EA042226B1 - DRILLING COMPOSITION FOR WELLBORE - Google Patents
DRILLING COMPOSITION FOR WELLBORE Download PDFInfo
- Publication number
- EA042226B1 EA042226B1 EA202191326 EA042226B1 EA 042226 B1 EA042226 B1 EA 042226B1 EA 202191326 EA202191326 EA 202191326 EA 042226 B1 EA042226 B1 EA 042226B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- drilling fluid
- sas
- lbs
- bbl
- latex
- Prior art date
Links
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications
Данная заявка испрашивает приоритет и преимущество предварительной заявки на патент США № 62/778363, поданной 12 декабря 2018 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.This application claims the priority and benefit of U.S. Provisional Application No. 62/778363, filed Dec. 12, 2018, which is incorporated herein by reference in its entirety.
Область техникиTechnical field
Данное изобретение относится к буровым композициям, например композициям, используемым для бурения скважин, содержащих природные ресурсы.This invention relates to drilling compositions, such as compositions used for drilling wells containing natural resources.
Уровень техникиState of the art
Скважины могут быть пробурены для добычи природных ресурсов, таких как нефть, газ или вода. Ствол скважины окружен пластом, например сланцем или глиной, который может влиять на стабильность ствола скважины. Например, пласт может оказывать давление на ствол скважины или флюиды из пласта могут поступать в ствол скважины. Пласт может содержать проницаемые области, и флюиды, вводимые в ствол скважины, могут попадать в проницаемые области, что приводит к фильтрации бурового раствора. Такая фильтрация бурового раствора может повлиять на эффективность бурения, может повлечь за собой замещение буровых растворов и повлиять на стабильность пласта.Wells may be drilled to extract natural resources such as oil, gas or water. The wellbore is surrounded by a formation, such as shale or clay, which can affect the stability of the wellbore. For example, the formation may exert pressure on the wellbore, or fluids from the formation may enter the wellbore. The formation may contain permeable regions, and fluids injected into the wellbore may enter the permeable regions, resulting in filtration of the drilling fluid. Such filtration of the drilling fluid can affect the efficiency of drilling, may result in the displacement of drilling fluids and affect the stability of the formation.
Буровые композиции, например буровые жидкости или буровые растворы, можно использовать для облегчения бурения стволов скважин. Буровая жидкость или буровой раствор может распределяться и циркулировать по стволу скважины для обеспечения таких функций, как охлаждение и смазка бурового оборудования, или для удаления выбуренной породы и очистки ствола скважины. Помимо выполнения этих функций, буровые композиции также могут способствовать повышению стабильности пласта.Drilling compositions, such as drilling fluids or drilling fluids, can be used to facilitate the drilling of wellbores. The drilling fluid or mud may be distributed and circulated through the wellbore to provide functions such as cooling and lubricating the drilling equipment, or to remove cuttings and clean the wellbore. In addition to performing these functions, drilling compositions can also help improve formation stability.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Данный раздел Сущность изобретения предлагается для того, чтобы представить в упрощенной форме разные концепции, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Подразумевается, что данный раздел Сущность изобретения не предназначен для выявления требуемых или ключевых признаков заявленного объекта изобретения, но данный раздел и не ограничивает объем заявленного объекта изобретения.This Summary is provided to introduce various concepts in a simplified form, which are further described below in the Detailed Description. It is intended that this Summary section is not intended to identify required or key features of the claimed subject matter, but this section does not limit the scope of the claimed subject matter.
В аспектах данное изобретение описывает композиции бурового раствора. Композиции бурового раствора можно использовать в процессах бурения ствола скважины, например, для образования нефтяных скважин. В одном аспекте асфальтсульфонат натрия (SAS; sodium asphalt sulfonate), соль асфальта, может быть использован для регулирования фильтрации бурового раствора и смазывающей способности композиций бурового раствора. Кроме того, SAS может герметизировать микротрещины в сланце, что может обеспечить стабильность пласта. Было обнаружено, что порошкообразный каучуковый латекс имеет синергетические эффекты в комбинации с SAS, например, больше, чем аддитивные эффекты, и эта комбинация способствует контролю фильтрации бурового раствора, смазывающей способности и стабильности пласта. Например, добавление как порошкообразного каучукового латекса, так и SAS в композиции бурового раствора обеспечивает относительно более высокую смазывающую способность, меньшую фильтрацию бурового раствора, лучшую герметизацию микротрещин в сланце и стабильность пласта, чем использование аналогичных концентраций только SAS или порошкообразного латекса. В некоторых аспектах синергетические эффекты усиливаются при использовании концентрации SAS, которая больше или равна концентрации латекса.In aspects, this invention describes drilling fluid compositions. The drilling fluid compositions can be used in wellbore drilling processes, for example, to form oil wells. In one aspect, sodium asphalt sulfonate (SAS; sodium asphalt sulfonate), a salt of asphalt, can be used to control drilling fluid filtration and lubricity of drilling fluid compositions. In addition, SAS can seal micro-fractures in shale, which can ensure formation stability. Powdered rubber latex has been found to have synergistic effects in combination with SAS, eg more than additive effects, and this combination helps control mud filtration, lubricity and formation stability. For example, the addition of both powdered rubber latex and SAS in a drilling fluid composition provides relatively higher lubricity, less mud filtration, better sealing of microfractures in the shale, and formation stability than using similar concentrations of SAS alone or powdered latex. In some aspects, synergistic effects are enhanced by using a concentration of SAS that is greater than or equal to the concentration of latex.
В одном аспекте данное изобретение описывает композицию бурового раствора, имеющую первую концентрацию порошкообразного латекса и вторую концентрацию SAS. Вторая концентрация SAS (по массе, например фунтов массы/баррель) может быть больше или равна первой концентрации латекса (по массе, например фунтов массы/баррель). В некоторых примерах вторая концентрация SAS (по массе) может быть больше, чем первая концентрация латекса (по массе).In one aspect, this invention describes a drilling fluid composition having a first concentration of latex powder and a second concentration of SAS. The second concentration of SAS (by weight, eg lbs/bbl) may be greater than or equal to the first concentration of latex (by weight, eg lbs/bbl). In some examples, the second concentration of SAS (by weight) may be greater than the first concentration of latex (by weight).
Как в приведенной сущности изобретения, так и в последующем подробном описании предложены примеры, которые приведены исключительно в качестве пояснения настоящего изобретения. Соответственно изложенную выше сущность изобретения и последующее подробное описание не следует считать ограничивающими. Помимо отличительных признаков и вариантов, приведенных в настоящем документе, могут быть предложены дополнительные отличительные признаки или варианты, такие как, например, разные их отличительные комбинации и подкомбинации, изложенные в подробном описании.Both the summary of the invention and the following detailed description provide examples that are provided solely as an explanation of the present invention. Accordingly, the foregoing summary of the invention and the following detailed description should not be considered limiting. In addition to the features and variations provided herein, additional features or variations may be suggested, such as, for example, various feature combinations and subcombinations thereof set forth in the Detailed Description.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
На фиг. 1 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при высокой температуре и высоком давлении (HPHT; high temperature high pressure) при 121°C (250°F) для композиции бурового раствора на водной основе, содержащей как асфальтсульфонат натрия (SAS), так и порошкообразный латекс, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 1 is a graph illustrating the reduced filtration of high temperature high pressure (HPHT) mud at 121°C (250°F) for an aqueous mud composition containing both sodium asphalt sulfonate (SAS) and powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both of the SAS or latex.
На фиг. 2 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при испытании на проницаемость при тампонировании скважины (PPT; permeability plugging test) при 121°C (250°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и имеющих более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 2 is a graph illustrating reduced mud filtration in a permeability plugging test (PPT) at 121°C (250°F) for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder, and having a higher mass concentration of SAS than powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
- 1 042226- 1 042226
На фиг. 3 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора приIn FIG. 3 is a graph illustrating the reduced filtration of drilling fluid at
PPT при температуре 163°C (325°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и имеющих более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.PPT at 163°C (325°F) for water-based drilling fluid compositions containing both SAS and powdered latex, and having a higher mass concentration of SAS than powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both in SAS or latex.
На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий фильтрацию бурового раствора при PPT при 163°C (325°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и имеющих более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 4 is a graph illustrating mud filtration at PPT at 163°C (325°F) for water-based mud compositions containing both SAS and powdered latex and having a higher mass concentration of SAS than powdered latex, according to compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT с течением времени для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и имеющих более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат SAS или латекс при различных температурах (121, 135 и 149°C (250, 275 и 300°F)).In FIG. 5 is a graph illustrating the reduced PPT mud filtration over time for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and having a higher mass concentration of SAS than latex powder compared to compositions that do not contain SAS or latex at various temperatures (121, 135 and 149°C (250, 275 and 300°F)).
На фиг. 6 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 135°C (275°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и различные типы порошкообразного латекса, и имеющих более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат SAS.In FIG. 6 is a graph illustrating the reduced mud filtration at PPT at 135°C (275°F) for water-based mud compositions containing both SAS and various types of powdered latex and having a higher mass concentration of SAS than powdered latex, compared to compositions that do not contain SAS.
На фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 135°C (275°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и содержащих SAS в массовой концентрации, которая больше или равна концентрации порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 7 is a graph illustrating the reduced mud filtration at PPT at 135°C (275°F) for oil-based mud compositions containing both SAS and latex powder and containing SAS at a mass concentration greater than or equal to that of the powdered latex. latex, compared to compositions that do not contain one or both of the SAS or latex.
На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 149°C (300°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс, и содержащих SAS в массовой концентрации, которая равна концентрации порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 8 is a graph illustrating reduced drilling fluid filtration at PPT at 149°C (300°F) for oil-based drilling fluid compositions containing both SAS and powdered latex, and containing SAS in a mass concentration that is equal to the concentration of powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
На фиг. 9 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 149°C (300°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и латекс, и содержащих SAS в массовой концентрации, которая равна концентрации порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 9 is a graph illustrating the reduced drilling fluid filtration at PPT at 149°C (300°F) for oil-based drilling fluid compositions containing both SAS and latex, and containing SAS in a mass concentration that is equal to the concentration of powdered latex, according to compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
На фиг. 10 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом при 135°C (275°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в массовой концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, содержащими другие добавки.In FIG. 10 is a graph illustrating reduced mud filtration at PPT and rapid leachate loss at 135°C (275°F) for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and containing SAS at a mass concentration greater than than powdered latex, compared with compositions containing other additives.
На фиг. 11 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом при 149°C (300°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в массовой концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, содержащими другие добавки.In FIG. 11 is a graph illustrating reduced mud filtration at PPT and rapid leachate loss at 149°C (300°F) for oil-based mud compositions containing both SAS and latex powder and containing SAS at a mass concentration greater than than powdered latex, compared with compositions containing other additives.
На фиг. 12 представлен график, иллюстрирующий объемы фильтрата API и HPHT при 191°C (375°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в массовой концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 12 is a graph illustrating API and HPHT filtrate volumes at 191°C (375°F) for water-based drilling fluid compositions containing both SAS and latex powder and containing SAS at a mass concentration greater than latex powder, compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
На фиг. 13 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от крутящего момента для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих твердое смазочное вещество.In FIG. 13 is a graph illustrating the change in coefficient of friction with torque for oil-based drilling fluid compositions containing a solid lubricant.
На фиг. 14 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество.In FIG. 14 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions with and without solid lubricant.
На фиг. 15 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество и материал, снижающий трение частиц.In FIG. 15 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions excluding and containing solid lubricant and particle friction reducing material.
На фиг. 16 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество и органофильную глину.In FIG. 16 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions excluding and containing solid lubricant and organophilic clay.
На фиг. 17 представлен график, иллюстрирующий коэффициент трения в зависимости от времени для композиции бурового раствора на основе базового масла.In FIG. 17 is a graph illustrating the coefficient of friction versus time for a base oil based drilling fluid composition.
На фиг. 18 представлен график, иллюстрирующий коэффициент трения в зависимости от времени для композиции бурового раствора на основе базового масла, содержащей твердое смазочное вещество.In FIG. 18 is a graph illustrating the coefficient of friction versus time for a base oil drilling fluid composition containing a solid lubricant.
- 2 042226- 2 042226
На фиг. 19 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих смазочное вещество, содержащих твердое смазочное вещество и содержащих два разных жидких смазочных вещества.In FIG. 19 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions without lubricant, containing a solid lubricant, and containing two different liquid lubricants.
На фиг. 20 представлен график, иллюстрирующий изменение веса вверх и веса вниз по горизонтальному разрезу в зависимости от глубины.In FIG. 20 is a graph illustrating the change in weight up and weight down a horizontal section as a function of depth.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Следует понимать, что данное изобретение не ограничено в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в нижеследующем описании или проиллюстрированными в графических материалах.It should be understood that the present invention is not limited in its application to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description or illustrated in the drawings.
Определения.Definitions.
Для более ясного понимания применяемых в настоящем документе терминов приведены следующие определения. Если не указано иное, приведенные ниже определения применимы к настоящему описанию. Если в описании используют какой-либо термин, который не имеет конкретного определения в настоящем документе, можно использовать определение, приведенное в IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed (1997), при условии, что такое определение не противоречит любому другому описанию или определению, используемому в настоящем документе, или не делает неопределенным или недействительным какой-либо пункт формулы изобретения, в которому относится данное определение. В случае если какое-либо определение или применение, приведенное в любом документе, включенном в настоящий документ посредством ссылки, противоречит определению или применению, приведенному в настоящем документе, определение или применение, приведенное в настоящем документе, имеет преимущественное право.For a clearer understanding of the terms used in this document, the following definitions are given. Unless otherwise indicated, the following definitions apply to the present description. If any term is used in the description which is not specifically defined herein, the definition given in the IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed (1997) may be used, provided that such definition does not conflict with any other description or definition, used herein, or does not render undefined or invalidate any claim to which this definition refers. In the event that any definition or use given in any document incorporated herein by reference conflicts with a definition or use given herein, the definition or use given herein shall take precedence.
Несмотря на то что композиции и способы описаны как включающие различные компоненты или этапы, указанные композиции и способы также могут по существу состоять из или состоять из различных компонентов и этапов, если не указано иное.Although the compositions and methods are described as including various components or steps, these compositions and methods can also essentially consist of or consist of various components and steps, unless otherwise indicated.
Подразумевается, что формы единственного числа включают альтернативные варианты во множественном числе, например по меньшей мере один. Используемые в настоящем документе термины включающий, совместно с и имеющий определены как содержащий (т.е. как открытые формулировки), если не указано иное.The singular is meant to include plural alternatives, such as at least one. As used herein, the terms including, together with, and having are defined as containing (i.e., as open statements) unless otherwise indicated.
В настоящем документе раскрыты различные числовые диапазоны. Если заявитель раскрывает или заявляет диапазон какого-либо типа, то заявитель делает это для того, чтобы раскрыть или заявить по отдельности каждое возможное числовое значение, которое может быть с достаточными основаниями включено в указанный диапазон, включая конечные значения диапазона, а также любые поддиапазоны и комбинации поддиапазонов, включенных в указанный диапазон, если не указано иное. Например, раскрывая усредненный по совокупности размер частиц от около 70 мкм до около 100 мкм, заявитель делает это для перечисления по отдельности 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, ..., 98, 99, 100, включая любое отдельное целое число от 70 до 100 включительно, поддиапазоны и комбинации поддиапазонов, включаемые в них, и эти способы описания таких диапазонов являются взаимозаменяемыми. Кроме того, все числовые конечные значения диапазонов, раскрытых в настоящем документе, являются приблизительными, если специальным условием не указано иное. В качестве типового примера, если заявитель раскрывает в аспекте данного изобретения, что одна или более композиций бурового раствора имеют пластическую вязкость в диапазоне от 20 до 30 сП, следует понимать, что этот диапазон включает вязкости в диапазоне от около 20 сП до около 30 сП.Various numerical ranges are disclosed herein. If Applicant discloses or claims a range of any type, then Applicant does so in order to disclose or claim separately each possible numerical value that can reasonably be included in the specified range, including the end values of the range, as well as any subranges and combinations of subranges included in the specified range, unless otherwise indicated. For example, when disclosing a population average particle size of about 70 microns to about 100 microns, Applicant does so to list individually 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, ..., 98, 99, 100, including any single integer from 70 to 100 inclusive, subranges, and combinations of subranges included therein, and these ways of describing such ranges are interchangeable. In addition, all numerical end values of the ranges disclosed herein are approximate, unless special condition states otherwise. As a typical example, if Applicant discloses in an aspect of this invention that one or more drilling fluid compositions have a plastic viscosity in the range of 20 to 30 centipoise, this range should be understood to include viscosities in the range of about 20 centipoise to about 30 centipoise.
Значения или диапазоны могут быть выражены в настоящем документе как около, от около одного конкретного значения и/или до около другого конкретного значения. Если указанные значения или диапазоны выражены таким образом, то другие раскрытые варианты реализации включают конкретное указанное значение, от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогично следует понимать, что если значения выражены в виде приближения с использованием предшествующего определения около, то конкретное значение составляет другой вариант реализации. Кроме того, следует понимать, что в настоящем документе раскрыт ряд значений и что каждое значение также раскрыто в настоящем документе как около того указанного конкретного значения помимо самого указанного значения. В другом аспекте использование термина около означает ±20% от заявленного значения, ±15% от заявленного значения, ±10% от заявленного значения, ±5% от заявленного значения, ±3% от заявленного значения или ±1% от заявленного значения.Values or ranges may be expressed herein as about, from about one particular value, and/or to about another particular value. If the specified values or ranges are expressed in this way, then other disclosed implementation options include a specific specified value, from one specific value and/or to another specific value. Similarly, it should be understood that if values are expressed as an approximation using the preceding definition of about, then the particular value constitutes another implementation. In addition, it should be understood that a number of meanings are disclosed herein and that each meaning is also disclosed herein as being about that specified particular value in addition to the specified value itself. In another aspect, the use of the term about means ±20% of the declared value, ±15% of the declared value, ±10% of the declared value, ±5% of the declared value, ±3% of the declared value, or ±1% of the declared value.
Заявитель оставляют за собой право удалять или исключать любые отдельные члены любой такой группы значений или диапазонов, включая любые поддиапазоны или комбинации поддиапазонов в рамках указанной группы, которые могут быть заявлены в соответствии с диапазоном или каким-либо аналогичным образом, если по какой-либо причине заявитель решит заявить настоящее изобретение не в полном объеме, например, для того чтобы учесть материалы, о которых заявитель мог не знать на момент подачи заявки. Кроме того, заявитель оставляет за собой право удалять или исключать любые отдельные заместители, аналоги, соединения, лиганды, структуры или их группы или любые элементы за- 3 042226 явленной группы, если по какой-либо причине заявитель решит заявить настоящее изобретение не в полном объеме, например, для того чтобы учесть материалы, о которых заявитель мог не знать на момент подачи заявки.Applicant reserves the right to remove or exclude any individual members of any such group of values or ranges, including any subranges or combinations of subranges within said group that may be claimed under the range or in any similar manner, if for any reason the applicant chooses to claim the present invention in its entirety, for example, in order to take into account materials that the applicant may not have been aware of at the time of filing the application. In addition, the applicant reserves the right to delete or exclude any individual substituents, analogs, compounds, ligands, structures or groups thereof, or any elements of the claimed group, if for any reason the applicant decides to claim the present invention is not in full , for example, in order to take into account materials that the applicant may not have known about at the time of application.
Термин латекс относится к эмульсии одного или более полимеров в растворителе, таком как вода.The term latex refers to an emulsion of one or more polymers in a solvent such as water.
Термин порошкообразный латекс относится к порошку, полученному путем сушки или дегидратации латекса.The term latex powder refers to a powder obtained by drying or dehydrating latex.
Термин асфальтсульфонат относится к сульфированному асфальту, полученному путем обработки асфальта сульфирующим агентом.The term asphaltsulfonate refers to sulfonated asphalt obtained by treating asphalt with a sulphurizing agent.
Термин асфальтсульфонат натрия (SAS) относится к натриевой соли асфальтсульфоната.The term sodium asphaltsulfonate (SAS) refers to the sodium salt of asphaltsulfonate.
Термин замещенная в контексте описания группы, например, в отношении замещенного аналога конкретной группы предназначен для описания соединения или группы, в которых любой неводородный фрагмент формально замещает водород в данной группе или соединении, и не предназначен для ограничения. Соединение или группа также могут быть упомянуты в настоящем документе как незамещенные или в виде эквивалентных терминов, таких как не замещенные, которые относятся к исходной группе или соединению. Термин замещенная является неограничивающим и включает неорганические заместители или органические заместители, как указано и как понятно специалисту в данной области техники.The term substituted in the context of describing a group, for example, in relation to a substituted analogue of a particular group, is intended to describe a compound or group in which any non-hydrogen moiety formally replaces a hydrogen in that group or compound, and is not intended to be limiting. A compound or group may also be referred to herein as unsubstituted, or as equivalent terms, such as unsubstituted, that refer to the parent group or compound. The term substituted is non-limiting and includes inorganic substituents or organic substituents, as indicated and as understood by a person skilled in the art.
Несмотря на то что для применения на практике или испытания настоящего изобретения можно применять любые способы и материалы, аналогичные или эквивалентные тем, которые описаны в настоящем документе, в настоящем документе описаны типовые способы и материалы.While any methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used to practice or test the present invention, exemplary methods and materials are described herein.
Реферат данной заявки не предназначен для использования при толковании объема формулы изобретения или для ограничения объема предмета изобретения, раскрытого в настоящем документе, а скорее для удовлетворения требований 37 C.F.R. § 1.72 (b), чтобы позволить Ведомству по патентам и товарным знакам США и общественности в целом быстро определить при беглой проверке характер и суть технического раскрытия. Кроме того, любые заголовки, которые могут использоваться в настоящем документе, также не предназначены для использования в целях толкования объема формулы изобретения или ограничения объема предмета изобретения, раскрытого в настоящем документе. Любое использование прошедшего времени для описания какого-либо примера, обозначенного как конструктивный или как пример возможного использования, не предназначено для указания того, что конструктивный пример или пример возможного использования действительно был осуществлен.The abstract of this application is not intended to be used in interpreting the scope of the claims or to limit the scope of the subject matter disclosed herein, but rather to satisfy the requirements of 37 C.F.R. § 1.72(b) to enable the U.S. Patent and Trademark Office and the public at large to quickly determine, at a glance, the nature and substance of a technical disclosure. In addition, any headings that may be used herein are also not intended to be used to interpret the scope of the claims or to limit the scope of the subject matter disclosed herein. Any use of the past tense to describe any example indicated as constructive or as an example of possible use is not intended to indicate that the constructive example or example of possible use has actually been implemented.
Все публикации и патенты, упомянутые в настоящем документе, включены в него посредством ссылки в целях описания и раскрытия, например, описанных в таких публикациях конструкций и методологий, которые можно применять в связи с изобретением, описанным в настоящем документе. Содержание публикаций, рассмотренных в документе, приведено исключительно на момент до даты подачи настоящей заявки. Никакая информация, приведенная в настоящем документе, не должна быть истолкована как признание того, что авторы изобретения не имеют права датировать изобретение ранее указанной публикации посредством ссылки на более раннее изобретение.All publications and patents mentioned herein are incorporated herein by reference for the purposes of describing and disclosing, for example, the structures and methodologies described in such publications that can be applied in connection with the invention described herein. The contents of the publications discussed in this document are given only as of the date of filing of this application. Nothing in this document should be construed as an admission that the inventors are not entitled to date the invention of an earlier publication by reference to an earlier invention.
Настоящее изобретение в целом относится к буровым композициям, например к композициям, используемым для бурения скважин, содержащих природные ресурсы. Буровые композиции содержат порошкообразный латекс и по меньшей мере одну соль асфальтсульфоната, например асфальтсульфонат натрия (SAS).The present invention generally relates to drilling compositions, such as compositions used for drilling wells containing natural resources. The drilling compositions contain a powdered latex and at least one asphalt sulfonate salt, such as sodium asphalt sulfonate (SAS).
Латекс представляет собой эмульсию одного или более полимеров в воде или водной среде и может быть натуральным или синтетическим. В некоторых примерах латекс включает в себя эмульсию синтетического сополимера. Например, латекс может включать в себя эмульсию сополимера стирола и бутадиена в водной среде. Натуральный или синтетический латекс может содержать диспергированные полимерные частицы. Свойства латекса могут зависеть среди прочего от степени сшивания в полимере.Latex is an emulsion of one or more polymers in water or an aqueous medium and may be natural or synthetic. In some examples, the latex includes an emulsion of a synthetic copolymer. For example, the latex may include an emulsion of a styrene-butadiene copolymer in an aqueous medium. Natural or synthetic latex may contain dispersed polymer particles. The properties of the latex may depend, inter alia, on the degree of crosslinking in the polymer.
Порошкообразный латекс может быть образован из латекса, например, путем сушки, обезвоживания или дегидратации латекса для выделения или удаления воды из эмульсии, чтобы оставить диспергированные частицы или агломераты одного или более полимеров. Таким образом, порошкообразный латекс может содержать порошок полимерных частиц, отделенных от водной среды латекса, например, сушкой. Сушка может включать в себя распылительную сушку.Powdered latex can be formed from the latex, for example, by drying, dehydrating or dehydrating the latex to isolate or remove water from the emulsion to leave dispersed particles or agglomerates of one or more polymers. Thus, the latex powder may comprise a powder of polymer particles separated from the aqueous medium of the latex, for example by drying. Drying may include spray drying.
Свойства порошкообразного латекса можно регулировать, регулируя свойства латекса, из которого получают порошкообразный латекс. Например, степень сшивки, концентрация, плотность растворителя, скорость сушки или другие параметры могут в конечном итоге определять свойства порошкообразного латекса. Порошкообразный латекс диспергируется или растворяется в носителях на водной основе и нефтяной основе и подходит для использования в композициях буровых растворов, например композициях буровых растворов на водной основе и композициях буровых растворов на нефтяной основе.The properties of the latex powder can be controlled by adjusting the properties of the latex from which the latex powder is made. For example, the degree of crosslinking, concentration, solvent density, drying rate, or other parameters may ultimately determine the properties of the latex powder. The latex powder is dispersible or soluble in water-based and oil-based carriers and is suitable for use in drilling fluid compositions, eg, water-based drilling fluid compositions and oil-based drilling fluid compositions.
Порошкообразный латекс может содержать по меньшей мере один из сополимера стирола и бутадиена или сополимера винилацетата и этилена. В некоторых аспектах порошкообразный латекс состоит или по существу состоит из сополимера стирола и бутадиена. В некоторых аспектах порошкообразный латекс состоит или по существу состоит из сополимера винилацетата и этилена. Порошкообразный латекс может иметь любой подходящий средний по совокупности размер частиц и гранулометрический состав. Например, порошкообразный латекс может иметь средний по совокупности размер частиц в диа- 4 042226 пазоне от около 0,150 мкм до около 150 мкм. В некоторых аспектах порошкообразный латекс имеет средний по совокупности размер частиц в диапазоне от около 70 мкм до около 100 мкм или в диапазоне от около 80 мкм до около 90 мкм. В некоторых аспектах средний по совокупности размер частиц может составлять около 85 мкм. Средний по совокупности размер частиц может представлять собой размерThe latex powder may contain at least one of a styrene-butadiene copolymer or a vinyl acetate-ethylene copolymer. In some aspects, the latex powder consists or essentially consists of a copolymer of styrene and butadiene. In some aspects, the latex powder consists or essentially consists of a copolymer of vinyl acetate and ethylene. The latex powder may have any suitable population average particle size and particle size distribution. For example, the latex powder may have an aggregate mean particle size in the range of about 0.150 microns to about 150 microns. In some aspects, the latex powder has a population average particle size in the range of about 70 microns to about 100 microns, or in the range of about 80 microns to about 90 microns. In some aspects, the population average particle size may be about 85 microns. The population mean particle size may be the size
D50, измеренный с помощью лазерной дифракции.D50 measured by laser diffraction.
Значения D10, D50 и D90 представляют 10-, 50- и 90-й процентиль гранулометрического состава (PSD; particle size distribution) соответственно при измерении по объему. Т.е., например, значение D10 на кривой гранулометрического состава таково, что 10% частиц меньше, а 90% больше, чем размер частиц в применимой точке измерения. Аналогично значения D50 и D90 представляют собой такие значения на кривой гранулометрического состава, при которых соответственно 50 или 90% частиц меньше, чем размер частиц в соответствующей точке измерения. Например, для конкретного образца, если D50=90 мкм, имеется 50% частиц, размер которых превышает 90 мкм, и 50% частиц, размер которых меньше 90 мкм. Способы, которые можно использовать для определения гранулометрического состава (PSD) порошкообразных латексных материалов для использования в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя любой из стандартных способов определения гранулометрических составов материалов в виде частиц в конкретном диапазоне размеров (например, от 0,1 до 200 мкм), включая без ограничений способы гравитационного осаждения жидкости, описанные в ISO 13317, и способы отсеивания/осаждения, такие как описанные в ISO 1 1277, а также способы спектральной, акустической и лазерной дифракции, как соответствующие, а также их комбинации.The D10, D50, and D90 values represent the 10th, 50th, and 90th percentiles of the particle size distribution (PSD), respectively, when measured by volume. That is, for example, the D10 value on the particle size distribution curve is such that 10% of the particles are smaller and 90% larger than the particle size at the applicable measurement point. Similarly, the D50 and D90 values are those values on the particle size distribution curve at which, respectively, 50% or 90% of the particles are smaller than the particle size at the corresponding measurement point. For example, for a particular sample, if D50=90 µm, there are 50% of particles that are larger than 90 µm and 50% of particles that are smaller than 90 µm. Methods that can be used to determine the particle size distribution (PSD) of powdered latex materials for use in accordance with the present invention include any of the standard methods for determining particle size distributions of particulate materials in a specific size range (for example, from 0.1 to 200 µm), including, without limitation, gravity fluid settling methods as described in ISO 13317 and sieving/settling methods such as those described in ISO 1 1277, as well as spectral, acoustic, and laser diffraction methods, as appropriate, and combinations thereof.
Асфальт относится к углеводородным материалам, содержащим компоненты битума, например один или более из ароматических углеводородов нафтенов, полярных ароматических углеводородов, насыщенных углеводородов или асфальтенов. Асфальт может быть получен из природных источников или может быть получен путем переработки нефти с помощью одной или более операций дистилляции, осаждения, крекинга, окисления или других операций. Асфальт может включать в себя одно или более из асфальтенов, мальтенов, окисленного асфальта, остаточных масел без присадок, остатков перегонки, кубовых остатков, остатков крекинга, асфальтовых битумов или их комбинаций.Asphalt refers to hydrocarbon materials containing bitumen components, for example one or more of naphthenes, polar aromatics, saturated hydrocarbons, or asphaltenes. Asphalt may be obtained from natural sources or may be obtained by refining petroleum through one or more distillation, precipitation, cracking, oxidation or other operations. The asphalt may include one or more of asphaltenes, maltenes, oxidized asphalt, residual oils without additives, distillation residues, bottoms, cracking residues, asphalt bitumens, or combinations thereof.
Различные высокомолекулярные соединения асфальта обычно разделяют на 4 фракции: насыщенные углеводороды, ароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Фракцию асфальтенов определяют гравиметрическим методом и определяют как нерастворимую в гексане фракцию асфальта. Другие фракции разделяют методом колоночной хроматографии с использованием наполнителя капиллярной кварцевой колонки и увеличения полярности растворителя для элюирования соответствующих фракций. Фракция асфальтенов растворима в высокополярных растворителях, таких как толуол. Асфальты значительно различаются по составу и физическим свойствам в зависимости от источника сырой нефти и процесса нефтепереработки. Асфальт можно окислять для повышения температуры размягчения. Он не растворим в воде.Various high molecular weight asphalt compounds are usually divided into 4 fractions: saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, resins and asphaltenes. The asphaltene fraction is determined gravimetrically and is defined as the hexane-insoluble asphalt fraction. The other fractions were separated by column chromatography using a capillary silica column and increasing the polarity of the solvent to elute the appropriate fractions. The asphaltene fraction is soluble in highly polar solvents such as toluene. Asphalts vary considerably in composition and physical properties depending on the source of the crude oil and the refining process. Asphalt can be oxidized to increase the softening point. It is insoluble in water.
Природные асфальты, такие как Гильсонит® (American Gilsonite Company, Хьюстон, Техас), известный под общим названием юинтаит, нефтяной битум или асфальтит, аналогичны нефтяному асфальту и обладают аналогичными свойствами. Гильсонит® часто используют в буровых растворах из-за его высокой температуры размягчения.Natural asphalts such as Gilsonite® (American Gilsonite Company, Houston, Texas), collectively known as uintaite, petroleum bitumen, or asphaltite, are similar to petroleum asphalt and have similar properties. Gilsonite® is often used in drilling fluids due to its high softening point.
Полимерно-модифицированные асфальты представляют собой нефтяные асфальты, которые были смешаны с синтетическими полимерами, такими как SBS, EVA или каучук, для улучшения их характеристик в определенных областях применения, особенно дорожных покрытиях.Polymer-modified asphalts are petroleum-based asphalts that have been blended with synthetic polymers such as SBS, EVA, or rubber to improve their performance in certain applications, especially road surfaces.
Асфальтсульфонат (также известный как сульфированный асфальт) может быть образован путем сульфирования асфальта сульфирующим агентом. Сульфирующие агенты могут включать в себя одно или более из дымящей серной кислоты, хлорсульфоновой кислоты, концентрированной серной кислоты или триоксида серы. Асфальтсульфонат может быть получен путем образования смеси асфальта и растворителя и воздействия на смесь сульфирующего агента. Растворитель может включать в себя гексан. После сульфирования полученный продукт можно нейтрализовать с образованием соли и последующим отделением от растворителя. Нейтрализацию можно проводить с использованием основного соединения, например гидроксида натрия или гидроксида калия. При нейтрализации гидроксидом натрия образуется асфальтсульфонат натрия, а при нейтрализации гидроксидом калия - асфальтсульфонат калия. Асфальтсульфонат может иметь различные свойства и содержать смесь или комбинацию материалов в зависимости от параметров процесса сульфирования, например степени сульфирования или типа используемого сульфирующего агента.Asphaltsulfonate (also known as sulfonated asphalt) can be formed by sulfonating asphalt with a sulphurizing agent. The sulfonating agents may include one or more of fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, concentrated sulfuric acid, or sulfur trioxide. The asphalt sulfonate can be obtained by forming a mixture of asphalt and solvent and exposing the mixture to a sulphurizing agent. The solvent may include hexane. After sulfonation, the resulting product can be neutralized to form a salt and subsequently separated from the solvent. Neutralization can be carried out using a basic compound such as sodium hydroxide or potassium hydroxide. When neutralized with sodium hydroxide, sodium asphaltsulfonate is formed, and when neutralized with potassium hydroxide, potassium asphaltsulfonate is formed. The asphalt sulfonate may have different properties and contain a mixture or combination of materials depending on the parameters of the sulfonation process, such as the degree of sulfonation or the type of sulfonating agent used.
Термин асфальтсульфонат натрия (SAS) относится к натриевой соли асфальтсульфоната. Хотя данное изобретение относится к SAS, в примерах SAS может быть заменен или объединен с одной или более различными солями асфальтсульфоната, например калиевой солью, кальциевой солью, литиевой солью или другой подходящей солью асфальтсульфоната. В отличие от асфальта, который не является ни анионным, ни водорастворимым, асфальтсульфонат натрия может быть анионным и водорастворимым, например, по меньшей мере на 70% или по меньшей мере на 80% растворимым в воде. Например, асфальтсульфонат натрия может быть получен путем реакции асфальта (разбавленного гептаном) с триок- 5 042226 сидом серы с образованием сульфоновой кислоты. Кислота может быть нейтрализована щелочью (50%The term sodium asphaltsulfonate (SAS) refers to the sodium salt of asphaltsulfonate. While this invention relates to SAS, in the examples SAS may be replaced or combined with one or more different asphalt sulfonate salts, such as potassium salt, calcium salt, lithium salt, or other suitable asphalt sulfonate salt. Unlike asphalt, which is neither anionic nor water soluble, sodium asphaltsulfonate can be anionic and water soluble, such as at least 70% or at least 80% water soluble. For example, sodium asphaltsulfonate can be prepared by reacting asphalt (diluted with heptane) with sulfur trioxide to form sulfonic acid. Acid can be neutralized with alkali (50%
NaOH) с образованием натриевой соли. Этот продукт растворим в воде и больше не имеет температуры размягчения или других характеристик асфальта.NaOH) to form the sodium salt. This product is water soluble and no longer has the softening point or other characteristics of asphalt.
Soltex® (Drilling Specialties Company, Вудлендс, Техас) является примером асфальтсульфоната натрия. Он не проявляет типичных свойств асфальта, не плавится и не имеет температуры размягчения, в отличие от асфальта и других природных битумных продуктов, которые размягчаются и плавятся.Soltex® (Drilling Specialties Company, Woodlands, Texas) is an example of sodium asphaltsulfonate. It does not exhibit the typical properties of asphalt, does not melt and does not have a softening point, unlike asphalt and other natural bituminous products, which soften and melt.
Буровые композиции, содержащие как порошкообразный латекс, так и SAS, могут демонстрировать одно или более из более фильтрации бурового раствора по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из порошкообразного латекса или SAS. Фильтрация бурового раствора может быть определена с помощью испытаний на фильтрацию бурового раствора при высоких температурах и высоком давлении (HPHT), испытаний на проницаемость при тампонировании скважины (PPT) или быстрого поглощения фильтрата пластом в соответствии с протоколами, установленными Американским институтом нефти (API; American Petroleum Institute). Буровые композиции, содержащие как порошкообразный латекс, так и SAS, могут обеспечивать лучшее смазывание, например более низкий коэффициент трения, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из латекса или SAS. Буровые композиции согласно настоящему изобретению могут также способствовать стабильности пласта и удалению выбуренной породы. Синергетические эффекты, возникающие в результате объединения порошкообразного латекса и SAS, применимы к композициям бурового раствора, включая носители на нефтяной основе или носители на водной основе. Не ограничиваясь теорией, можно сказать, что химическое соединение или образование сети может быть результатом объединения порошкообразного латекса и SAS, что может привести к синергическому эффекту.Drilling compositions containing both powdered latex and SAS may exhibit one or more of more mud filtration compared to compositions that do not contain one or both of powdered latex or SAS. Mud filtration can be determined using High Temperature High Pressure Mud Filtration Tests (HPHT), Plugging Permeability Tests (PPT), or Rapid Loss Loss Fluid Loss according to protocols established by the American Petroleum Institute (API; American Petroleum Institute). Drilling compositions containing both latex powder and SAS can provide better lubrication, such as a lower coefficient of friction, than compositions that do not contain either or both of the latex or SAS. The drilling compositions of the present invention may also contribute to formation stability and cuttings removal. The synergistic effects resulting from the combination of latex powder and SAS are applicable to drilling fluid compositions, including petroleum-based carriers or water-based carriers. Without being limited by theory, it can be said that the chemical bonding or networking may result from the combination of powdered latex and SAS, which may lead to a synergistic effect.
В аспектах композиции, содержащие как порошкообразный латекс, так и SAS и имеющие более высокую массовую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, могут демонстрировать более низкую фильтрацию бурового раствора, более высокое смазывание и более высокую стабильность пласта по сравнению с композициями, содержащими другие относительные концентрации SAS и порошкообразного латекса.In aspects, compositions containing both powdered latex and SAS and having a higher mass concentration of SAS than powdered latex may exhibit lower mud filtration, higher lubricity, and higher formation stability compared to compositions containing other relative concentrations. SAS and powdered latex.
Согласно одному аспекту композиция бурового раствора имеет первую концентрацию порошкообразного латекса и вторую концентрацию SAS. В некоторых аспектах вторая концентрация SAS может быть больше или равна первой концентрации латекса. В некоторых таких аспектах вторая концентрация SAS может быть больше, чем первая концентрация латекса. Например, вторая концентрация SAS может быть больше, чем первая концентрация латекса на заданное пороговое значение, например по меньшей мере на 0,1 фунта на баррель (фунт/баррель), по меньшей мере на 0,25 фунта/баррель, по меньшей мере на 0,5 фунта/баррель, по меньшей мере на 1,0 фунта/баррель, по меньшей мере на 1,5 фунта/баррель, по меньшей мере на 2 фунта/баррель, по меньшей мере на 2,5 фунта/баррель, по меньшей мере на 3 фунта/баррель, по меньшей мере на 3,5 фунта/баррель, по меньшей мере на 4 фунта/баррель или по меньшей мере на 5 фунтов/баррель. В других примерах вторая концентрация SAS может быть по существу такая же, как и первая концентрация латекса. Также в других примерах вторая концентрация SAS может быть ниже, чем первая концентрация латекса.In one aspect, the drilling fluid composition has a first concentration of powdered latex and a second concentration of SAS. In some aspects, the second SAS concentration may be greater than or equal to the first latex concentration. In some such aspects, the second concentration of SAS may be greater than the first concentration of latex. For example, the second concentration of SAS may be greater than the first concentration of latex by a predetermined threshold, such as at least 0.1 lb per barrel (lb/bbl), at least 0.25 lb/bbl, at least 0.5 lb/bbl, at least 1.0 lb/bbl, at least 1.5 lb/bbl, at least 2 lb/bbl, at least 2.5 lb/bbl, at least 3 lb/bbl, at least 3.5 lb/bbl, at least 4 lb/bbl, or at least 5 lb/bbl. In other examples, the second SAS concentration may be substantially the same as the first latex concentration. Also in other examples, the second concentration of SAS may be lower than the first concentration of latex.
Согласно одному аспекту композиция бурового раствора имеет первую концентрацию порошкообразного латекса и вторую концентрацию SAS, причем вторая концентрация SAS больше или равна первой концентрации латекса.In one aspect, the drilling fluid composition has a first concentration of powdered latex and a second concentration of SAS, wherein the second concentration of SAS is greater than or equal to the first concentration of latex.
Порошкообразный латекс и SAS могут быть диспергированы или солюбилизированы в носителе, например носителе на водной или нефтяной основе, с образованием композиции бурового раствора. В некоторых примерах аддитивная композиция, добавляемая к композиции бурового раствора или к композиции носителя, может содержать порошкообразный латекс и SAS в соответствии с настоящим изобретением. Аддитивная композиция может также содержать одну или более добавок, например одно или более из асфальта, Гильсонита® (или юинтаита), лигнита, или любую другую подходящую добавку к буровой композиции.The latex powder and SAS may be dispersed or solubilized in a carrier, such as an aqueous or petroleum based carrier, to form a drilling fluid composition. In some examples, the additive composition added to the drilling fluid composition or to the carrier composition may contain powdered latex and SAS in accordance with the present invention. The additive composition may also contain one or more additives, for example one or more of asphalt, Gilsonite® (or uintaite), lignite, or any other suitable drilling composition additive.
В некоторых аспектах композиция бурового раствора содержит носитель на водной основе и имеет вторую концентрацию SAS, которая больше или равна первой концентрации порошкообразного латекса. В некоторых таких аспектах вторая концентрация SAS в композиции бурового раствора может быть больше, чем первая концентрация латекса. Композиции бурового раствора, содержащие носитель на водной основе в соответствии с такими аспектами, могут демонстрировать более низкую фильтрацию бурового раствора, чем композиции, которые не содержат один или оба из порошкообразного латекса или SAS. Например, в некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет среднюю фильтрацию бурового раствора при высоких температурах и высоком давлении (HPHT) при 121 °C (250°F) и 500 фунтах на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм) менее или около 20 мл при испытании согласно испытанию 13B-1 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора может иметь среднюю фильтрацию бурового раствора при HPHT при 121°C (250°F) и 500 фунтах/кв. дюйм менее или около 18 мл, или менее или около 15 мл, или менее или около 12 мл.In some aspects, the drilling fluid composition contains an aqueous carrier and has a second concentration of SAS that is greater than or equal to the first concentration of latex powder. In some such aspects, the second concentration of SAS in the drilling fluid composition may be greater than the first concentration of the latex. Drilling fluid compositions containing an aqueous carrier in accordance with such aspects may exhibit lower drilling fluid filtration than compositions that do not contain either or both of powdered latex or SAS. For example, in some such aspects, the drilling fluid composition has an average high temperature high pressure (HPHT) drilling fluid filtration at 121 °C (250 °F) and 500 psi (psi) of less than or about 20 ml when tested according to the American Petroleum Institute (API) test 13B-1. In some such aspects, the drilling fluid composition may have an average drilling fluid filtration at HPHT at 121°C (250°F) and 500 psi. inch less than or about 18 ml, or less than or about 15 ml, or less than or about 12 ml.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет среднюю фильтрацию при испы- 6 042226 тании на проницаемость при тампонировании скважины (PPT) при 121°C (250°F) с 12-микрометровым фильтрующим диском менее или около 18,0 мл при испытании в соответствии с испытанием 13B-1 API.In some such aspects, the drilling fluid composition has an average filtration in the Well Plugging Permeability Test (PPT) at 121°C (250°F) with a 12 micrometer filter disc of less than or about 18.0 ml when tested according to with API 13B-1 test.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет среднюю фильтрацию при PPT менее или около 16 мл, или менее или около 15 мл, или менее или около 12 мл.In some such aspects, the drilling fluid composition has an average filtration at a PPT of less than or about 16 ml, or less than or about 15 ml, or less than or about 12 ml.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на водной основе в соответствии с такими аспектами, могут демонстрировать более высокое смазывание, чем композиции, которые не содержат один или оба из порошкообразного латекса или SAS. Например, в некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет коэффициент трения менее или около 0,40 при крутящем моменте 250 фунтфут. В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора может иметь коэффициент трения менее или около 0,35, или менее или около 0,30, или менее или около 0,25.Drilling fluid compositions containing an aqueous carrier according to such aspects may exhibit higher lubricity than compositions that do not contain either or both of powdered latex or SAS. For example, in some such aspects, the drilling fluid composition has a coefficient of friction of less than or about 0.40 at 250 lb-ft of torque. In some such aspects, the drilling fluid composition may have a coefficient of friction less than or about 0.35, or less than or about 0.30, or less than or about 0.25.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на водной основе в соответствии с настоящим изобретением, могут демонстрировать реологические свойства (например, одно или более из пластической вязкости, предела текучести или статического напряжения сдвига), подходящие для бурения. Например, композиция бурового раствора согласно некоторым таким аспектам имеет пластическую вязкость при 49°C (120°F) в диапазоне от около 10 сП до около 30 сП при испытании в соответствии с испытанием 13B-1 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет пластическую вязкость в диапазоне от около 10 сП до около 15 сП, или от около 10 сП до около 20 сП, или от 15 сП до около 20 сП, или от около 15 сП до около 30 сП или от около 20 сП до около 30 сП.Drilling fluid compositions containing an aqueous carrier in accordance with the present invention may exhibit rheological properties (eg, one or more of plastic viscosity, yield strength, or static shear stress) suitable for drilling. For example, a drilling fluid composition according to some such aspects has a plastic viscosity at 49° C. (120° F.) in the range of about 10 centipoise to about 30 centipoise when tested in accordance with the American Petroleum Institute (API) test 13B-1. In some such aspects, the drilling fluid composition has a plastic viscosity in the range of about 10 centipoise to about 15 centipoise, or about 10 centipoise to about 20 centipoise, or 15 centipoise to about 20 centipoise, or about 15 centipoise to about 30 centipoise, or from about 20 cP to about 30 cP.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет предел текучести при 49°C (120°F) в диапазоне от около 10 фунтов/100 кв. футов до около 45 фунтов/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-1 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет предел текучести при 49°C (120°F) в диапазоне от около 10 фунтов/100 кв. футов до около 20 фунтов/100 кв. футов, или от около 20 фунтов/100 кв. футов до около 45 фунтов/100 кв. футов, или от около 10 фунтов/100 кв. футов до около 30 фунтов/100 кв. футов, или от около 15 фунтов/100 кв. футов до около 20 фунтов/100 кв. футов, или от около 15 фунтов/100 кв. футов до около 30 фунтов/100 кв. футов, или от около 30 фунтов/100 кв. футов до около 45 фунтов/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a yield strength at 49°C (120°F) in the range of about 10 lb/100 sq. ft to about 45 lbs/100 sq. feet when tested in accordance with the American Petroleum Institute (API) test 13B-1. In some such aspects, the drilling fluid composition has a yield strength at 49°C (120°F) in the range of about 10 lb/100 sq. feet to about 20 pounds/100 sq. feet, or from about 20 lbs/100 sq. ft to about 45 lbs/100 sq. feet, or from about 10 lbs/100 sq. feet to about 30 pounds/100 sq. feet, or from about 15 lbs/100 sq. feet to about 20 pounds/100 sq. feet, or from about 15 lbs/100 sq. feet to about 30 pounds/100 sq. feet, or from about 30 lbs/100 sq. ft to about 45 lbs/100 sq. ft.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-секундное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2,0 фунта/100 кв. футов до около 6,5 фунта/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-1 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-секундное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2,5 фунта/100 кв. футов до около 6,5 фунта/100 кв. футов, или от около 2,0 фунта/100 кв. футов до около 3,0 фунта/100 кв. футов, или от около 5,0 фунта/100 кв. футов до около 6,5 фунта/100 кв. футов, или от около 5,5 фунта/100 кв. футов до около 6,5 фунта/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 second static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2.0 lb/100 sq. ft to about 6.5 lb/100 sq. feet when tested in accordance with the American Petroleum Institute (API) test 13B-1. In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 second static shear stress at 49°C (120°F) ranging from about 2.5 lb/100 sq. ft to about 6.5 lb/100 sq. ft., or from about 2.0 lbs/100 sq. ft to about 3.0 lb/100 sq. ft., or from about 5.0 lbs/100 sq. ft to about 6.5 lb/100 sq. feet, or from about 5.5 lbs/100 sq. ft to about 6.5 lb/100 sq. ft.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-минутное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-1 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-минутное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 5 фунтов/100 кв. футов, или от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или около от 3 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или около от 5 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или около от 5 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 minute static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. feet when tested in accordance with the American Petroleum Institute (API) test 13B-1. In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 minute static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. ft to about 5 lbs/100 sq. feet, or from about 2 pounds/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. feet, or about 3 pounds/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. feet, or about 5 pounds/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. feet, or about 5 pounds/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. ft.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на водной основе, могут иметь любую подходящую первую концентрацию порошкообразного латекса и вторую концентрацию SAS. В некоторых таких аспектах вторая концентрация SAS может быть больше или равна первой концентрации порошкообразного латекса. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса составляет по меньшей мере 1 фунт массы на баррель (фунт массы/баррель), а вторая концентрация SAS составляет по меньшей мере 2 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может находиться в диапазоне от около 1,5 фунта массы/баррель до около 2,5 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может находиться в диапазоне от около 2,5 фунта массы/баррель до около 3,5 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 2 фунтов массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 3 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,5 фунта массы/баррель, при этом вторая концентрация SAS может составлять около 4,5 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,2 фунта массы/баррель, при этом вторая концентрация SAS может составлять около 4,8 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,8 фунта массы/баррель, при этом вторая концентрация SAS может составлять около 4,2 фунта массы/баррель.Drilling fluid compositions containing an aqueous carrier may have any suitable first concentration of latex powder and second concentration of SAS. In some such aspects, the second concentration of SAS may be greater than or equal to the first concentration of latex powder. In some such aspects, the first concentration of powdered latex is at least 1 lbw per barrel (lbw/bbl) and the second SAS concentration is at least 2 lbw/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may range from about 1.5 lbs/bbl to about 2.5 lbs/bbl and the second SAS concentration may range from about 2.5 lbs/bbl to about 3.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 3 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 1.5 lbs/bbl, while the second concentration of SAS may be about 4.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 1.2 lbs/bbl, while the second concentration of SAS may be about 4.8 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be about 1.8 lbs/bbl, while the second concentration of SAS may be about 4.2 lbs/bbl.
Композиции бурового раствора, содержащие носители на водной основе, согласно настоящему изо- 7 042226 бретению могут быть получены с использованием любого подходящего метода. В аспектах метод включает в себя диспергирование первого заданного количества порошкообразного латекса и второго заданного количества SAS в носителе на водной основе с образованием бурового раствора на водной основе.The drilling fluid compositions containing aqueous carriers of the present invention may be prepared using any suitable method. In aspects, the method includes dispersing a first predetermined amount of latex powder and a second predetermined amount of SAS in an aqueous vehicle to form an aqueous drilling fluid.
Буровой раствор на водной основе может содержать любую буровую композицию в соответствии с настоящим изобретением, содержащую носитель на водной основе.The water-based drilling fluid may contain any drilling composition in accordance with the present invention containing a water-based carrier.
В некоторых аспектах композиция бурового раствора содержит носитель на нефтяной основе и имеет вторую концентрацию SAS, которая больше или равна первой концентрации порошкообразного латекса. В некоторых таких аспектах вторая концентрация SAS в композиции бурового раствора может быть больше, чем первая концентрация латекса. Композиции бурового раствора, содержащие носитель на нефтяной основе, в соответствии с такими аспектами, могут демонстрировать меньшую фильтрацию бурового раствора, чем композиции, которые не содержат один или оба из порошкообразного латекса или SAS. Например, в некоторых таких аспектах композиция бурового раствора, содержащая носитель на нефтяной основе, имеет среднюю фильтрацию бурового раствора при испытании на проницаемость при тампонировании скважины (PPT) при 121°C (300°F) с 55-микрометровым фильтрующим диском менее или около 1,06 мл при испытании в соответствии с испытанием 13B-2 Американского института нефти (API). В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора, содержащая носитель на нефтяной основе, имеет среднюю фильтрацию бурового раствора при PPT при 135°C (275°F) менее или около 3,3 мл, или менее или около 3,0 мл, или менее или около 2,5 мл. В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора, содержащая носитель на нефтяной основе, имеет среднюю фильтрацию бурового раствора при PPT при 149°C (300°F) с 40-микрометровым фильтрующим диском менее или около 3,3 мл, или менее или около 3,15 мл, или менее или около 3,00 мл.In some aspects, the drilling fluid composition contains an oil-based carrier and has a second concentration of SAS that is greater than or equal to the first concentration of latex powder. In some such aspects, the second concentration of SAS in the drilling fluid composition may be greater than the first concentration of the latex. Drilling fluid compositions containing an oil-based carrier, in accordance with such aspects, may exhibit less drilling fluid filtration than compositions that do not contain one or both of powdered latex or SAS. For example, in some such aspects, a drilling fluid composition containing an oil-based carrier has an average drilling fluid filtration in a plugging permeability test (PPT) at 121°C (300°F) with a 55 micrometer filter disc of less than or about 1 .06 ml when tested in accordance with the American Petroleum Institute (API) test 13B-2. In some such aspects, a drilling fluid composition comprising an oil-based carrier has an average drilling fluid filtration at PPT at 135°C (275°F) of less than or about 3.3 ml or less or about 3.0 ml or less or about 2.5 ml. In some such aspects, a drilling fluid composition comprising an oil-based carrier has an average drilling fluid filtration at PPT at 149°C (300°F) with a 40 micrometer filter disc of less than or about 3.3 ml, or less than or about 3. 15 ml or less or about 3.00 ml.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на нефтяной основе в соответствии с такими аспектами, могут демонстрировать более высокое смазывание, чем композиции, которые не содержат один или оба из порошкообразного латекса или SAS.Drilling fluid compositions containing an oil-based carrier in accordance with such aspects may exhibit higher lubricity than compositions that do not contain one or both of powdered latex or SAS.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на нефтяной основе, согласно настоящему изобретению, могут демонстрировать реологические свойства, подходящие для бурения. Например, композиция бурового раствора согласно некоторым таким аспектам имеет пластическую вязкость при 49°C (120°F) в диапазоне от около 10 сП до около 30 сП при испытании в соответствии с испытанием 13B-2 API. В некоторых таких примерах композиция бурового раствора может иметь пластическую вязкость в диапазоне от около 10 сП до около 15 сП, или в диапазоне от около 12 сП до около 20 сП, или в диапазоне от около 15 сП до около 20 сП, или в диапазоне от около 15 сП до около 25 сП, или в диапазоне от около 15 сП до около 30 сП.Drilling fluid compositions containing an oil-based carrier according to the present invention may exhibit rheological properties suitable for drilling. For example, a drilling fluid composition according to some such aspects has a plastic viscosity at 49°C (120°F) in the range of about 10 centipoise to about 30 centipoise when tested in accordance with API test 13B-2. In some such examples, the drilling fluid composition may have a plastic viscosity in the range of about 10 centipoise to about 15 centipoise, or in the range of about 12 centipoise to about 20 centipoise, or in the range of about 15 centipoise to about 20 centipoise, or in the range of about 15 centipoise to about 25 centipoise, or in the range of about 15 centipoise to about 30 centipoise.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет предел текучести при 49°C (120°F) в диапазоне от около 5 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-2 API. В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет предел текучести при 49°C (120°F) в диапазоне от около 5 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или от около 5 фунтов/100 кв. футов до около 8 фунтов/100 кв. футов, или от около 8 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов, или от около 5 фунтов/100 кв. футов до около 6 фунтов/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a yield strength at 49°C (120°F) in the range of about 5 lb/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. feet when tested in accordance with API test 13B-2. In some such aspects, the drilling fluid composition has a yield strength at 49°C (120°F) in the range of about 5 lb/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. ft., or from about 5 lbs/100 sq. ft to about 8 lbs/100 sq. ft., or from about 8 lbs/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. ft., or from about 5 lbs/100 sq. ft to about 6 lbs/100 sq. ft.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-секундное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-2 API. В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-секундное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 11 фунтов/100 кв. футов, или в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или в диапазоне от около 5 фунтов/100 кв. футов до около 12 фунтов/100 кв. футов, или в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 5 фунтов/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 second static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. feet when tested in accordance with API test 13B-2. In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 second static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. ft to about 11 lbs/100 sq. ft., or in the range of about 2 lbs/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. ft., or in the range of about 5 lbs/100 sq. ft to about 12 lbs/100 sq. ft., or in the range of about 2 lbs/100 sq. ft to about 5 lbs/100 sq. ft.
В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-минутное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 40 фунтов/100 кв. футов при испытании в соответствии с испытанием 13B-2 API. В некоторых таких аспектах композиция бурового раствора имеет 10-минутное статическое напряжение сдвига при 49°C (120°F) в диапазоне от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 10 фунтов/100 кв. футов, или от около 2 фунтов/100 кв. футов до около 20 фунтов/100 кв. футов, или около от 10 фунтов/100 кв. футов до около 30 фунтов/100 кв. футов, или от около 10 фунтов/100 кв. футов до около 20 фунтов/100 кв. футов, или около от 20 фунтов/100 кв. футов до около 30 фунтов/100 кв. футов, или от около 10 фунтов/100 кв. футов до около 40 фунтов/100 кв. футов.In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 minute static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. ft to about 40 lbs/100 sq. feet when tested in accordance with API test 13B-2. In some such aspects, the drilling fluid composition has a 10 minute static shear stress at 49°C (120°F) in the range of about 2 lb/100 sq. feet to about 10 pounds/100 sq. feet, or from about 2 pounds/100 sq. feet to about 20 pounds/100 sq. feet, or about 10 pounds/100 sq. feet to about 30 pounds/100 sq. feet, or from about 10 lbs/100 sq. feet to about 20 pounds/100 sq. feet, or about 20 pounds/100 sq. feet to about 30 pounds/100 sq. feet, or from about 10 lbs/100 sq. ft to about 40 lbs/100 sq. ft.
Композиции бурового раствора, содержащие носитель на нефтяной основе, могут иметь любую подходящую первую концентрацию порошкообразного латекса и вторую концентрацию SAS. В некоторых таких аспектах вторая концентрация SAS может быть больше или равна первой концентрации порошкообразного латекса. Например, в некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1 фунта массы на баррель (фунт массы/баррель), а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 1 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере око- 8 042226 ло 2 фунтов массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 2 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 2 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 3 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 4 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1,5 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 2,5 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1,2 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 4,8 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять по меньшей мере около 1,5 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять по меньшей мере около 4,5 фунта/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 3 фунтов массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,2 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 4,8 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,5 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 4,5 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 1,8 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 4,2 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 2 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 3 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может находиться в диапазоне от около 1,5 фунта массы/баррель до около 2,5 фунта массы/баррель, а вторая концентрация SAS может находиться в диапазоне от около 1,5 фунта массы/баррель до около 2,5 фунта массы/баррель. В некоторых таких аспектах первая концентрация порошкообразного латекса может составлять около 2 фунтов массы/баррель, а вторая концентрация SAS может составлять около 2 фунтов массы/баррель.Drilling fluid compositions containing an oil-based carrier may have any suitable first concentration of latex powder and second concentration of SAS. In some such aspects, the second concentration of SAS may be greater than or equal to the first concentration of latex powder. For example, in some such aspects, the first concentration of powdered latex may be at least about 1 lb mass per barrel (lb mass/bbl), and the second concentration of SAS may be at least about 1 lb mass/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be at least about 2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be at least about 2 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be at least about 1 lb mass/bbl and the second SAS concentration may be at least about 2 lb mass/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be at least about 1 lb mass/bbl and the second SAS concentration may be at least about 3 lb mass/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be at least about 1 lb mass/bbl and the second SAS concentration may be at least about 4 lb mass/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be at least about 1.5 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be at least about 2.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be at least about 1.2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be at least about 4.8 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be at least about 1.5 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be at least about 4.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 1 lb mass/bbl and the second concentration of SAS may be about 3 lb mass/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 1.2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 4.8 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 1.5 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 4.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be about 1.8 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 4.2 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of powdered latex may be about 2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 3 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be in the range of about 1.5 lbs/bbl to about 2.5 lbs/bbl and the second SAS concentration may be in the range of about 1.5 lbs/bbl to about 2.5 lbs/bbl. In some such aspects, the first concentration of latex powder may be about 2 lbs/bbl and the second concentration of SAS may be about 2 lbs/bbl.
Композиции бурового раствора, содержащие носители на нефтяной основе, согласно настоящему изобретению, могут быть получены с использованием любого подходящего метода. В аспектах метод включает в себя диспергирование первого заданного количества порошкообразного латекса и второго заданного количества SAS в носителе на нефтяной основе с образованием бурового раствора на нефтяной основе. Буровой раствор на нефтяной основе может включать любую буровую композицию в соответствии с настоящим изобретением, содержащую носитель на нефтяной основе.Drilling fluid compositions containing petroleum-based carriers of the present invention may be prepared using any suitable method. In aspects, the method includes dispersing a first predetermined amount of latex powder and a second predetermined amount of SAS in an oil-based carrier to form an oil-based drilling fluid. An oil-based drilling fluid may include any drilling composition in accordance with the present invention containing an oil-based carrier.
Композиции бурового раствора в соответствии с настоящим изобретением могут включать в себя композицию бурового раствора, готовую к использованию, или могут относиться к аддитивной композиции бурового раствора, которая должна быть добавлена к носителю или буровому раствору перед использованием. Например, аддитивные композиции бурового раствора могут включать в себя смесь порошкообразного латекса и SAS. Например, такие аддитивные композиции бурового раствора могут включать смеси порошкообразного латекса и SAS таким образом, что добавление заданного количества аддитивных композиций бурового раствора к носителю приводит к получению композиции бурового раствора, имеющей концентрации порошкообразного латекса и SAS в соответствии с настоящим изобретением.The drilling fluid compositions of the present invention may include a ready-to-use drilling fluid composition or may refer to an additive drilling fluid composition that must be added to a carrier or drilling fluid prior to use. For example, drilling fluid additive compositions may include a mixture of powdered latex and SAS. For example, such drilling fluid additive compositions may include mixtures of powdered latex and SAS such that adding a given amount of drilling fluid additive compositions to a carrier results in a drilling fluid composition having concentrations of powdered latex and SAS in accordance with the present invention.
Смеси порошкообразного латекса и SAS (и включая дополнительные необязательные компоненты в соответствии с настоящим изобретением) могут быть описаны как твердое смазочное вещество, твердотельное смазочное вещество или твердообразное смазочное вещество, поскольку такие смеси могут быть в основном твердыми по сравнению с обычными жидкими смазочными веществами. Таким образом, в вариантах реализации аддитивные композиции бурового раствора могут включать в себя композицию твердого смазочного вещества. Например, аддитивная композиция бурового раствора или композиция твердого смазочного вещества может содержать SAS и порошкообразный латекс. В некоторых вариантах реализации аддитивная композиция бурового раствора или композиция твердого смазочного вещества состоит по существу из SAS и порошкообразного латекса. В некоторых вариантах реализации аддитивная композиция бурового раствора или композиция твердого смазочного вещества состоит из SAS и порошкообразного латекса.Blends of powdered latex and SAS (and including additional optional components in accordance with the present invention) can be described as a solid lubricant, a solid lubricant, or a solid lubricant, since such mixtures can be substantially solid compared to conventional liquid lubricants. Thus, in embodiments, the drilling fluid additive compositions may include a solid lubricant composition. For example, the drilling fluid additive composition or solid lubricant composition may contain SAS and powdered latex. In some embodiments, the additive drilling fluid composition or solid lubricant composition consists essentially of SAS and latex powder. In some embodiments, the additive drilling fluid composition or solid lubricant composition consists of SAS and latex powder.
Аддитивные композиции бурового раствора могут содержать SAS и порошкообразный латекс в виде смеси SAS-латекс 50/50, смеси SAS-латекс 60/40, смеси SAS-латекс 70/30, смеси SAS-латекс 80/20 или смеси SAS-латекс 90/10. Отношение относится к относительным концентрациям SAS и латекса, и смеси могут необязательно содержать другие компоненты или добавки.The drilling fluid additive compositions may contain SAS and powdered latex in the form of a 50/50 SAS-latex blend, a 60/40 SAS-latex blend, a 70/30 SAS-latex blend, an 80/20 SAS-latex blend, or a 90/SAS-latex blend. 10. The ratio refers to the relative concentrations of SAS and latex, and mixtures may optionally contain other components or additives.
Буровые композиции в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечить одно или болееDrilling compositions in accordance with the present invention may provide one or more
- 9 042226 из лучшего контроля фильтрации бурового раствора, проведения испытания на проницаемость при тампонировании скважины, стабильности пласта и смазывающей способности, а также могут сократить логистические работы и работы по погрузке-разгрузке материалов на буровой площадке.- 9 042226 from better control of mud filtration, plug permeability testing, formation stability and lubricity, and can also reduce logistical and material handling work at the well site.
ПримерыExamples
Далее настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами, которые никоим образом не следует толковать как ограничение объема настоящего изобретения. После прочтения приведенного в настоящем документе описания специалист в данной области техники сможет предложить различные другие аспекты, варианты реализации, модификации и их эквиваленты без отклонения от сущности настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.The present invention is further illustrated by the following examples, which should in no way be construed as limiting the scope of the present invention. Upon reading the description provided herein, one skilled in the art will be able to propose various other aspects, embodiments, modifications, and equivalents without departing from the spirit of the present invention or the scope of the appended claims.
Общие положения.General provisions.
Фильтрацию бурового раствора определяли с использованием протоколов испытаний на фильтрацию бурового раствора при высокой температуре и высоком давлении (HPHT) и испытаний на проницаемость при тампонировании скважины (PPT) в соответствии с испытательным комплектом 13B-1 Американского института нефти (API) для композиций, содержащих носитель на водной основе, и набором испытательных режимов 13B-2 для композиций, содержащих носитель на нефтяной основе. Если не указано иное, латексная смесь или SAS-латекс относится к смеси SAS и латекса стирол-бутадиенового сополимера ХР-211, также известного как Axilat™ PSB 150 (Synthomer, Роубак, Южная Каролина).Mud filtration was determined using the High Temperature High Pressure Drilling Fluid Filtration Test (HPHT) and Plug Permeability Test (PPT) protocols in accordance with the American Petroleum Institute (API) test kit 13B-1 for compositions containing a carrier. water-based, and a set of test modes 13B-2 for compositions containing an oil-based carrier. Unless otherwise noted, latex blend or SAS latex refers to a blend of SAS and XP-211 styrene-butadiene copolymer latex, also known as Axilat™ PSB 150 (Synthomer, Roebuck, South Carolina).
Пример 1.Example 1
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации порошкообразного латекса и асфальтсульфоната натрия (SAS). Основная композиция бурового раствора содержала 7,0 фунта массы на баррель (фунт массы/баррель) бентонита, 2 фунта массы/баррель полианионной целлюлозы, 0,75 фунта массы/баррель биополимера, 10 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Браунсвилл, Техас), 0,5 фунта массы/баррель каустической соды и 2 фунта массы/баррель сульфита натрия. Основная композиция имела плотность 8,6 фунта массы/галлон.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of powdered latex and sodium asphalt sulfonate (SAS) were evaluated. The base drilling fluid composition contained 7.0 lbs/bbl (lb/bbl) bentonite, 2 lbs/bbl polyanionic cellulose, 0.75 lbs/bbl biopolymer, 10 lbs/bbl Rev Dust™ inert material ( Milwhite, Inc., Brownsville, Texas), 0.5 lbs/bbl of caustic soda and 2 lbs/bbl of sodium sulfite. The base composition had a density of 8.6 lbs/gal.
Были подготовлены четыре образца: A1) основание, B1) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, C1) основание с 4 фунтами массы/баррель порошкообразного латекса и D1) основание с 3 фунтами массы/баррель SAS и 2 фунтами массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 1,5:1 или 60/40). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Реологические свойства образцов, такие как пластическая вязкость, предел текучести и статическое напряжение сдвига, были определены с использованием ротационного вискозиметра и представлены в табл. 1.Four samples were prepared: A1) base, B1) base with 6 lbs/bbl SAS, C1) base with 4 lbs/bbl latex powder and D1) base with 3 lbs/bbl SAS and 2 lbs/bbl latex powder (SAS-latex mix 1.5:1 or 60/40). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of the samples, such as plastic viscosity, yield strength and static shear stress, were determined using a rotational viscometer and are presented in table. 1.
Фильтрация бурового раствора при HPHT и быстрое поглощение фильтрата пласта для четырех образцов определяли с помощью испытательного комплекта 13B-1 API. Результаты представлены в табл. 2.HPHT mud filtration and formation filtrate fast loss for four samples were determined using the API test kit 13B-1. The results are presented in table. 2.
- 10 042226- 10 042226
Таблица 2table 2
Результаты испытания НРНТ показаны на фиг. 1. На фиг. 1 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при высокой температуре и высоком давлении (НРНТ) при 121 °C (250°F) для композиции бурового раствора на водной основе, содержащей как асфальтсульфонат натрия (SAS), так и порошкообразный латекс, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса. Образец D1 продемонстрировал снижение фильтрации бурового раствора при НРНТ на 28% по сравнению с образцом В1 и на 30% по сравнению с образцом С1.The results of the HPHT test are shown in FIG. 1. In FIG. 1 is a graph illustrating the reduced filtration of high temperature high pressure (HPHT) mud at 121°C (250°F) for a water-based mud composition containing both sodium asphalt sulfonate (SAS) and latex powder compared with compositions that do not contain one or both of SAS or latex. Sample D1 showed a 28% reduction in HPHT mud filtration compared to Sample B1 and 30% compared to Sample C1.
Был определен коэффициент трения (CoF; coefficient of friction) для образцов Al-DI. CoF можно определить с помощью любого из нескольких способов, в том числе с помощью прибора для определения смазывающей способности (OFI Testing Equipment, Хьюстон, Техас), контрольно-измерительного устройства для оценки смазывающей способности (OFI Testing Equipment, Хьюстон, Техас) или трибометра (Nanovea, Ирвин, Калифорния). Пересчитанные результаты (IOOxCoF) представлены в табл. 3.The coefficient of friction (CoF; coefficient of friction) was determined for Al-DI samples. CoF can be determined using any of several methods, including a lubricity tester (OFI Testing Equipment, Houston, TX), a lubricity tester (OFI Testing Equipment, Houston, TX), or a tribometer ( Nanovea, Irvine, California). The recalculated results (IOOxCoF) are presented in Table. 3.
Таблица 3Table 3
Образец D1 (SAS-латекс 60/40) продемонстрировал CoF, который обычно был ниже, чем у образцов Bl (SAS) и С1 (латекс), например, при крутящем моменте 250 дюйм-фунтов.Sample D1 (SAS-latex 60/40) showed a CoF that was typically lower than Samples Bl (SAS) and C1 (latex), for example, at 250 in-lbs of torque.
Пример 2.Example 2
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации порошкообразного латекса и асфальтсульфоната натрия (SAS). Основная композиция бурового раствора содержала 7,0 фунта массы/баррель бентонита, 2 фунта массы/баррель полианионной целлюлозы, 0,75 фунта массы/баррель биополимера, 10 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Браунсвилл, Техас), 0,5 фунта массы/баррель каустической соды, 2 фунта массы/баррель сульфита натрия и 20 фунтов массы/баррель барита. Основная композиция имела плотность 9,0 фунта массы/галлон.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of powdered latex and sodium asphalt sulfonate (SAS) were evaluated. The base mud composition contained 7.0 lbs/bbl bentonite, 2 lbs/bbl polyanionic cellulose, 0.75 lbs/bbl biopolymer, 10 lbs/bbl Rev Dust™ inert material (Milwhite, Inc., Brownsville , Texas), 0.5 lbs/bbl caustic soda, 2 lbs/bbl sodium sulfite, and 20 lbs/bbl barite. The base composition had a density of 9.0 lb/gal.
- 11 042226- 11 042226
Были подготовлены шесть образцов: A2) основание, B2) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, C2) основание с 6 фунтами массы/баррель порошкообразного латекса, D2) основание с 1,5 фунта массы/баррель SAS и 4,5 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 25/75 или 1:3), E2) основание с 3,0 фунта массы/баррель SAS и 3,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 50/50 или 1:1) и F2) основание с 4,5 фунта массы/баррель SAS и 1,5 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 75/25 или 3:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Были определены реологические свойства образцов, которые представлены в табл. 4.Six samples were prepared: A2) base, B2) base with 6 lbs/bbl SAS, C2) base with 6 lbs/bbl latex powder, D2) base with 1.5 lbs/bbl SAS and 4.5 lbs. /bbl latex powder (SAS-latex mix 25/75 or 1:3), E2) base with 3.0 lbs/bbl SAS and 3.0 lbs/bbl latex powder (SAS-latex 50/50 or 1 :1) and F2) base with 4.5 lbs/bbl SAS and 1.5 lbs/bbl latex powder (75/25 or 3:1 SAS-latex mix). The samples were subjected to hot rolling for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of the samples were determined, which are presented in table. 4.
Таблица 4Table 4
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пласта для шести образцов определяли при 121°C (250°F) и с помощью 12-микронного диска с использованием испытательного комплекта 13B-1 API. Результаты представлены в табл. 5.Mud filtration at PPT and fast loss of formation filtrate for six samples was determined at 121°C (250°F) and with a 12 micron disc using the 13B-1 API test kit. The results are presented in table. 5.
- 12 042226- 12 042226
Таблица 5Table 5
На фиг. 2 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при испытании на проницаемость при тампонировании скважины (РРТ) при 121 °C (250°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и имеющих более высокую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса. Образец F2 (SAS-латекс 75/25) продемонстрировал снижение фильтрации бурового раствора при РРТ относительно обоих образцов В2 (SAS) и С2 (латекс), а также относительно образцов D2 (SAS-латекс 25/75) и Е2 (SAS-латекс 50/50).In FIG. Figure 2 is a graph illustrating the reduced mud filtration in a plugging permeability test (PPT) at 121°C (250°F) for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and having a higher concentration of SAS. than powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both of the SAS or latex. Sample F2 (SAS latex 75/25) showed a reduction in drilling fluid filtration at PPT relative to both samples B2 (SAS) and C2 (latex), and also relative to samples D2 (SAS latex 25/75) and E2 (SAS latex 50 /50).
Пример 3.Example 3
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации порошкообразного латекса и асфальтсульфоната натрия (SAS). Основная композиция бурового раствора содержала 7,0 фунта массы/баррель бентонита, 2 фунта массы/баррель полианионной целлюлозы, 0,75 фунта массы/баррель биополимера, 10 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Браунсвилл, Техас), 0,5 фунта массы/баррель каустической соды, 2 фунта массы/баррель сульфита натрия и 20,6 фунта массы/баррель барита. Основная композиция имела плотность 9,0 фунта массы/галлон.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of powdered latex and sodium asphalt sulfonate (SAS) were evaluated. The base mud composition contained 7.0 lbs/bbl bentonite, 2 lbs/bbl polyanionic cellulose, 0.75 lbs/bbl biopolymer, 10 lbs/bbl Rev Dust™ inert material (Milwhite, Inc., Brownsville , Texas), 0.5 lbs/bbl caustic soda, 2 lbs/bbl sodium sulfite, and 20.6 lbs/bbl barite. The base composition had a density of 9.0 lb/gal.
Было подготовлено шесть образцов: АЗ) основание, ВЗ) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, СЗ) основание с 6 фунтами массы/баррель порошкообразного латекса, D3) основание с 1,5 фунта массы/баррель SAS или 4,5 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 28/75 или 1:3), ЕЗ) основание с 3,0 фунта массы/баррель SAS и 3,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 50/50 или 1:1), F3) основание с 4,5 фунта массы/баррель SAS и 1,5 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 75/25 или 3:1), G3) основание с 3,6 фунта массы/баррель и 2,4 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 60/40 или 1,5:1), НЗ) основание с 4,2 фунта массы/баррель и 1,8 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 70/30 или 2,33:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°С (250°F). Были определены реологические свойства образцов A3-F3, которые представлены в табл. 6.Six samples were prepared: A3) base, BT) base with 6 lbs/bbl SAS, C3) base with 6 lbs/bbl of latex powder, D3) base with 1.5 lbs/bbl SAS or 4.5 lbs. latex powder (28/75 or 1:3 SAS-latex mix), E3) base with 3.0 lbs/bbl SAS and 3.0 lbs/bbl latex powder (50/50 or 1 SAS-latex mix) :1), F3) base with 4.5 lbs/bbl SAS and 1.5 lbs/bbl latex powder (SAS-latex mix 75/25 or 3:1), G3) base with 3.6 lbs/bbl bbl and 2.4 lbs/bbl latex powder (mixture of SAS-Latex 60/40 or 1.5:1), NC) base with 4.2 lbs/bbl and 1.8 lbs/bbl latex powder (blend SAS latex 70/30 or 2.33:1). The samples were subjected to hot rolling for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of samples A3-F3 were determined, which are presented in table. 6.
-13042226-13042226
Таблица 6Table 6
Был определен коэффициент трения (CoF) для образцов A3-H3. Пересчитанные результаты (100xCoF) представлены в табл. 7.The coefficient of friction (CoF) was determined for samples A3-H3. The recalculated results (100xCoF) are presented in Table. 7.
Таблица 7Table 7
Образцы F3 (SAS-латекс 75/25), G3 (SAS-латекс 60/40) и H3 (SAS-латекс 70/30) продемонстрировали CoF, который в целом был ниже, чем у образцов B1 (SAS) и C1 (латекс), например, при крутящем моменте 250 дюйм-фунтов.Samples F3 (SAS latex 75/25), G3 (SAS latex 60/40) and H3 (SAS latex 70/30) showed a CoF that was generally lower than samples B1 (SAS) and C1 (latex ), for example, at 250 in-lbs of torque.
Пример 4.Example 4
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации порошкообразного латекса и асфальтсульфоната натрия (SAS). Основная композиция была получена аналогично тому, как изложено в ПРИМЕРЕ 3. Были подготовлены четыре образца: A4) основание, B4) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, C4) основание с 6 фунтами массы/баррель порошкообразного латекса и D4) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель по- 14 042226 рошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Были определены реологические свойства образцов A4-D4, которые представлены в табл. 8.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of powdered latex and sodium asphalt sulfonate (SAS) were evaluated. The base composition was made in the same manner as described in EXAMPLE 3. Four samples were prepared: A4) base, B4) base with 6 lbs/bbl SAS, C4) base with 6 lbs/bbl latex powder, and D4) base with 4 8 lbs/bbl SAS and 1.2 lbs/bbl latex powder (80/20 or 4:1 SAS-latex mix). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of samples A4-D4 were determined, which are presented in table. 8.
Таблица 8Table 8
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пласта для четырех образцов определяли при 163°C (325°F) с помощью испытательного комплекта 13B-1 API. Результаты представлены в табл. 9.Mud filtration at PPT and fast loss of formation filtrate for four samples were determined at 163°C (325°F) using the 13B-1 API test kit. The results are presented in table. 9.
Таблица 9Table 9
На фиг. 3 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 163°C (325°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и имеющих более высокую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 3 is a graph illustrating the reduced mud filtration at PPT at 163°C (325°F) for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and having a higher concentration of SAS than latex powder compared with compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий фильтрацию бурового раствора при PPT при 163°C (325°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и имеющих более высокую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 4 is a graph illustrating PPT mud filtration at 163°C (325°F) for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and having a higher concentration of SAS than latex powder compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
Образец D4 со смесью SAS-латекс 80/20 обычно демонстрировал снижение ghb PPT по сравнению с образцами A4 (основание), B4 (SAS) и C4 (латекс).Sample D4 with 80/20 SAS-latex blend generally showed a decrease in PPT ghb compared to samples A4 (base), B4 (SAS), and C4 (latex).
- 15 042226- 15 042226
Пример 5.Example 5
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации порошкообразного латекса и асфальтсульфоната натрия (SAS). Фильтрация бурового раствора при PPT для основного образца A4 из примера 4 и образца D4, содержащего смесь SAS-латекс 80/20, определяли при 121, 135 и 149°C (250, 275 и 300°F). Фильтрация бурового раствора при PPT и бы строе поглощение фильтрата пластом в случае образцов A4 и D4 представлены в табл. 10.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of powdered latex and sodium asphalt sulfonate (SAS) were evaluated. Mud filtration at PPT for base sample A4 from Example 4 and sample D4 containing SAS-latex 80/20 blend were determined at 121, 135, and 149°C (250, 275, and 300°F). Drilling fluid filtration at PPT and fast loss of filtrate by the formation in the case of samples A4 and D4 are presented in Table. 10.
Таблица 10Table 10
На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора приIn FIG. 5 is a graph illustrating the reduced filtration of drilling fluid at
PPT для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и имеющих более высокую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат SAS или латекс при различных температурах 121, 135 и 149°C (250, 275 и 300°F)).PPT for water-based mud compositions containing both SAS and latex powder and having a higher concentration of SAS than latex powder compared to compositions that do not contain SAS or latex at various temperatures of 121, 135 and 149°C (250, 275 and 300°F)).
Как видно из табл. 10 и фиг. 5, буровой раствор со смесью SAS-латекс 80/20 был стабильным при температуре от 121 до 149°C (от 250 до 300°F).As can be seen from Table. 10 and FIG. 5, the 80/20 SAS-latex drilling fluid was stable at 121 to 149°C (250 to 300°F).
Пример 6.Example 6
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, содержащих такое же соотношение SAS-латекс, но разные типы порошкообразного латекса. Основная композиция была получена аналогично тому, как изложено в примере 3. Были приготовлены четыре образца: A6) основание, B6) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель порошкообразного латекса ти па A (сополимер стирола и бутадиена, Axilat™ PSB 150, также известный как XP-211, Synthomer, Роубак, Южная Каролина) (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1), C6) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и порошкообразного латекса типа B 1,2 фунта массы/баррель (VAE-RS 1220, Riteks, Хьюстон, Техас) (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1) и D6) основание 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель порошкообразного латекса типа C (VAE-RS 1420, Riteks, Хьюстон, Техас) (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Были определены реологические свойства образцов A6-D6, которые представлены в табл. 11.The properties of water-based drilling fluid compositions containing the same SAS-to-latex ratio but different types of powdered latex were evaluated. A base composition was made in the same manner as described in Example 3. Four samples were prepared: A6) base, B6) base with 4.8 lbs/bbl SAS and 1.2 lbs/bbl Type A (styrene copolymer) latex powder and butadiene, Axilat™ PSB 150, also known as XP-211, Synthomer, Roebuck, SC) (80/20 or 4:1 SAS-latex blend), C6) base with 4.8 lbs/bbl SAS and powdered type B latex 1.2 lbs/bbl (VAE-RS 1220, Riteks, Houston, TX) (80/20 or 4:1 SAS-latex mix) and D6) base 4.8 lbs/bbl SAS and 1, 2 lbs mass/barrel type C latex powder (VAE-RS 1420, Riteks, Houston, TX) (80/20 or 4:1 SAS-latex mix). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of samples A6-D6 were determined, which are presented in table. eleven.
- 16 042226- 16 042226
Фильтрация бурового раствора при РРТ и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов A6-D6 были определены при 135°С (275°F) и представлены в табл. 12.PPT drilling fluid filtration and fast filtrate losses for samples A6-D6 were determined at 135°C (275°F) and are presented in Table 1. 12.
На фиг. 6 представлен график, иллюстрирующий фильтрацию бурового раствора при РРТ приIn FIG. 6 is a graph illustrating the filtration of drilling fluid during PPT at
135°С (275°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и различные типы порошкообразного латекса и имеющих более высокую концентрацию SAS, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат SAS.135°C (275°F) for water-based drilling fluid compositions containing both SAS and various types of powdered latex and having a higher concentration of SAS than powdered latex compared to compositions that do not contain SAS.
Различные типы порошкообразного латекса в смесях SAS-латекс демонстрировали в целом аналогичные свойства и демонстрировали в целом аналогичное снижение фильтрации бурового раствора при РРТ.Different types of powdered latex in SAS-latex mixtures exhibited generally similar properties and showed generally similar mud filtration reduction in PPT.
Пример 7.Example 7
Были оценены свойства композиций буровых растворов на нефтяной основе, имеющих различные концентрации SAS и латекса. Основная композиция бурового раствора содержала 5,0 фунта массы/баррель олеофильной глины, 6,0 фунта массы/баррель первичного эмульгатора, 6,0 фунта массы/баррель гидрофобизатора, 0,5 фунта массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Браунсвилл, Техас), 25% хлорида кальция, 144,3 фунта массы/баррель барита, 6,0 фунта массы/баррель извести и имела соотношение нефть-вода 85/15. Основная композиция имела плотность 11,0 фунта массы/галлон.The properties of oil-based drilling fluid compositions having various concentrations of SAS and latex were evaluated. The base drilling fluid composition contained 5.0 lbs/bbl of oleophilic clay, 6.0 lbs/bbl of primary emulsifier, 6.0 lbs/bbl of water repellant, 0.5 lbs/bbl of solids Rev Dust™ (Milwhite , Inc., Brownsville, Texas), 25% calcium chloride, 144.3 lbs/bbl barite, 6.0 lbs/bbl lime, and had an oil-to-water ratio of 85/15. The base composition had a density of 11.0 lbs/gal.
- 17042226- 17042226
Были подготовлены пять образцов: A7) основание, B7) основание с 2,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса, C7) основание с 4,0 фунта массы/баррель SAS, D7) основание с 3,0 фунта массы/баррель SAS и 1,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 75/25 или 3:1) и E7) основание с 2,0 фунта массы/баррель SAS и 2,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 50/50 или 1:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Были определены реологические свойства образцов A7-E7, которые представлены в табл. 13.Five samples were prepared: A7) base, B7) base with 2.0 lbs/bbl latex powder, C7) base with 4.0 lbs/bbl SAS, D7) base with 3.0 lbs/bbl SAS and 1 .0 lbs/bbl latex powder (SAS-Latex 75/25 or 3:1 mix) and E7) base with 2.0 lbs/bbl SAS and 2.0 lbs/bbl latex powder (SAS-latex 50 mix) /50 or 1:1). The samples were subjected to hot rolling for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of samples A7-E7 were determined, which are presented in table. 13.
Таблица 13Table 13
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов A7-E7 были определены при 135°C (275°F) и представлены в табл. 14.PPT drilling mud filtration and fast circulation for samples A7-E7 were determined at 135°C (275°F) and are shown in Table 1. 14.
- 18 042226- 18 042226
Таблица 14Table 14
На фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при РРТ при 135°С (275°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в концентрации, которая больше или равна концентрации порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 7 is a graph illustrating reduced mud filtration at PPT at 135°C (275°F) for oil-based mud compositions containing both SAS and powdered latex and containing SAS at a concentration greater than or equal to that of powdered latex, compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
Образцы D7 (SAS-латекс 75/25) и Е7 (SAS-латекс 50/50) продемонстрировали более низкие фильтрацию бурового раствора при РРТ и быстрое поглощение фильтрата пластом по сравнению с образцами А7 (основание), В7 (латекс) и С7 (SAS).Samples D7 (SAS latex 75/25) and E7 (SAS latex 50/50) showed lower mud filtration at PPT and faster leachate loss compared to samples A7 (base), B7 (latex) and C7 (SAS ).
Пример 8.Example 8
Были оценены свойства композиций буровых растворов на нефтяной основе, имеющих различные концентрации SAS и латекса. Основная композиция бурового раствора содержала 4,3 фунта массы/баррель олеофильной глины, 4,25 фунта массы/баррель первичного эмульгатора, 0,8 фунта массы/баррель гидрофобизатора, 1,0 фунта массы/баррель вторичного эмульгатора, 21,50 фунта массы/баррель хлорида кальция, 53 фунта массы/баррель барита, 1,86 фунта массы/баррель извести и имела соотношение нефть-вода 85/15. Основная композиция имела плотность 9,33 фунта массы/галлон.The properties of oil-based drilling fluid compositions having various concentrations of SAS and latex were evaluated. The base drilling fluid composition contained 4.3 lbs/bbl oleophilic clay, 4.25 lbs/bbl primary emulsifier, 0.8 lbs/bbl water repellent, 1.0 lbs/bbl secondary emulsifier, 21.50 lbs/bbl secondary emulsifier, bbl calcium chloride, 53 lbs/bbl barite, 1.86 lbs/bbl lime and had an oil-to-water ratio of 85/15. The base composition had a density of 9.33 lbs/gal.
Были подготовлены четыре образца: А8) основание, В8) основание с 2,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса, С8) основание с 4,0 фунта массы/баррель SAS, D8) основание с 2,0 фунта массы/баррель SAS и 2,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 50/50 или 1:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121 °C (250°F). Реологические свойства образцов A8-D8 были определены и представлены в табл. 15.Four samples were prepared: A8) base, B8) base with 2.0 lbs/bbl latex powder, C8) base with 4.0 lbs/bbl SAS, D8) base with 2.0 lbs/bbl SAS and 2 .0 lbs/bbl latex powder (50/50 or 1:1 mix of SAS-latex). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). Rheological properties of samples A8-D8 were determined and presented in table. 15.
- 19042226- 19042226
Таблица 15Table 15
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов A8-D8 были определены при 149°C (300°F) и представлены в табл. 16.PPT drilling mud filtration and fast circulation for samples A8-D8 were determined at 149°C (300°F) and are shown in Table 1. 16.
Таблица 16Table 16
На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT при 149°C (300°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в концентрации, которая равна концентрации порошкообразного латекса по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 8 is a graph illustrating the reduced mud filtration at PPT at 149°C (300°F) for oil-based mud compositions containing both SAS and powdered latex and containing SAS at a concentration that is equal to the concentration of powdered latex compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
Образец D8 (смесь SAS-латекс 50/50) продемонстрировал сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT по сравнению с образцами A8 (основание), B8 (латекс) и C8 (SAS).Sample D8 (50/50 SAS-latex blend) showed reduced mud filtration at PPT compared to samples A8 (base), B8 (latex) and C8 (SAS).
Пример 9.Example 9
Были оценены свойства композиций буровых растворов на нефтяной основе, имеющих различные концентрации SAS и латекса. Основная композиция бурового раствора содержала 4,0 фунта массы/баррель олеофильной глины, 5 фунтов массы/баррель первичного эмульгатора, 4 фунта/баррель гидрофобизатора, 25% хлорида кальция, 302 фунта массы/баррель барита, 4 фунта массы/баррель извести и имела соотношение нефть-вода 85/15. Основная композиция имела плотность 13,6 фунта массы/галлон.The properties of oil-based drilling fluid compositions having various concentrations of SAS and latex were evaluated. The base drilling fluid composition contained 4.0 lbs/bbl of oleophilic clay, 5 lbs/bbl of primary emulsifier, 4 lbs/bbl of water repellent, 25% calcium chloride, 302 lbs/bbl of barite, 4 lbs/bbl of lime and had the ratio oil-water 85/15. The base composition had a density of 13.6 lbs/gal.
- 20 042226- 20 042226
Были подготовлены четыре образца: A9) основание, B9) основание с 4,0 фунта/баррель порошкообразного латекса, C9) основание с 4,0 фунта массы/баррель SAS, D9) основание с 2,0 фунта массы/баррельFour samples were prepared: A9) base, B9) base with 4.0 lbs/bbl latex powder, C9) base with 4.0 lbs/bbl SAS, D9) base with 2.0 lbs/bbl SAS
SAS и 2,0 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 50/50 или 1:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Реологические свойства образцов A9-D9 были определены и представлены в табл. 17.SAS and 2.0 lbs/bbl latex powder (50/50 or 1:1 mix of SAS-latex). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). Rheological properties of samples A9-D9 were determined and presented in table. 17.
Таблица 17Table 17
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов A9-D9 были определены при 149°C (300°F) и представлены в табл. 18.Filtration at PPT and fast loss of filtrate for samples A9-D9 were determined at 149°C (300°F) and are presented in Table. 18.
и латекс и содержащих SAS в концентрации, которая равна концентрации порошкообразного латекса по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.and latex and containing SAS at a concentration that is equal to the concentration of powdered latex compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
Образец D9 (смесь SAS-латекс 50/50) продемонстрировал сниженную фильтрацию бурового раствора при PPT по сравнению с образцами A9 (основание), B9 (латекс) и C9 (SAS).Sample D9 (50/50 SAS-latex blend) showed reduced mud filtration at PPT compared to samples A9 (base), B9 (latex), and C9 (SAS).
Пример 10.Example 10
Определяли свойства композиций буровых растворов на водной основе, содержащих различные добавки. Основная композиция бурового раствора содержала 7,0 фунта массы на баррель (фунт массы/баррель) бентонита, 2 фунта массы/баррель полианионной целлюлозы, 0,75 фунта массы/баррельThe properties of compositions of water-based drilling fluids containing various additives were determined. The main drilling fluid composition contained 7.0 lbs/bbl (lbs/bbl) bentonite, 2 lbs/bbl polyanionic cellulose, 0.75 lbs/bbl
- 21 042226 биополимера, 10 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc.,- 21 042226 biopolymer, 10 lbs/bbl Rev Dust™ inert material solids (Milwhite, Inc.,
Браунсвилл, Техас), 0,5 фунта массы/баррель каустической соды и 2 фунта массы/баррель сульфита натрия. Основная композиция имела плотность 9,5 фунта массы/галлон.Brownsville, Texas), 0.5 lbs/bbl of caustic soda and 2 lbs/bbl of sodium sulfite. The base composition had a density of 9.5 lb/gal.
Были подготовлены десять образцов: АЮ) основание, В10) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, смешанных с каустизированным лигнитом (Soltex®, Drilling Specialties Company, Вудлендз, Техас), СЮ) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 1 (Anco Phalt™, Anchor Drilling Fluids, Талса, Оклахома), D10) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 2 (Asphasol Supreme™, MI Swaco, Хьюстон, Техас), ЕЮ) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 3 (Baro-Trol® Plus, Halliburton, Хьюстон, Техас), F10) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 4 (Martrol, Marbar SRL, Буэнос-Айрес, Аргентина), G10) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 5 (NewPhalt™, Newpark Drilling Fluids, Вудлендз, Техас), НЮ) основание с 6 фунтов массы/баррель Гильсонита 1 (Super-Bore-Trol™, Servicios Petroleros ZV, Монтеррей, Мексика), ПО) основание с 6 фунтами массы/баррель Гильсонита 2 (Super Shield™, Patriot, Кеннер, Луизиана) и ЛО) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (латексной смеси) (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121 °C (250°F). Фильтрация бурового раствора при РРТ и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов были определены при 135°С (275°F) и представлены в табл. 19.Ten samples were prepared: AJ) base, B10) base with 6 lbs/bbl of SAS mixed with causticized lignite (Soltex®, Drilling Specialties Company, Woodlands, TX), SC) base with 6 lbs/bbl of asphalt 1 (Anco Phalt™, Anchor Drilling Fluids, Tulsa, Oklahoma), D10) 6 lbs/bbl asphalt base 2 (Asphasol Supreme™, MI Swaco, Houston, TX), EY) 6 lbs/bbl asphalt base 3 (Baro- Trol® Plus, Halliburton, Houston, TX), F10) 6 lb.m base/bbl asphalt 4 (Martrol, Marbar SRL, Buenos Aires, Argentina), G10) 6 lb.m base/bbl asphalt 5 (NewPhalt™, Newpark Drilling Fluids, The Woodlands, TX) NY) 6 lbs/bbl Gilsonite 1 base (Super-Bore-Trol™, Servicios Petroleros ZV, Monterrey, Mexico), PO) 6 lbs/bbl Gilsonite 2 (Super Shield™, Patriot, Kenner, LA) and LO) base with 4.8 lbs/bbl SAS and 1.2 lbs/bbl powdered hot latex (latex blend) (SAS-latex blend 4:1 or 80/20). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). PPT drilling mud filtration and fast loss of filtrate for the samples were determined at 135°C (275°F) and are presented in Table. 19.
Таблица 19Table 19
На фиг. 10 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора при РРТ и быстрое поглощение фильтрата пластом при 135°С (275°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, содержащими другие добавки.In FIG. 10 is a graph illustrating the reduced filtration of drilling fluid at PPT and the rapid loss of filtrate by the formation at 135°C (275°F) for water-based drilling fluid compositions containing both SAS and latex powder and containing SAS at a concentration that is greater than than powdered latex, compared with compositions containing other additives.
Образец J10, содержащий смесь SAS-латекс, продемонстрировал более низкую фильтрацию бурового раствора при РРТ и быстрое поглощения фильтрата пластом, чем все другие образцы.Sample J10, containing a mixture of SAS-latex, showed lower PPT mud filtration and faster filtrate losses than all other samples.
Пример 11.Example 11.
Определяли свойства композиций буровых растворов на нефтяной основе, содержащих различныеThe properties of compositions of oil-based drilling fluids containing various
-22042226 добавки. Основная композиция бурового раствора содержала 9,0 фунта массы/баррель олеофильной глины, 4,0 фунта массы/баррель первичного эмульгатора, 6,0 фунта массы/баррель гидрофобизатора, 20 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного материала Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Браунсвилл, Техас), 161,2 фунта массы/баррель барита, 6,0 фунта массы/баррель извести, 2,0 фунта массы/баррель сульфита натрия и имела соотношение нефть-вода 85/15. Основная композиция имела плотность 11,0 фунта массы/галлон.-22042226 additives. The base drilling fluid composition contained 9.0 lbs/bbl of oleophilic clay, 4.0 lbs/bbl of primary emulsifier, 6.0 lbs/bbl of water repellent, 20 lbs/bbl of Rev Dust™ inert material (Milwhite, Inc.) ., Brownsville, Texas), 161.2 lbs/bbl barite, 6.0 lbs/bbl lime, 2.0 lbs/bbl sodium sulfite, and had an oil-to-water ratio of 85/15. The base composition had a density of 11.0 lbs/gal.
Были подготовлены десять образцов: A11) основание, B11) основание с 2 фунтами массы/баррель гильсонита 2 (добавка для контроля фильтрации BARABLOK™, Halliburton, Хьюстон, Техас), C11) основание с 2 фунтами массы/баррель асфальта 1 (ингибитор глинистых сланцев BARO-TROL® PLUS, Halliburton, Хьюстон, Техас), D11) основание с 2 фунтами массы/баррель асфальта 2 (понизитель фильтрации бурового раствора Carbo-Trol™, Baker Hughes, Хьюстон, Техас), E11) основание с 2 фунтами массы/баррель гильсонита 2 (регулятор фильтрации Ecco-Block™, Baker Hughes, Хьюстон, Техас), F11) основание 1,6 фунта массы/баррель SAS и 0,4 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SASлатекс 4:1 или 80/20), G11) основание с 2 фунтами массы/баррель гильсонита 3 (Gilsonite® HT, American Gilsonite Company, Хьюстон, Техас), H11) основание с 2 фунтами массы/баррель SAS, I11) основание с 6 фунтами массы/баррель асфальта 3 (ксилан) и J11) основание с 4,8 фунта массы/баррель гильсонита 4 (Versatrol™, MI Swaco, Хьюстон, Техас). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F).Ten samples were prepared: A11) Base, B11) Base with 2 lbs/bbl Gilsonite 2 (BARABLOK™ Filtration Control Additive, Halliburton, Houston, TX), C11) Base with 2 lbs/bbl Asphalt 1 (Shale Inhibitor) BARO-TROL® PLUS, Halliburton, Houston, TX), D11) 2 lb. mass base/bbl of asphalt 2 (Carbo-Trol™ mud reducer, Baker Hughes, Houston, TX), E11) 2 lb. mass base/ Gilsonite 2 bbl (Ecco-Block™ Filtration Regulator, Baker Hughes, Houston, TX), F11) 1.6 lb wt/bbl SAS base and 0.4 lb wt/bbl latex powder (4:1 or 80/20 SAS/latex blend) ), G11) 2 lbs/bbl Gilsonite base 3 (Gilsonite® HT, American Gilsonite Company, Houston, TX), H11) 2 lbs/bbl SAS base, I11) 6 lbs/bbl Asphalt 3 base ( xylan) and J11) base with 4.8 lbs/bbl Gilsonite 4 (Versatrol™, MI Swaco, Houston, Texas). The samples were subjected to hot rolling for 16 hours at 121°C (250°F).
Реологические свойства образцов были определены при 66°C (150°F) и представлены в табл. 20.The rheological properties of the samples were determined at 66°C (150°F) and are presented in table. 20.
Таблица 20Table 20
- 23 042226- 23 042226
Образец F11, содержащий смесь SAS-латекс, продемонстрировал более высокую электрическую стабильность, чем все другие образцы, за исключением образца H11, содержащего SAS.Sample F11, containing the SAS-latex mixture, showed higher electrical stability than all other samples, except for sample H11, containing SAS.
Фильтрация бурового раствора при PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом для образцов были определены при 149°C (300°F) и представлены в табл. 21.PPT drilling mud filtration and fast loss of filtrate for the samples were determined at 149°C (300°F) and are presented in Table. 21.
Таблица 21Table 21
На фиг. 11 представлен график, иллюстрирующий сниженную фильтрацию бурового раствора приIn FIG. 11 is a graph illustrating the reduced filtration of drilling fluid at
PPT и быстрое поглощение фильтрата пластом при 149°C (300°F) для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, содержащими другие добавки.PPT and fast loss of filtrate at 149°C (300°F) for oil-based drilling fluid compositions containing both SAS and powdered latex and containing SAS at a concentration that is greater than powdered latex, compared to compositions, containing other additives.
Образец F11, содержащий смесь SAS-латекс, продемонстрировал более низкую фильтрацию бурового раствора при PPT и быстрое поглощения фильтрата пластом, чем все остальные образцы.Sample F11, containing a mixture of SAS-latex, showed lower mud filtration at PPT and faster loss of filtrate than all other samples.
Пример 12.Example 12.
Были оценены свойства композиций буровых растворов на водной основе, имеющих различные концентрации SAS и порошкообразного латекса. Основная композиция бурового раствора содержала 5,0 фунта массы на баррель (фунт массы/баррель) бентонита, 17,5 фунта массы/баррель хлорида калия, 0,5 фунта массы/баррель при HPHT полимера 1, при HPHT полимера 2, 25% разбавителя, 50 фунтов массы/баррель карбоната кальция и 0,75 фунта массы/баррель каустика. Основная композиция имела плотность 10,0 фунта массы/галлон.The properties of water-based drilling fluid compositions having various concentrations of SAS and latex powder were evaluated. The base drilling fluid composition contained 5.0 lbs/bbl (lbs/bbl) bentonite, 17.5 lbs/bbl potassium chloride, 0.5 lbs/bbl at Polymer 1 HPHT, at Polymer 2 HPHT, 25% diluent , 50 lbs/bbl calcium carbonate and 0.75 lbs/bbl caustic. The base composition had a density of 10.0 lb/gal.
Были подготовлены три образца: A12) основание, B12) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS и C12) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1). Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 121°C (250°F). Были определены реологические свойства образцов A12-C12, которые были представлены в табл. 22.Three samples were prepared: A12) base, B12) base with 6 lbs/bbl SAS and C12) base with 4.8 lbs/bbl SAS and 1.2 lbs/bbl latex powder (80/20 SAS-latex blend) or 4:1). The samples were hot rolled for 16 hours at 121°C (250°F). The rheological properties of samples A12-C12 were determined, which are presented in table. 22.
- 24 042226- 24 042226
Таблица 22Table 22
Фильтрация бурового раствора при НРНТ и фильтрация бурового раствора при API для образцов А12-С12 были определены при 191°С (375°F) и представлены в табл. 23.HPHT mud filtration and API mud filtration for samples A12-C12 were determined at 191°C (375°F) and are shown in Table 1. 23.
_____________________________________________________Таблица 23___________________________________________________________ Table 23
На фиг. 12 представлен график, иллюстрирующий объемы фильтрата API и НРНТ при 191 °C (375°F) для композиций бурового раствора на водной основе, содержащих как SAS, так и порошкообразный латекс и содержащих SAS в концентрации, которая больше, чем у порошкообразного латекса, по сравнению с композициями, которые не содержат один или оба из SAS или латекса.In FIG. 12 is a graph illustrating API and HPHT filtrate volumes at 191°C (375°F) for water-based drilling fluid compositions containing both SAS and powdered latex and containing SAS at a concentration that is greater than powdered latex, by compared to compositions that do not contain one or both of SAS or latex.
Образец С12 со смесью SAS-латекс продемонстрировал более низкую фильтрацию бурового раствора при НРНТ и более низкую фильтрацию бурового раствора при API, чем другие образцы.Sample C12 with a mixture of SAS-latex showed lower mud filtration at HPHT and lower mud filtration at API than the other samples.
Пример 13.Example 13
Были определены свойства буровых композиций на водной основе, содержащих различные концентрации SAS, порошкообразного латекса и жидкого латекса. Основная композиция бурового раствора содержала 7,0 фунта массы на баррель (фунт массы/баррель) бентонита, 17,5 фунта массы/баррель хлорида калия, 2 фунта массы/баррель полимера SL Drispac® (Drilling Specialties Company, Вудлендз, Техас), 0,75 фунта массы/баррель биополимера Flowzan® (Drilling Specialties Company, Вудлендз, Техас) и 0,75 фунта массы/баррель каустика. Основная композиция имела плотность 9,2 фунта массы/галлон.The properties of water-based drilling compositions containing various concentrations of SAS, powdered latex and liquid latex were determined. The base mud composition contained 7.0 lbs/bbl (lbs/bbl) bentonite, 17.5 lbs/bbl potassium chloride, 2 lbs/bbl SL Drispac® polymer (Drilling Specialties Company, Woodlands, TX), 0 .75 lbs/bbl of Flowzan® biopolymer (Drilling Specialties Company, Woodlands, TX) and 0.75 lbs/bbl of caustic. The base composition had a density of 9.2 lbs/gal.
Были подготовлены четыре образца: А13) основание, В13) основание с 6 фунтами массы/баррель SAS, С13) основание с 4,8 фунта массы/баррель SAS и 1,2 фунта массы/баррель порошкообразного латекса (смесь SAS-латекс 80/20 или 4:1) и D13) основание 9 фунтами массы/баррель жидкого латекса. Образцы подвергали горячей прокатке в течение 16 ч при 66°С (150°F).Four samples were prepared: A13) base, B13) base with 6 lbs/bbl SAS, C13) base with 4.8 lbs/bbl SAS and 1.2 lbs/bbl latex powder (80/20 SAS-latex blend) or 4:1) and D13) base 9 lbs/bbl liquid latex. The samples were hot rolled for 16 hours at 66°C (150°F).
-25042226-25042226
Были определены реологические свойства и извлечение сланца образцов A13-D13, которые представлены в табл. 24.The rheological properties and shale recovery of samples A13-D13 were determined, which are presented in table. 24.
Таблица 24Table 24
Образец C13 со смесью SAS-порошкообразный латекс продемонстрировал самое высокое извлечение сланца.Sample C13 with a mixture of SAS-powdered latex showed the highest shale recovery.
Пример 14.Example 14
Несколько полевых образцов бурового раствора на нефтяной основе (первый образец представлял собой полевой буровой раствор с соотношением нефти и воды (OWR) 82/18, 13,8 фунта массы/галлон 82/18, полученный из района Игл-Форд, а второй образец представлял собой полевой буровой раствор с OWR 9,5 фунта массы/галлон, полученный из района Скалистых гор) были испытаны на смазывающую способность с использованием различных способов, включая измеритель смазывающей способности при экстремальном давлении (EP; extreme pressure) и измерительный прибор для оценки динамической смазывающей способности (LEM; lubricity evaluation monitor). Твердотельное смазочное вещество (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20) было испытано с использованием трибометра для получения непрерывной кривой Штрибека, которая позволяет оценить смазочное вещество во всем режиме смазывающей способности. Результаты CoF с использованием измерителя смазывающей способности при EP были преобразованы с вычислением числа Штрибека для построения кривой. Снижение CoF в области граничной смазки происходит, когда неровности ствола скважины и долота/КНБК находятся в контакте. Это объясняется адсорбцией новой твердотельной смазки на неровностях, что обеспечивает гладкую поверхность. Новая твердотельная смазка имеет широкое распределение частиц (PSD) для покрытия неровностей различного размера и высоты. Кривые Штрибека для новой твердотельной смазки показывают, что смазка может снижать CoF в области граничной смазки, где силы трения самые высокие по сравнению с основной жидкостью и другими жидкими смазочными веществами.Several field samples of oil-based mud (the first sample was an 82/18 OWR, 13.8 lb/gal 82/18 field mud sourced from the Eagle Ford area, and the second sample was 9.5 lb mass/gal OWR field mud sourced from the Rocky Mountains) were tested for lubricity using a variety of methods, including an extreme pressure (EP) lubricity meter and a dynamic lubricity meter. abilities (LEM; lubricant evaluation monitor). A solid lubricant (4:1 or 80/20 SAS-latex blend) was tested using a tribometer to obtain a continuous Stribeck curve that allows the lubricant to be evaluated over the entire lubricity regime. The CoF results using the EP lubricity meter were converted to calculate the Striebeck number to fit the curve. A decrease in CoF in the boundary lubrication region occurs when the borehole and bit/BHA roughnesses are in contact. This is due to the adsorption of the new solid state lubricant on the uneven surfaces, resulting in a smooth surface. The new solid lubricant has a wide particle distribution (PSD) to cover bumps of various sizes and heights. The Striebeck curves for the new solid lubricant show that the lubricant can reduce CoF in the boundary lubrication region where the frictional forces are highest compared to the base fluid and other fluid lubricants.
Измеритель смазывающей способности при EP. При более распространенном испытании на смазывающую способность измеряют гидравлическое сопротивление различных смазочных добавок. Стандартное испытание с определением коэффициента смазывающей способности проводят при 60 об/мин с усилием 150 дюйм-фунтов (что эквивалентно давлению промежуточной жидкости, составляющему около 600 фунтов/кв. дюйм (4137 кПа)) и применяют к двум поверхностям из закаленной стали, вращающемуся кольцу и неподвижному блоку. Трение измеряют как CoF (μ). CoF между двумя твердыми веществами определяют как силу трения нагрузки или силу, перпендикулярную поверхностям. CoF не зависит от видимых областей контакта, пока эта область не настолько мала, чтобы разорвать пленку. Сила преодоления трения будет такой же для небольшой площади, как и для большей площади. Силу F, необходимую для скольжения блока и поверхностей кольца относительно друг друга с данной скоростью, измеряют с помощью силы, необходимой для вращения вала испытательного кольца с заданной скоростью оборотов в минуту. Коэффициент трения (CoF; Coefficient of Friction), μ=показание счетчика/нагрузка или сила.Lubricity meter for EP. The more common lubricity test measures the flow resistance of various lubricant additives. The standard lubricity index test is performed at 60 rpm with 150 in-lbs of force (equivalent to an intermediate fluid pressure of about 600 psi (4137 kPa)) and applied to two hardened steel surfaces, a rotating ring and fixed block. Friction is measured as CoF (μ). CoF between two solids is defined as the load friction force or the force perpendicular to the surfaces. CoF is independent of visible contact areas as long as this area is not small enough to break the film. The force to overcome friction will be the same for a small area as for a larger area. The force F required to slide the block and ring surfaces against each other at a given speed is measured by the force required to rotate the shaft of the test ring at a given rpm. Coefficient of friction (CoF; Coefficient of Friction), μ=meter reading/load or force.
- 26 042226- 26 042226
Измерительный прибор для оценки смазывающей способности. Измерительный прибор для оценки смазывающей способности (LEM) представляет собой лабораторное устройство, предназначенное для оценки смазочных веществ путем прямого сравнения. Он определяет CoF между сменным образцом из ствола скважины (обсадной колонны, пласта, песчаника и т.д.), прижатым к вращающемуся стальному диску при погружении в циркуляционный стакан с испытательной жидкостью. LEM измеряет относительные коэффициенты трения при температуре и давлении окружающей среды. Он специально разработан для сравнения смазывающей способности различных жидкостных систем и/или добавок к жидкостям. В устройстве могут использоваться фрикционные материалы, например, из песчаника или обсадной колонны. Пневматический плунжер прикладывает боковую нагрузку, прижимая диск к образцу, периодически обновляя испытательную жидкость путем оттягивания диска от образца с задаваемыми интервалами. Зажим позволяет испытывать образцы обсадной колонны, пласта, песчаника и т.д. в одном и том же зажимном приспособлении. LEM имеет компьютеризированное программное обеспечение для сбора данных и управления. Пользователь вводит параметры скорости вращения, боковой нагрузки и обновления. Архивные базы испытаний обеспечивают доступ к графикам статистических данных, которые включают: скорость вращения (об/мин), крутящий момент (дюйм-фунт), боковую нагрузку (фунт) и CoF в зависимости от времени. Испытание начинают, и машина собирает 600 точек данных или действует до тех пор, пока значения CoF не стабилизируются.Measuring instrument for evaluating lubricity. The Lubricity Meter (LEM) is a laboratory device designed to evaluate lubricants by direct comparison. It determines the CoF between a replacement sample from a wellbore (casing, formation, sandstone, etc.) pressed against a rotating steel disk while immersed in a circulating test fluid cup. LEM measures relative coefficients of friction at ambient temperature and pressure. It is specifically designed to compare the lubricity of different fluid systems and/or fluid additives. The device may use friction materials such as sandstone or casing. The pneumatic plunger applies a side load by pressing the disc against the specimen, periodically renewing the test fluid by pulling the disc away from the specimen at preset intervals. The clamp allows you to test samples of casing, formation, sandstone, etc. in the same fixture. LEM has computerized data acquisition and control software. The user enters the parameters of rotation speed, side load and updates. Archived test databases provide access to historical data graphs that include: rotational speed (rpm), torque (in-lb), side load (lb) and CoF versus time. The test is started and the machine collects 600 data points or operates until the CoF values stabilize.
Трибометр. Когда смазку применяют для снижения износа/трения движущихся поверхностей, контакт смазки на границе раздела может переходить от режима к режиму, например, действуя в режимах граничной, смешанной и гидродинамической смазки. Важную роль в этом процессе играет толщина пленки жидкости, в основном определяемая вязкостью жидкости, нагрузкой, прикладываемой на границе раздела, и относительной скоростью между двумя поверхностями. То, как режимы смазки реагируют на трение, показано на так называемой кривой Штрибека. Тробометр демонстрирует способ с возможностью измерения непрерывной кривой Штрибека. С использованием расширенного бесступенчатого регулирования скорости от 2000 до 0,01 об/мин в течение 10 мин программное обеспечение непосредственно выдает полную кривую Штрибека. Простая начальная настройка требует только того, чтобы пользователи выбрали режим экспоненциального изменения скорости и вводили начальную и конечную скорости, вместо того чтобы выполнять ряд испытаний или программировать пошаговую процедуру на разных скоростях, требующих сшивания данных для обычных измерений кривой Штрибека. Кривая Штрибека отображает CoF как функцию вязкости, скорости и нагрузки. Вертикальная ось представляет собой CoF, а горизонтальная ось - параметр, объединяющий другие переменные. Цель измерения: кривые Стрибека были измерены с использованием двух смазочных масел с разной кинетической вязкостью для сравнения. Использовали стержне-дисковый трибометр, снабженный смазочным модулем. Скорость вращения экспоненциально снижали с 2000 до 0,01 об/мин, чтобы продемонстрировать непрерывное измерение кривой Штрибека и точную чувствительность функциональных возможностей трибометра.Tribometer. When lubrication is used to reduce wear/friction of moving surfaces, the lubrication contact at the interface can change from mode to mode, for example, operating in the modes of boundary, mixed and hydrodynamic lubrication. An important role in this process is played by the thickness of the liquid film, mainly determined by the viscosity of the liquid, the load applied at the interface, and the relative velocity between the two surfaces. The way lubrication regimes respond to friction is shown in the so-called Striebeck curve. The trobometer demonstrates a method capable of measuring a continuous Stribeck curve. Using advanced stepless speed control from 2000 to 0.01 rpm for 10 minutes, the software directly outputs the complete Stribeck curve. The simple initial setup only requires users to select the exponential rate mode and enter the start and end speeds, rather than running a series of tests or programming a step-by-step procedure at different speeds that requires data stitching for normal Stribeck curve measurements. The Striebeck curve plots CoF as a function of viscosity, speed and load. The vertical axis represents CoF and the horizontal axis is a parameter that combines other variables. Purpose of measurement: Stribeck curves were measured using two lubricating oils with different kinetic viscosities for comparison. A rod-disk tribometer equipped with a lubrication module was used. The rotation speed was reduced exponentially from 2000 rpm to 0.01 rpm to demonstrate the continuous measurement of the Stribeck curve and the precise sensitivity of the tribometer functionality.
Начальные данные о смазывающей способности были получены с помощью стандартного измерителя смазывающей способности при EP. Обычно CoF определяют на основании нагрузки крутящим моментом 150 дюйм-фунтов при вращении со скоростью 60 об/мин. Однако при построении графика зависимости CoF от нагрузки крутящим моментом основной жидкости и основной жидкости, содержащей 2 и 3 фунта массы/баррель твердотельного смазочного вещества (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20), форма скорректированной кривой имела характерный профиль. Как видно на фиг. 13, твердообразное смазочное вещество (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20) имело более низкий CoF при более низких нагрузках крутящим моментом. На фиг. 13 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от крутящего момента для композиций бурового раствора на нефтяной основе, содержащих твердое смазочное вещество.Initial lubricity data were obtained using a standard EP lubricity meter. Typically CoF is determined based on a 150 in-lb torque load at 60 rpm rotation. However, when plotting CoF versus base fluid torque load and base fluid containing 2 and 3 lbs/bbl of solid lubricant (4:1 or 80/20 SAS-latex blend), the shape of the corrected curve had a characteristic profile. As seen in FIG. 13, the solid lubricant (4:1 or 80/20 SAS-latex blend) had a lower CoF at lower torque loads. In FIG. 13 is a graph illustrating the change in coefficient of friction with torque for oil-based drilling fluid compositions containing a solid lubricant.
Пример 15.Example 15
Затем были нанесены результаты, полученные измерительным прибором для определения смазывающей способности при EP для построения кривой Штрибека. На оси x отображено число Штрибека=η*V/W, рассчитанное с помощью числа оборотов в минуту (60) и нагрузки крутящим моментом с предположением динамической вязкости, равной 1, с целью наблюдения профиля кривой при другом подходе. Результаты представлены на фиг. 14, на которой показан характер изменения твердообразного смазочного вещества (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20) при 2, 3 и 4 фунтах массы/баррель в режиме граничной смазки при меньших числах Штрибека. Смазочное вещество снижает CoF в граничных условиях по сравнению с основной жидкостью. На фиг. 14 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество. Основная композиция бурового раствора содержала 8,2 фунта массы/баррель с OWR (соотношение нефти и воды) 90/10 с нефтью Gibson D822 (Gibson Energy, Хьюстон, Техас).The results of the EP lubricity meter were then plotted to plot the Striebeck curve. The x-axis displays the Striebeck number=η*V/W calculated using RPM (60) and load torque with dynamic viscosity assuming 1 to observe the curve profile in another approach. The results are shown in FIG. 14 showing solid lubricant behavior (4:1 or 80/20 SAS-latex blend) at 2, 3, and 4 lbw/bbl in boundary lubrication mode at lower Striebeck numbers. The lubricant reduces the CoF at the boundary conditions compared to the base fluid. In FIG. 14 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions with and without solid lubricant. The base drilling fluid composition contained 8.2 lbs/bbl with a 90/10 OWR (oil to water ratio) of Gibson D822 oil (Gibson Energy, Houston, Texas).
Тот же способ использовали для расчета кривой Штрибека для той же жидкости, содержащей 10 фунтов массы/баррель твердых частиц инертного вещества Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Хьюстон, Техас). Влияние на CoF образца с 2,0 фунтами массы/баррель смазочного вещества очевидно при наличииThe same method was used to calculate the Stribeck curve for the same fluid containing 10 lbs/bbl solids of inert Rev Dust™ (Milwhite, Inc., Houston, Texas). The effect on CoF of a sample with 2.0 lbs/bbl of lubricant is evident in the presence of
- 27 042226 смоделированных твердых частиц малой плотности в граничных условиях. На фиг. 15 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество и материал, снижающий трение частиц. Основная композиция бурового раствора содержала 8,2 фунта массы/баррель с OWR 90/10 с нефтью Gibson D822 (Gibson Energy, Хьюстон, Техас).- 27 042226 simulated low density solid particles in boundary conditions. In FIG. 15 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions excluding and containing solid lubricant and particle friction reducing material. The base drilling fluid composition contained 8.2 lbs/bbl OWR 90/10 with Gibson D822 oil (Gibson Energy, Houston, Texas).
Для испытания смазочного вещества использовали другую основную жидкость, и результаты представлены на фиг. 16. Было отмечено влияние смазочного вещества на граничные условия смазки при использовании минерального бурового раствора на нефтяной основе (OBM; oil-based mud) с OWR 90/10 с 5,0 фунта массы/баррель органофильной глины. Основная композиция бурового раствора содержала 8,2 фунта массы/баррель с OWR 90/10 с нефтью HT 40 PureDrill™ (Petro-Canada, Миссиссога, Канада). На фиг. 16 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих и содержащих твердое смазочное вещество и органофильную глину.A different base fluid was used to test the lubricant and the results are shown in FIG. 16. The effect of lubricant on lubrication boundary conditions was noted when using mineral oil-based mud (OBM) with OWR 90/10 with 5.0 lbs/bbl organophilic clay. The base drilling fluid composition contained 8.2 lbs/bbl OWR 90/10 with HT 40 PureDrill™ oil (Petro-Canada, Mississauga, Canada). In FIG. 16 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions excluding and containing solid lubricant and organophilic clay.
Пример 16.Example 16
Проверку CoF проводили с помощью измерителя динамической смазывающей способности. В отличие от измерителя смазывающей способности при EP, когда CoF измерялся с использованием той же пленки при увеличении нагрузки крутящим моментом, контакт LEM между ротором и блоком постоянно обновляется по мере циркуляции жидкости. Испытания проводили в несколько стадий до получения стабильного динамического CoF.CoF was tested with a dynamic lubricity meter. Unlike the EP lubricity meter, where CoF was measured using the same film as the torque load was increased, the LEM contact between the rotor and block is constantly updated as fluid is circulated. The tests were carried out in several stages until a stable dynamic CoF was obtained.
Лабораторный образец OWR 85/15 и 11,0 фунта массы/галлон дизельного OBM и образец основной жидкости с 2,0 фунта массы/баррель твердотельного смазочного вещества были испытаны в LEM. Хотя измеренный CoF обоих образцов составлял 0,12, оценка данных показала, что жидкость, не содержащая твердообразного смазочного вещества, имела более высокий статический CoF по сравнению с жидкостью, содержащей твердотельное смазочное вещество. Статический CoF представляет собой максимальный пик, наблюдаемый в начальной части каждой стадии, когда ротор начинает движение в граничных условиях.A laboratory sample of OWR 85/15 and 11.0 lbs/gal diesel OBM and a base fluid sample with 2.0 lbs/bbl of solid lubricant were tested in the LEM. Although the measured CoF of both samples was 0.12, evaluation of the data showed that the liquid containing no solid lubricant had a higher static CoF compared to the liquid containing solid lubricant. The static CoF is the maximum peak observed in the initial part of each stage when the rotor begins to move in the boundary conditions.
Пример 17.Example 17.
Были оценены кривые Штрибека жидкостей, содержащих твердотельное смазочное вещество (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20), по сравнению с жидкими смазочными веществами, и их характеристики в граничных условиях. Трибометр может создавать непрерывную кривую Штрибека при изменении скорости вращения от 0,01 до 1000 об/мин. Для практических целей использовали скорости вращения инструмента от 0,01 до 250 об/мин. При измерении значений CoF также была выбрана фиксированная нагрузка 150 дюйм-фунтов.The Striebeck curves of liquids containing a solid lubricant (mixture of SAS-latex 4:1 or 80/20) were compared with liquid lubricants and their performance under boundary conditions. The tribometer can create a continuous Striebeck curve when changing the rotation speed from 0.01 to 1000 rpm. For practical purposes, tool rotation speeds from 0.01 to 250 rpm were used. When measuring CoF values, a fixed load of 150 in-lbs was also selected.
Та же самая жидкость, испытанная в LEM, была использована для построения кривых Штрибека с помощью трибометра. Было проведено четыре испытания, включающие основную жидкость (BF) и образцы основной жидкости, содержащие 2,0 фунта массы/баррель твердотельного смазочного вещества и 2 об.% двух жидких смазочных веществ. Результаты отображены на фиг. 17, 18 и 19.The same fluid tested in the LEM was used to plot the Stribeck curves with a tribometer. Four tests were performed involving base fluid (BF) and base fluid samples containing 2.0 lbs/bbl of solid lubricant and 2 vol% of two fluid lubricants. The results are shown in FIG. 17, 18 and 19.
На фиг. 17 представлен график, иллюстрирующий коэффициент трения в зависимости от времени для композиции бурового раствора на основе базового масла. На фиг. 18 представлен график, иллюстрирующий коэффициент трения в зависимости от времени для композиции бурового раствора на основе базового масла, содержащей твердое смазочное вещество. На фиг. 19 представлен график, иллюстрирующий изменение коэффициента трения в зависимости от числа Штрибека для композиций бурового раствора на нефтяной основе, исключающих смазочное вещество, содержащих твердое смазочное вещество и содержащих два разных жидких смазочных вещества.In FIG. 17 is a graph illustrating the coefficient of friction versus time for a base oil based drilling fluid composition. In FIG. 18 is a graph illustrating the coefficient of friction versus time for a base oil drilling fluid composition containing a solid lubricant. In FIG. 19 is a graph illustrating friction coefficient vs. Striebeck number for oil-based drilling fluid compositions without lubricant, containing a solid lubricant, and containing two different liquid lubricants.
Смазочное вещество 2 (Torque-Buster, Franklin Well Services, Винсен, Индиана) продемонстрировало слабые характеристики и оказывало неблагоприятное воздействие на CoF основной жидкости. Смазочное вещество 1 (Turbo-Lube, Farm-Oyl®, Сент-Пол, Миннесота) продемонстрировало лучшие характеристики по сравнению со смазочным веществом 2, обеспечивая небольшое снижение статического CoF и аналогичную динамику CoF. Твердотельное смазочное вещество способствовало снижению статического и динамического CoF во всем диапазоне оборотов в минуту.Lubricant 2 (Torque-Buster, Franklin Well Services, Vincennes, Ind.) exhibited poor performance and adversely affected base fluid CoF. Lubricant 1 (Turbo-Lube, Farm-Oyl®, St. Paul, MN) performed better than Lubricant 2, providing a slight reduction in static CoF and similar CoF dynamics. The solid state lubricant contributed to the reduction of static and dynamic CoF across the entire RPM range.
Динамический CoF основной жидкости с 2,0 фунта массы/баррель твердого смазочного вещества непрерывно снижается через 1,2 мин. И наоборот, из испытанных жидких смазочных вещества одно из жидких смазочных веществ не продемонстрировало улучшение по CoF, статическому или динамическому, а другое вещество оказало неблагоприятное воздействие на CoF, как статический, так и динамический.The dynamic CoF of the base fluid from 2.0 lbs/bbl solid lubricant continuously decreases after 1.2 minutes. Conversely, of the fluid lubricants tested, one of the fluid lubricants did not show an improvement in CoF, static or dynamic, and the other had an adverse effect on CoF, both static and dynamic.
Без ограничения теорией твердое смазочное вещество действует в режиме граничной смазки, образуя смазочную пленку, которая снижает вязкость.Without being limited by theory, the solid lubricant acts in a boundary lubrication mode to form a lubricating film that reduces the viscosity.
Пример 18.Example 18.
Полевые испытания с использованием нового твердого смазочного вещества были проведены в Пермском бассейне с помощью бурового раствора на водной основе с прямой эмульсией. Цель полевых испытаний состояла в оценке потенциальной замены OBM на буровой раствор с прямой эмульсией иField trials using the new solid lubricant were carried out in the Permian Basin using a water-based direct emulsion drilling fluid. The purpose of the field trial was to evaluate the potential replacement of OBM with direct emulsion drilling fluid and
- 28 042226 твердотельное смазочное вещество (смесь SAS-латекс 4:1 или 80/20). Твердотельное смазочное вещество добавляли путем применения гранул в концентрации 3,0 фунта массы/баррель до достижения конечной концентрации 3,0 фунта массы/баррель в циркуляционной системе. Оператор увеличил концентрацию до- 28 042226 solid state lubricant (mixture of SAS-latex 4:1 or 80/20). The solid lubricant was added by applying pellets at a concentration of 3.0 lbs/bbl to reach a final concentration of 3.0 lbs/bbl in the circulating system. The operator increased the concentration to
6,0 фунта массы/баррель на общую глубину интервала.6.0 lbs/bbl for total interval depth.
Был оценен снимок полевых испытаний, проведенных в Пермском бассейне. Было отмечено общее увеличение скорости проходки (ROP; rate of penetration) на 6,0 фунта массы/баррель по сравнению с 3,0 фунта массы/баррель твердотельного смазочного вещества и выдерживание аналогичной нагрузки крутящим моментом.A snapshot of field trials conducted in the Permian Basin was evaluated. An overall increase in rate of penetration (ROP) of 6.0 lbm/bbl compared to 3.0 lbm/bbl of solid lubricant was noted and a similar torque load was maintained.
Верхний вес и нижний вес регистрировали по горизонтальному сечению. На фиг. 20 представлен график, иллюстрирующий изменение верхнего веса и нижнего веса по горизонтальному разрезу в зависимости от глубины. Хотя ожидается увеличение как верхнего веса, так и нижнего веса по мере увеличения глубины, обе кривые показывают уменьшение обоих измерений. Тенденция обеих кривых становится плавной, когда концентрация твердого смазочного вещества достигает 3,0 фунта массы/баррель во всей системе.The top weight and bottom weight were recorded along the horizontal section. In FIG. 20 is a graph illustrating the change in top weight and bottom weight across a horizontal section as a function of depth. Although both top weight and bottom weight are expected to increase as depth increases, both curves show a decrease in both measurements. The trend of both curves becomes smooth when the solid lubricant concentration reaches 3.0 lb mass/bbl in the entire system.
Настоящее изобретение было описано выше при помощи многочисленных аспектов и вариантов реализации, а также конкретных примеров. Специалистам в данной области техники будут очевидны множество измененных вариантов с учетом приведенного выше подробного описания. Все указанные очевидные измененные варианты включены в полный предполагаемый объем прилагаемой формулы изобретения. Другие аспекты настоящего изобретения могут включать без ограничений следующие аспекты. Многие аспекты описаны как включающие определенные компоненты или этапы, но в качестве альтернативы они могут по существу состоять из или состоять из указанных компонентов или этапов, если конкретно не указано иное.The present invention has been described above with numerous aspects and embodiments, as well as specific examples. Many variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above detailed description. All such obvious modifications are included within the full intended scope of the appended claims. Other aspects of the present invention may include, without limitation, the following aspects. Many aspects are described as including certain components or steps, but in the alternative, they may essentially consist of or consist of the specified components or steps, unless specifically indicated otherwise.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/778,363 | 2018-12-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA042226B1 true EA042226B1 (en) | 2023-01-25 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015249037B2 (en) | Compositions and methods for treatment of well bore tar | |
US12049585B2 (en) | Wellbore drilling compositions | |
CA2911229C (en) | Additives for oil-based drilling fluids | |
AU2016200500A1 (en) | Wellbore servicing compositions and methods of making and using same | |
US9528043B2 (en) | Compositions and methods for treatment of well bore tar | |
US20210246352A1 (en) | Wellbore drilling compositions | |
EA042226B1 (en) | DRILLING COMPOSITION FOR WELLBORE | |
US10208540B2 (en) | Non-toxic, inexpensive, low viscosity mineral oil based drilling fluid | |
WO2022231723A1 (en) | Wellbore drilling compositions | |
BR112021011369B1 (en) | WELL DRILLING COMPOSITIONS AND METHOD FOR FORMING AN OIL-BASED MUD | |
AU2013329180B2 (en) | Methods of preventing emulsification of crude oil in well bore treatment fluids | |
CA2862053A1 (en) | Compositions and methods for treatment of well bore tar |