалению бурового шлама из скважины и формировать фильтрационный осадок на стенках ствола скважины, лигносульфонаты и лигниты для поддержания глинистого раствора в жидком состоянии и разнообразные другие добавки, которые служат для исполнения специфических функций.
Исторически в буровой промышленности использовали глинистые растворы на водной основе (^ВМ) благодаря их низкой стоимости. Используемые глинистые растворы и буровой шлам из скважин, пробуренных с использованием \УВМ. могут быть без труда размещены на производственной площадке во многих местах работ в прибрежной зоне. \УВМ и буровой шлам могут быть также сброшены с платформ во многих местах акватории открытого моря в США в такой мере, насколько они соответствуют современным законодательным предписаниям относительно ограничений на сброс сточных вод, стандартам сбросов и другим разрешительным ограничениям.
В глинистых растворах на водной основе (^ВМ) обычно используют рассолы (например, такие как водный раствор СаВг2) благодаря широкому диапазону их плотности и тому обстоятельству, что рассолы обычно, по существу, не содержат суспендированных твердых веществ. Рассолы улучшают технические характеристики \УВМ за счет предотвращения гидратации и миграции разбухающей глины, тем самым предохраняя формацию от повреждения, обусловленного твердыми веществами, или набуханием глины, или миграцией. Система рассола может быть выбрана так, чтобы обеспечивать надлежащую плотность для использования в конкретной операции бурения скважины. Одно из преимуществ использования рассолов состоит в том, что в случае формации, которая проявляет неблагоприятное взаимодействие с одним типом рассола, часто имеется рассол другого типа, с которым эта формация не будет вступать в неблагоприятное взаимодействие. Как правило, рассолы выбирают из галогенидных солей одно- или двухвалентных катионов, таких как натрий, калий, кальций и цинк. Рассолы этого типа на основе хлоридов использовали в нефтедобывающей промышленности в течение более 50 лет, а рассолы на основе бромидов в течение по меньшей мере 25 лет. Однако рассолы на основе формиатов получили широкое распространение в промышленности лишь относительно недавно (примерно в течение последних десяти лет).
Формиат цезия, представляющий собой конкретный формиат, который впоследствии применяли в буровых растворах и растворах для заканчивания скважин, может быть использован в качестве базового флюида, не содержащего твердых веществ. Формиат цезия обладает самой высокой плотностью из прозрачных флюидов на основе формиатов щелочных металлов, имея удельный вес 2,3 (плотность 19,2 фунт/галлон). Благодаря такой изначально высокой плотности может быть устранена необходимость в утяжелителях, таких как сульфат бария, которые могут повреждать оборудование и формацию. Другие формиаты щелочных металлов, которые обладают меньшей плотностью, чем формиат цезия, и которые обычно используют в буровых растворах и растворах для заканчивания скважин, включают формиат калия, который имеет удельный вес 1,6 (плотность 13,1 фунт/галлон (ррд)), и формиат натрия. Формиаты с меньшей плотностью часто смешивают с формиатом цезия для получения флюида, имеющего удельный вес в диапазоне 1,0-2,3.
Было показано, что флюиды, содержащие формиат цезия и/или калия, повышают продуктивность и увеличивают скорости бурения, благодаря чему можно сэкономить время и снизить эксплуатационные расходы. Также было показано, что формиаты цезия и калия совместимы со всеми основными элементами бурильного оборудования (противовыбросовые превенторы (ВОР, ПВП), наземное оборудование, забойные телеметрические системы во время бурения (М^Э), системы каротажа во время бурения (Ь^Э) и забойные турбинные двигатели) и оснастки для заканчивания скважины (металлы и эластомеры) в условиях высокой температуры и давления. Моновалентная природа формиатов цезия и калия
- 1 021924 снижает вероятность повреждения пластового резервуара формации, обеспечивает операторам возможность эффективно контролировать процесс и создает желательное смазывание буровой скважины. Кроме того, формиаты щелочных металлов не повреждают продуктивный пласт или металлические детали скважинного оборудования, что характерно для альтернативных таковым коррозионно-агрессивных материалов (высокоплотных рассолов). Поскольку формиат цезия и/или калия является биоразлагаемым и не проявляет коррозионной агрессивности, его считают более экологически безопасным продуктом, нежели другие буровые растворы на рынке.
Однако, несмотря на желательную эффективность, которая проявляется при бурении скважины с использованием формиата цезия и/или калия, имеют место существенные ограничения его употребления. Флюид, который включает формиат цезия и/или калия, является относительно дорогостоящим, поэтому из экономических соображений при бурении необходимо регенерировать любой имеющийся в распоряжении формиат цезия и/или калия и использовать его повторно. Однако существуют пределы процессов регенерации, в плане как максимального процентного содержания регенерированного формиата цезия и/или калия, так и экономической целесообразности.
Способы регенерации, типичные для буровых растворов и флюидов для заканчивания скважин, включают удаление растворенных загрязнений и любых твердых обломков породы, или устранение изменений величины рН или цвета рассола. Обычно в процессе регенерации перед фильтрованием выполняют химические обработки в целях осаждения растворенных ионов и снижения вязкости путем разрушения полимеров, присутствующих во флюиде. Однако дополнительная сложность использования формиатных рассолов состоит в том, что один из наиболее распространенных способов регенерации, применение окислителей для разрушения полимеров, обычно несовместим с формиатными рассолами, поскольку окислитель имеет тенденцию окислять формиатные ионы, но не полимеры.
Соответственно этому, существует постоянная потребность в разработке способов регенерации загрязненных формиатных рассолов.
Сущность изобретения
В одном аспекте представленные в настоящем описании варианты осуществления относятся к способу регенерации формиатного рассола, который включает повышение величины рН израсходованного флюида на основе формиатного рассола, содержащего водорастворимые полимеры; обработку флюида окислителем и удаление по меньшей мере части суспендированных твердых компонентов из флюида.
В еще одном аспекте представленные в настоящем описании варианты осуществления относятся к способу регенерации формиатного рассола, который включает снижение величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола, содержащего водорастворимые полимеры; повышение величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола для инициирования осаждения веществ, растворенных во флюиде; обработку флюида окислителем для разрушения оставшегося водорастворимого полимера и возвращение по меньшей мере части формиатного рассола.
Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидными из нижеследующего описания и прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Подробное описание изобретения
В одном аспекте представленные в настоящем описании варианты осуществления относятся к отработавшим скважинным флюидам. Более конкретно, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам регенерации рассола из отработавшего бурового раствора или другого флюида для обслуживания скважины.
Для целей настоящего изобретения термин рассол квалифицированные специалисты в области технологии бурения и добычи нефти понимают как означающий солевой раствор конкретной плотности, используемый в качестве части скважинного флюида. Примеры типичных рассолов включают, но не ограничиваются ими, формиаты, ацетаты, хлориды, бромиды, йодиды, вольфраматы, карбонаты, бикарбонаты или нитратные соли аммония, натрия, калия, цезия, рубидия, лития, кальция, магния, цинка или бария, их комбинации и смеси. В конкретном варианте осуществления рассолы, регенерированные из скважинных флюидов, согласно настоящему изобретению, включают, но не ограничиваются ими, формиат цезия, формиат калия и тому подобное, а также ацетаты щелочных металлов.
Как правило, когда скважинный флюид используют и извлекают, флюид будет содержать рассол так же, как и водорастворимые полимеры и другие добавки, а также твердые включения и прочие обломки, которые образовались в ходе буровых работ. Полимеры обычно добавляют к скважинным флюидам для придания им определенных желательных свойств, таких как повышенная вязкость, во время бурения и заканчивания скважины. Некоторые типичные загустители, добавляемые к скважинным флюидам на основе рассолов, включают природные полимеры и их производные, такие как гидроксиэтилцеллюлоза (НЕС), дериватизированная НЕС, гуары, производные гуаров, крахмалы, производные крахмалов, склероглюканы, \ус11ап дитв (геллановые камеди типа синтетического анионного полисахарида Ρήΐζ \Ус1ап Сит), камедь плодов рожкового дерева, камедь карайи, трагакантовая камедь, каррагенаны, альгинаты, гуммиарабик, и биополимеры, такие как, например, полученные ферментацией бактерий хаШНотопав сатрсЧпв. и другие подобные полимеры, а также синтетические полимеры и олигомерные добавки, такие как полиэтиленгликоль (РЕС), полидиаллиламин, полиакриламид, полиаминометилпропилсульфонат
- 2 021924 [поли-ΑΜΡδ], полиакрилонитрил, поливинилацетат, поливиниловый спирт, поливиниламин, поливинилсульфонат, полистиролсульфонат, полиакрилат, полиметилакрилат, полиметакрилат, полиметилметакрилат, поливинилпирролидон, поливиниллактам и сополимеры, терполимеры и четверные полимеры следующих сомономеров: этилен, бутадиен, изопрен, стирол, дивинилбензол, дивиниламин, 1,4-пентадиен3-он (дивинилкетон), 1,6-гептадиен-4-он (диаллилкетон), диаллиламин, этиленгликоль, акриламид, аминометилпропилсульфонат (ΛΜΡδ), акрилонитрил, винилацетат, виниловый спирт, виниламин, винилсульфонат, стиролсульфонат, акрилат, метилакрилат, метакрилат, метилметакрилат, винилпирролидон и виниллактам.
Примеры другого типа материалов, часто присутствующих в скважинных флюидах, включают лигнит, лигнитовый кокс, гликоли, сложные эфиры и другие масла, карбонат кальция, барит, ильменит, тетроксид марганца, гематит (утяжелители), бентонит, сепиолит (глины), эмульгаторы, поверхностноактивные вещества, известь, гидроксиды, смазочные средства, поглотители сульфидов, материал для борьбы с поглощениями бурового раствора и тому подобное. В дополнение, как показано выше, флюид, который извлечен, может содержать твердые вещества и другие обломки, такие как буровой шлам, песок, глины, крахмал, глинистый сланец и прочие твердые материалы, вынесенные из формации.
Таким образом, после возвращения скважинного флюида на поверхность рассол, содержащийся в нем, может быть регенерирован для будущего использования, например для составления других скважинных флюидов; однако он (рассол) должен быть отделен от разнообразных добавок. Если рассол был загущен полимерами, как описано выше, должно быть выполнено разрушение полимеров и выделение полимерных компонентов из рассола. Однако, как описано выше в отношении формиатных рассолов, обычно используемые окислители для разрушения полимеров, как правило, несовместимы с формиатными рассолами, поскольку окислитель склонен окислять формиатные ионы, но не полимеры.
Однако в способах согласно настоящему изобретению используют многостадийную регенерацию, для чего полимеры (и другие материалы) вначале осаждают из раствора путем ударной коагуляции, после которой следует окислительная обработка для разрушения оставшегося полимера. Авторами настоящего изобретения успешно обнаружено, что после первого ударного воздействия на полимеры быстрым повышением величины рН последующая окислительная обработка будет продолжать разрушение полимера быстрее, чем производить окисление формиатных ионов, что ожидалось бы в противном случае. Не будучи связанным никаким конкретным механизмом, предполагается, что во время ударной коагуляции полимер распадается на более мелкие фрагменты, что делает полимерные частицы более доступными для окислителя, и тем самым они подвергаются окислению в первую очередь.
Когда величина рН скважинного флюида повышается до значения рН более чем 10, а в другом варианте осуществления варьирует от примерно 11 до 14, полимеры (и прочие растворенные твердые вещества) могут высаливаться или осаждаться из раствора. Такое явление может быть лучше всего реализовано, когда величина рН повышается непосредственно при добавлении щелочей. Далее, в зависимости от состава рассола также может оказаться желательным (перед повышением величины рН) сначала снизить значение рН до величины, варьирующей от примерно 4 до 7, а в другом варианте осуществления от 4 до 6. Такое снижение величины рН может повысить растворимость малорастворимых соединений (то есть соединений, имеющих растворимость менее чем 25 г/100 мл), присутствующих во флюиде, что, в свою очередь, может увеличить количество осадка, который образуется во время последующего повышения величины рН. Такие малорастворимые соединения могут включать соединения, содержащие кальций и магний, такие как, например, карбонаты, сульфаты, оксиды и гидроксиды кальция и магния. Далее, обычному специалисту в данной области будет понятно, что в скважинном флюиде могут присутствовать такие соединения, как минеральные вещества, такие как мел, доломит, гипс и известь, и т.д., или могут быть также добавлены к флюиду в процессе регенерации. Присутствие такого малорастворимого материала во время повышения величины рН может обусловить слипание материалов (такое, какое обычно наблюдается при коагуляции), или материалы могут служить в качестве центров кристаллизации для осаждаемых веществ во время последующего повышения величины рН.
Снижение и повышение значения рН может быть достигнуто добавлением любой кислоты или основания, известных в данной области. Показательные примеры таких кислот включают минеральные кислоты, такие как соляная кислота, бромисто-водородная кислота, азотная кислота, серная кислота, фосфорная кислота и их смеси, органические кислоты, такие как карбоновые кислоты, такие как муравьиная и уксусная кислота, и такие основания включают, например, гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид цезия и гидроксид кальция. В конкретном варианте осуществления и в зависимости от типа подвергаемого регенерации рассола может быть желательным использование кислоты/основания, конъюгированных с формиатной солью рассола, чтобы избежать разбавления рассола.
Затем к флюиду может быть добавлен окислитель, чтобы дополнительно увеличить разложение полимера и обеспечить улучшенную регенерацию рассола. Окислители, которые могут быть использованы в процессах регенерации согласно настоящему изобретению, могут включать пероксиды, такие как, например, пероксид водорода и пероксид кальция, оксианионы хлора, брома и йода, такие как, например, гипохлоритные, хлоратные, перхлоратные, броматные, йодатные и трийодидные ионы. В конкретном
- 3 021924 варианте осуществления в качестве окислителя используют пероксид водорода. Однако обычному специалисту в данной области будет понятно, что для окисления полимеров в настоящем изобретении могут быть использованы другие типы окислителей. Обычному специалисту в данной области будет понятно, что в зависимости от типа окислителя время, необходимое для обеспечения достаточной степени окисления полимера, может варьировать. Кроме того, обычному специалисту в данной области будет понятно, что в зависимости от конкретного типа окислителя и соответствующих стехиометрических характеристик также может варьировать количество окислителя.
После химической обработки и осаждения материалов внутри флюида смесь флюида и твердых веществ может быть подвергнута механическому разделению путем отделения флюида и твердых веществ друг от друга. Такие средства разделения могут включать обычные в данной области средства, например приспособление для гравитационного осаждения, центрифугу, фильтры, вращающиеся вакуумные фильтры, пеноотделители и т.д. В конкретном варианте осуществления смесь флюида и твердых веществ подвергают центрифугированию, после которого центрифугат из центрифуги может содержать только лишь легкие твердые примеси. В зависимости от конкретного флюида может быть также желательным использование способов многократного разделения, таких как центрифугирование для удаления крупных частиц с последующим пропусканием через фильтр-пресс для удаления мелких частиц. Кроме того, если желательна дополнительная очистка регенерируемого формиатного рассола, могут быть использованы другие способы регенерации, такие как описано в заявке на патент США № 60/953631, озаглавленной Регенерация загрязненных галогенидами формиатных рассолов, поданной 2 августа 2007 г., которая принадлежит авторам настоящего изобретения и включена в настоящее описание в качестве ссылки во всей ее полноте, или другие способы, известные в данной области.
Примеры
Пример 1.
Загрязненный буровой раствор на основе формиатов (содержание рассола ~95 об.%, плотность рассола 10,3 ррд (фунт/галлон) (1,23 г/см3), который, как было найдено, содержал 77,45 об.% воды, 1,75 об.% масла, 21,0 об.% твердых веществ, подвергли различным обработкам для регенерации, как показано ниже в табл. 1.
Таблица 1
Образец Обработка % регенерации Плотность рассола (фунтов/галлон)
1 без обработки, центрифугирование 0,0 -
2 Начинают с 30 мл бурового раствора; снижают рН до 4,3 добавлением 3 мл 88% муравьиной кислоты; повышают рН до 12,35 добавлением δ шт 50 мас.% раствора КОН; перемешивают 5 минут, затем цент риф угируют 51,9 10,43 (1,248 г/см3)
3 Начинают с 30 мл бурового раствора; снижают рН до 4,3 добавлением 3 мл 88% муравьиной кислоты; повышают рН до 12,35 добавлением 6 мл 50 мас.% раствора КОН; добавляют 2 мл концентрированного Н2О2; перемешивают 5 минут, затем центрифугируют ' 62, 1 10,40 (1,244 г/см3)
4 Начинают с 30 мл бурового раствора; добавляют 2 мл концентрированного Н.2О2; перемешивают 5 минут; оставляют стоять при комнатной температуре в течение 22 суток 14, 3 10,52 (1,259 г/смэ)
5 Начинают с 50 мл бурового раствора; добавляют сухие гранулы КОН до рН 13,8; добавляют 2 мл концентрированного Н2О2; перемешивают 5 минут; оставляют стоять при комнатной температуре в течение 10 суток 20,0
Пример 2.
Испытывали действие пероксида водорода, используемого для регенерации загрязненного бурового раствора на основе формиата, описанного в примере 1. Регенерационная обработка включала начальное количество 30 мл бурового раствора, снижение величины рН до 4,3 добавлением 3 мл 88% муравьиной кислоты, повышение значения рН до 12,3 добавлением 6 мл 50 мас.% раствора КОН и добавление пере- 4 021924 менного количества 50 мас.% Н2О2, перемешивание в течение 5 мин и затем центрифугирование. Результаты регенерации показаны ниже в табл. 2. Обработка с использованием 1,0 мл 50 мас.% Н2О2 на 30 мл бурового раствора (эквивалентно 0,033 барреля (ЬЬ1) (5,247 л) 50 мас.% Н2О2 на баррель (159 л) бурового раствора) была определена как достаточная.
Таблица 2
Образец Объем 50% Н2 % регенерации
5 0,1 мл 52, 6
6 0 г 5 мл 52, 6
7 1,0 мл 62,0
е 1,5 мл 62,1
Пример 3.
1000 мл загрязненного бурового раствора на основе формиата, описанного в примере 1, подвергли регенерационной обработке, которая включала снижение величины рН до 4,47 добавлением 60 мл 88% муравьиной кислоты, повышение величины рН до 12,2 добавлением 100 мл 50 мас.% КОН и добавление 33 мл 50 мас.% Н2О2, перемешивание в течение 30 мин и затем центрифугирование при скорости 2000 об/мин. Регенерировали 765 мл рассола, имеющего плотность 10,4 фунт/галлон (1,244 г/см3) (60,2% регенерации). Регенерированный рассол анализировали на содержание солей, который показал, что рассол содержит 22,4 мас.% формиата калия, 5,6 мас.% формиата натрия и 5,6 мас.% хлорида натрия.
Регенерированный рассол загустили для получения бурового раствора для бурения пластового резервуара. Не наблюдалось никаких аномальных явлений, таких как образование пузырьков. Реологические характеристики были получены с использованием вискозиметра Раии 35 и вязкость при низкой скорости сдвига определяли с использованием вискозиметра Брукфильда. Характеристики сравнивали с характеристиками для бурового раствора, образованного из свежего рассола. Результаты, показанные ниже в табл. 3, демонстрируют, что полимеры не оказывают негативного воздействия на регенерированный рассол.
Таблица 3
Компонент Количество
Рассол <10,4 фунта/галлон (1,244 г/смэ) ) 333,8 мл/баррель (2,1 мл/л)
Ксантановая камедь РЬО- νιε™ ръиз 1,25 г/баррель (0,008 г/л)
Буровой крахмал РЬО-ТИОЬ® 6,0 г/баррель (0,038 г/л)
Карбонат кальция 5АРЕСАКВ® 2 5 г/баррель (0,031 г/л)
Карбонат кальция 5АРЕСАКВ® 10 10 г/баррель (0,062 г/л)
Карбонат кальция ЗАРЕ·* САКВ® 20 15 г/баррель (0,094 г/л)
Горячая вальцовка в течение 22 ч при ΙδΟ^Ρ (65,56*0
Вискозиметр Рапп Реологические характеристики при 120°Р (48,89°С) Реологические характеристики при 70°Е (21,11’С)
600/300 43/28 68/45
200/100 25/20 36/26
6/3 8/5 12, 8
Ρν/ΥΡ 15/13 23/22
ЬЗВУ при 0,3 об/мин
1 мин - 13697
2 мин - 15697
3 мин - 16096
ΡΥ/ΡΥ - пластическая вязкость/динамическое сопротивление сдвигу, Ь8К.У - вязкость при низкой скорости сдвига при 0,3 об/мин.
- 5 021924
Пример 4.
Буровой раствор на основе формиата для бурения пластового резервуара составляли, как показано ниже в табл. 4.
Таблица 4
Компонент Количество
Рассол на основе формиата Сз/К с плотностью 14,8 фунта/галлон (1, 77 г/сма) ) 330,5 мл/баррел ь (2,08 мл/л)
Ксантановая камедь ГЬО- νΐΞ™ рьиз 1,5 г/баррель (0,009 г/л)
Буровой крахмал ГЪО-ТЕОЬ® б,0 г/баррель (0,038 г/л)
Кальцинированная сода 1 г/баррель 0,006 г/л)
Карбонат кальция 5АГЕСАЕВ® 10 1 г/баррель (0,006 г/л)
Карбонат кальция 5АЕЕСАЕВ® 20 1 г/баррель 0,006 г/л)
Карбонат кальция 5АГЕ- САЕВ® 40 19 г/баррель (0,119 г/л)
Карбонат кальция 5АЕЕСАЕВ® 250 4 г/баррель 0,025 г/л)
рН 11,45
Горячая вальцовка 5 течение 22 ч при 150 ’Р (65,56°С)
Вискозиметр Рапп Реологические характеристики при 120°Р (48,89°С) Реологические характеристики при 70°Г (21,11°С)
600/300 76/44 98/65
200/100 30/18 48/29
6/3 4/2 7/3
Ρν/ΥΡ 32/12 33/32
ЬЗЕУ при 0,3 об/мин
1 мин - 399, 9
2 мин - 3299
3 мин - 5499
Полученный буровой раствор подвергали различным регенерационным обработкам, как показано ниже в табл. 5.
Таблица 5
Образец Обработка % регенерации
9 Без обработки, центрифугирование <50%
10 Начинают о 40 мл бурового раствора; добавляют 12 мл 50 мас.% раствора КОН; перемешивают 5 минут; оставляют стоять при комнатной температуре для старения в течение 3 суток; центрифугируют 68%
11 Начинают с 40 мл бурового раствора; добавляют 1,4 мл 50 мас.% НгО^; перемешивают 5 минут; оставляют стоять при комнатной температуре в течение 3 суток, затем центрифугируют1 78%
12 Начинают с 40 мл бурового раствора; снижают рН до 5,85 добавлением 6 мл 88% муравьиной кислоты; повышают рН до 10,0 добавлением 12 мл 50 мас.% раствора КОН; перемешивают 5 минут; оставляют стоять при комнатной температуре для старения в течение 3 суток, затем центрифугируют 70%
13 Начинают с 40 мл бурового раствора; снижают рН до 5,85 добавлением б мл 88% муравьиной кислоты; повышают рН до 10,0 добавлением 12 мл 50 мас.% раствора КОН; добавляют 1,4 мл 50 мас.% НгО?; перемешивают 5 минут, оставляют стоять при комнатной температуре для старения в течение 3 суток, затем центрифугируют 80%
- 6 021924
Выполняли анализ на содержание солей в начальном рассоле на основе формиата К/С'Т с плотностью 14,8 фунт/галлон (1,77 г/см3) и в рассолах, регенерированных из образцов 11 и 13. Результаты показаны ниже в табл. 6.
Таблица 6
Рассол на основе формиата К/С5 с плотностью 14,8 фунта/галлон (1, 77 г/см3) Образец 11 Образец 13
Са*г <0,01% <0,01% 0,20%
Мд* <0,01% <0,01% <0,01%
ζη*ζ <0,01% <0,01% <0,01%
Ца+ 0,32% 1,47% 1,18%
К+ 21,7% 20, 8% 20,5%
Сз + 30, 6% 29,6% 24,3%
НСОО 32,5% 32, 6% 32,1%
Плотность (фунтов/галлон) 14,76 14,57 13, 35
Варианты осуществления настоящего изобретения преимущественно относятся по меньшей мере к одному из нижеследующего. Предпочтительным удалением полимера и твердых частиц из загрязненного формиатного рассола, такого как дорогостоящий рассол на основе цезия или калия, рассол может быть регенерирован для последующего использования при работах в буровой скважине и снижения расходов, связанных с формиатными рассолами (в частности, с формиатом цезия). Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют средства для улучшения регенерации дорогостоящих формиатных рассолов, обеспечивая дополнительную экономическую эффективность при буровых работах.
Несмотря на то что изобретение было описано в отношении ограниченного числа вариантов осуществления, квалифицированным специалистам в данной области, получившим пользу от этого изобретения, будет очевидно, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, которые не выходят за пределы объема раскрытого в данном описании изобретения. Соответственно этому, объем изобретения должен быть ограничен только прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

Claims (15)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ регенерации формиатного рассола, включающий осуществление ударной коагуляции быстрым повышением величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола, содержащего водорастворимые полимеры, до значения по меньшей мере 10 для инициирования осаждения материалов, растворенных во флюиде;
    обработку флюида окислителем для разрушения оставшегося водорастворимого полимера; удаление по меньшей мере части суспендированных твердых веществ из флюида.
  2. 2. Способ по п.1, дополнительно включающий снижение величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола, содержащего водорастворимые полимеры, до величины, варьирующей от 4 до 7, перед повышением величины рН.
  3. 3. Способ по п.1, в котором удаление включает центрифугирование флюида.
  4. 4. Способ по п.1, в котором удаление включает отфильтровывание суспендированных твердых веществ из флюида.
  5. 5. Способ по п.1, в котором величину рН повышают до значения рН, варьирующего от 11 до 14.
  6. 6. Способ по п.2, в котором величину рН снижают до значения рН, варьирующего от 4 до 6.
  7. 7. Способ по п.1, в котором в качестве окислителя используют по меньшей мере один из компонентов: пероксид, трийодидный ион и оксианион хлора, брома и йода.
  8. 8. Способ по п.7, в котором в качестве окислителя используют по меньшей мере один пероксид.
  9. 9. Способ по п.2, в котором величину рН снижают в течение определенного периода времени.
  10. 10. Способ регенерации формиатного рассола, включающий снижение величины рН отработавшего флюида на основе содержащего водорастворимые полимеры формиатного рассола до величины, варьирующей от 4 до 7;
    повышение величины рН отработавшего флюида на основе формиатного рассола до значения по меньшей мере 10 для инициирования осаждения материалов, растворенных во флюиде;
    обработку флюида окислителем для разрушения оставшегося водорастворимого полимера; извлечение по меньшей мере части регенерированного формиатного рассола.
  11. 11. Способ по п.10, в котором величину рН повышают до значения рН, варьирующего от 11 до 14.
  12. 12. Способ по п.10, в котором величину рН снижают до значения рН, варьирующего от 4 до 6.
  13. 13. Способ по п.10, в котором в качестве окислителя используют по меньшей мере один из компонентов: пероксид, трийодидный ион и оксианион хлора, брома и йода.
  14. 14. Способ по п.13, в котором в качестве окислителя используют по меньшей мере один пероксид.
  15. 15. Способ по п.10, в котором регенерированный формиатный рассол содержит по меньшей мере один из компонентов, выбранных из фильтрата или центрифугата из операций фильтрования или цен- 7 021924 трифугирования.
EA201070222A 2007-08-02 2008-07-24 Регенерация формиатных рассолов EA021924B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US95362407P 2007-08-02 2007-08-02
PCT/US2008/071053 WO2009018099A1 (en) 2007-08-02 2008-07-24 Reclamation of formate brines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201070222A1 EA201070222A1 (ru) 2010-06-30
EA021924B1 true EA021924B1 (ru) 2015-09-30

Family

ID=40304767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070222A EA021924B1 (ru) 2007-08-02 2008-07-24 Регенерация формиатных рассолов

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8871097B2 (ru)
EP (1) EP2181072B1 (ru)
AR (1) AR067783A1 (ru)
AU (1) AU2008282473B2 (ru)
BR (1) BRPI0815006A2 (ru)
CA (1) CA2694655C (ru)
EA (1) EA021924B1 (ru)
MX (1) MX2010001162A (ru)
WO (1) WO2009018099A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2966820B1 (fr) * 2010-11-03 2015-04-03 Spcm Sa Procede de traitement d'eau de production produite a l'issue d'un procede de recuperation assistee du petrole mettant en oeuvre des polymeres
US10214674B2 (en) 2014-05-15 2019-02-26 Halliburton Energy Services, Inc. Weighted well fluids
US10479924B2 (en) * 2014-05-15 2019-11-19 Halliburton Energy Services, Inc. Packing fluids and methods
NO341374B1 (en) * 2015-01-26 2017-10-23 Elkem As Potassium formate-based slurry for oil well drilling fluids
DE102015224469A1 (de) 2015-12-07 2017-06-08 Addcon Europe Gmbh Hochdichte Bohrlochflüssigkeiten mit niedrigen Kristallisationstemperaturen
RU2650146C1 (ru) * 2016-12-12 2018-04-09 Рустам Валерьевич Карапетов Технологическая жидкость для ликвидации (длительной консервации) нефтяных и газовых скважин (2 варианта)
CA3113294A1 (en) * 2018-10-10 2020-04-16 Li-Technology Pty Ltd Brine and method for producing same
WO2021042205A1 (en) * 2019-09-04 2021-03-11 Inter-Casing Pressure Control Inc. Inter-casing pressure control systems and methods
US11485899B2 (en) * 2019-12-04 2022-11-01 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of reducing zinc concentration in fluids

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6494263B2 (en) * 2000-08-01 2002-12-17 Halliburton Energy Services, Inc. Well drilling and servicing fluids and methods of removing filter cake deposited thereby
US6730234B2 (en) * 2001-03-15 2004-05-04 Tetra Technologies, Inc. Method for regeneration of used halide fluids
US6737385B2 (en) * 2000-08-01 2004-05-18 Halliburton Energy Services, Inc. Well drilling and servicing fluids and methods of removing filter cake deposited thereby
US6818594B1 (en) * 1999-11-12 2004-11-16 M-I L.L.C. Method for the triggered release of polymer-degrading agents for oil field use

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0621329A1 (en) 1993-04-21 1994-10-26 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Removing fines from a spent aqueous drilling fluid
GB9404374D0 (en) 1994-03-07 1994-04-20 Ici Plc Drilling fluids
US7211550B2 (en) 2000-07-14 2007-05-01 Cabot Corporation Compositions for controlling scaling and completion fluids
WO2004092534A1 (en) 2003-04-15 2004-10-28 Cabot Corporation Method to recover brine from drilling fluids
US7678281B2 (en) * 2003-07-18 2010-03-16 Bj Services Company Method of reclaiming brine solutions using an organic chelant
CA2606190A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Hw Process Technologies, Inc. Treating produced waters
MX2007009884A (es) 2006-01-10 2007-09-26 Mi Llc Polimeros, que absorben agua, para el tratamiento de salmueras y fluidos de perforacion a base de agua.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818594B1 (en) * 1999-11-12 2004-11-16 M-I L.L.C. Method for the triggered release of polymer-degrading agents for oil field use
US6494263B2 (en) * 2000-08-01 2002-12-17 Halliburton Energy Services, Inc. Well drilling and servicing fluids and methods of removing filter cake deposited thereby
US6737385B2 (en) * 2000-08-01 2004-05-18 Halliburton Energy Services, Inc. Well drilling and servicing fluids and methods of removing filter cake deposited thereby
US6730234B2 (en) * 2001-03-15 2004-05-04 Tetra Technologies, Inc. Method for regeneration of used halide fluids

Also Published As

Publication number Publication date
CA2694655A1 (en) 2009-02-05
WO2009018099A1 (en) 2009-02-05
EP2181072B1 (en) 2015-03-11
BRPI0815006A2 (pt) 2015-03-03
CA2694655C (en) 2014-06-03
EP2181072A1 (en) 2010-05-05
AR067783A1 (es) 2009-10-21
MX2010001162A (es) 2010-03-01
EA201070222A1 (ru) 2010-06-30
US20110247986A1 (en) 2011-10-13
EP2181072A4 (en) 2011-08-24
US8871097B2 (en) 2014-10-28
AU2008282473B2 (en) 2011-12-08
AU2008282473A1 (en) 2009-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA021924B1 (ru) Регенерация формиатных рассолов
US11186806B2 (en) Treatment of sulfide scales
RU2388782C2 (ru) Буровой раствор, содержащий полимер, и применение полимера в буровом растворе
CN102531227B (zh) 处理由使用聚合物的强化采油过程获得的采出水的方法
US20110053811A1 (en) Methods for preventing or remediating xanthan deposition
EA022202B1 (ru) Способы и скважинные флюиды на водной основе для уменьшения поглощения скважинного флюида и поглощения фильтрата
US8839859B2 (en) Water absorbing polymers for treatment of brines and water-based drilling fluids
US3637031A (en) Drilling fluid and method of rotary drilling therewith
US10144861B2 (en) Surface active additives for oil-based mud filter cake breakers
WO2019175792A1 (en) Drilling fluid system for controlling loss circulation
CN101068904A (zh) 钻井液添加剂和方法
EP0695333B1 (en) Removing fines from a spent aqueous well treating fluid
GB2552198A (en) Fluids
EP0275304B1 (en) Calcium-free clear high density fluids
CA2679204C (en) Using oxidizing agents to remove thiocyanates from brines
WO2021055953A1 (en) Method of using alginates in subterranean wellbores
US10703956B2 (en) Use of alkali metal silicates during formulation of drilling fluids

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 AZ 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): RU