HU188766B

HU188766B - Method for preventing, decreasing and stopping the loss of flushing liquid of drilling operated by liquid method

Info

Publication number: HU188766B
Application number: HU18382A
Authority: HU
Inventors: Ferenc Hegyi; Istvan Lakatos; Jozsef Szepesi; Istvan Zsoka
Original assignee: Magyar Szenhidrogenipari Kutato-Fejlesztoe Intezet,Hu; Mta Olajbanyaszati Kutatolaboratoriuma,Hu
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1986-05-28

Abstract

A találmány olyan eljárásra vonatkozik, melynek segítségével a folyadéköblítéssel működő fúrások öblítőfolyadék-veszteségeinek megelőzése, csökkentése, illetve megszüntetése érhető el. Alkalmas az eljárás a tárolóterek védelmének biztosítására is. Az eljárás lényege az, hogy a fúrólyukba olyan fúróiszapot, vagy kezelőfolyadékot juttatunk, mely legalább 100 mPas feletti dinamikus viszkozitással rendelkező természetes, vagy szintetikus polimergélt tartalmaz. A polimergélt az iszapveszteséges formáció résméreteinek megfelelően 1—100 mm szemcseméretűre aprítva alkalmazhatjuk. -1-The present invention relates to a method for preventing, reducing, or eliminating flushing fluid losses from fluid rinsing drills. It is also suitable for providing storage space protection. The essence of the process is to provide a borehole or treatment fluid in the borehole containing a natural or synthetic polymer having a dynamic viscosity of at least 100 mPas. The polymer gel can be applied to a particle size of from 1 to 100 mm according to the slit size of the sludge-loss formation. -1-

Description

A találmány tárgyát olyan eljárás képezi, amely alkalmas folyadéköblítéssel működő fúrások öblítőfolyadék-veszteségeinek hatékony megelőzésére, csökkentésére és megszüntetésére. A fúrási tevékenység közben fellépő öblítőfolyadók-veszteség csökkentését a találmány szerinti eljárásban az öblítőfolyadékhoz, vagy kezelőfolyadékhoz különböző módszerekkel adagolt nagyviszkozitású aprított polimergél biztosítja. A találmány tárgyát képező új eljárás ipari jelentősége, alkalmazásának körülményei, hatásmechanizmusa és megvalósítási módjai az alábbiakban körvonalazhatók.The present invention relates to a process for the effective prevention, reduction and elimination of rinsing fluid losses in drilling operations with fluid flushing. The reduction in the loss of flushing fluids during the drilling operation in the process of the present invention is provided by the high viscosity shredded polymer gel added to the flushing fluid or treatment fluid by various methods. The industrial importance of the novel process of the present invention, its conditions of use, mode of action and embodiments thereof are outlined below.

A folyadéköblítéssel működő fúrások (szénhidrogéneket, ásványokat, vizet és hévizet kutató és feltáró mélyfúrások) folyamatos mélyítésének alapfeltétele az, hogy a fúrólyuk bármely mélységében az öblítőfolyadék nyomása egyenlő vagy nagyobb legyen, mint a kőzetek pórusterében, vagy repedései között tárolt víz, olaj vagy gáz nyomása. A nyomáskülönbség hatására a porózus lyukfalon az öblítőfolyadék folyadékfázisa (legtöbbször víz, de lehet olaj is) kiszűrődik és az öblítőfolyadék szilárdanyagából plasztikus „iszaplcpény” (szűrőlepény, képződik, amely a fúrólyuk falán szigetelést képez az öblítőfolyadék további kíszűrődése ellen és egyben segíti a fúrólyuk falának beomlás elleni védelmét, lehetővé téve a hosszú fúrólyuk-szakaszok béléscsövezés nélküli átfúrását. Mindezek szerint porózus kőzetnél fontos a pórusok eltömődése, amit egy minimális vastagságú iszaplepény, illetve nagyviszkozitású folyadék old meg. Vastag iszaplepény képződése során a kiszűrődött víz rontja a réteg termelőképességét, a geofizikai szelvényezés hatásfokát, a béléscső cementezés minőségét. Végeredményben csak az iszaplepénnyei védett fúrólyukban biztosítható az öblítőfolyadék nyomástöbblete, amely védelmet nyújt a rétegtartalom belépésével, vagyis a kitörés kifejlődésének első lépcsőjével szemben. így válik lehetővé, hogy folyamatos öblítőkörrel a furadékot a rétegből folyamatosan kiöblítsük és a fúrást folyamatosan végezzük.The prerequisite for continuous dredging of wells (hydrocarbons, minerals, water and thermal water exploration and exploration) is that at any depth of the well, the pressure of the flushing liquid is equal to or greater than the water stored in the pore space or cracks of the rocks, . As a result of the pressure difference, the liquid phase of the rinse liquid (most often water but also oil) is filtered out of the porous well and the plastic material of the rinse liquid is a "filter cake" forming a seal on the wall It is important for porous rocks to clog pores, which are solved by a minimally thick sludge cake or a high-viscosity fluid. In the end, it is only in the protected borehole of the sludge cake that the excess pressure of the flushing liquid can be provided, which protects the tegtartalom opposite the entry, i.e. the first stage using the outbreak progression. Thus it is possible to continuously flush the cuttings continuously flush the circuit layer and the drilling is carried out continuously.

A folyamatos, gazdaságos és biztonságos fúrásnak tehát alapfeltétele a folyamatos öblítőkor - a fúrólyukba szivattyúzott öblítőfolyadék teljes visszatérése, vagyis cirkulációja. Ha a fúrólyuk nagy áteresztőképességű, porózus vagy repedezett, esetleg kavernás formációt harántol, a fúrólyuk falán szigetelő iszaplepény nem tud kialakulni, mert a formáció nyílásainak (pórusterének) mérete meghaladja az öblítőfolyadék szilárdanyagának, esetleg tömítő anyagának méretét, így a folyadékáram egy része vagy teljes mennyisége a formációba távozik. Ezáltal az öblítőfolyadék sem a furadékot folyamatosan kiszállító, sem a nyomáskiegyensúlyozó szerepét nem tudja betölteni.Thus, continuous, economical and safe drilling is a prerequisite for continuous flushing - the complete return, or circulation, of the flushing fluid pumped into the borehole. If the borehole crosses a permeable, porous or cracked, possibly cavernous formation, an insulating sludge cake may not form on the borehole wall because the size of the openings (pores) of the formation exceeds the size of the solids or sealing fluid, leaves the formation. As a result, the flushing fluid cannot fulfill the function of continuously discharging or reducing pressure.

Az öblítőfolyadék vesztesége bekövetkezik akkor is, ha túlnyomásos szénhidrogén tároló formációk (pl. pannonnál idősebb miocén, esetleg paleozoos) átfúrásához nehezített, nem ritkán 2,0-2,2 g/cm³ sűrűségű öblítőfolyadékot kell alkalmazni és a biztonsági béléscsőoszlop saruja alattLoss of rinse fluid also occurs when heavy rinse liquids with a density of 2.0 to 2.2 g / cm ^{3 are} frequently used to drill pressurized hydrocarbon reservoirs (eg, Miocene over Pannonian, possibly Paleozoic) and below the collar of the safety liner column

- az előrejelzés bizonytalansága vagy- forecast uncertainty, or

- a fedő márga elégtelen vastagsága miatt kis teherbírású, pl. pannonkorú homokkő marad nyitva. A hazai gyakorlatban a felsőpannon, de gyakran az alsópannon homokkövek is a nehezített öblítőfolyadék statikus, de főleg dinamikus hatására a fúrás folyamán részlegesen, vagy teljesen iszapveszteségessé válnak.- due to the insufficient thickness of the covering marl, it has a low load-bearing capacity, eg. Pannonian sandstone remains open. In the domestic practice, the sandstones of the upper Pannonian and often the lower Pannonian become partially or completely lost during the drilling process due to the static but mainly dynamic effect of the impregnated rinse liquid.

Öblítőfolyadék-veszteséggel és súlyos kitörésveszéllyel kell számolni akkor is, ha igen vastag, 50-80 m, nem ritkán 300-500 m repedezett gáztároló formációt kell harántolui és a tárolókban való előfúrás közben a lyuktalpon túlellensúlyozás következik be, minek hatására iszapveszteseg lép fel és a réteg tetején a szükséges kiegyensúlyozás megszűnik. (Iszapveszteség fellépése definiálható úgy is, hogy a rétegtető jelentős túlnyomásának egyensúlyba tartásához szükséges iszapsűrűséget a lyuk talpán levő repedezett formáció nem bírja ki, és ezzel iszapveszteségessé válik.)Loss of flushing fluid and serious risk of bursting should be considered even when very thick, 50-80 m, not infrequently 300-500 m cracked gas storage formation is required across the perimeter and during drilling in the reservoirs, overheating of the perforation occurs, resulting in sludge loss the necessary balancing on top of the layer is removed. (The occurrence of sludge loss can also be defined as the sludge density required to balance the significant overpressure of the roof top is not sustained by the cracked formation at the base of the hole, and thus becomes sludge loss.

Az öblítőkor megszakadása - a drága öblítőfolyadék elvesztése és az iszapveszteség felszámolására fordított idő miatt — a mélyfúrás műveletének nemcsak leggyakoribb és legköltségesebb üzemzavara, hanem a kitörésveszélyt és ezzel életveszélyt, környezet szenynyeződést és a drága fúróhcreiulczés és fúrólyuk elvesztésének, a telepenergia csökkenésének veszélyét is jelenti.The interruption of the rinsing period due to the loss of expensive rinsing fluid and the time taken to eliminate the sludge loss is not only the most common and costly malfunction of the deep drilling operation, but also the risk of eruption and thus of life, environmental contamination,

Ha az iszapveszteség termelő formációban következik be, további felbecsülhetetlen kárt jelent a termelő formáció szennyeződése, áteresztőképességének csökkenése, amely a kiképzett kút gazdaságtalan termelését vagy igen költséges utókezelését okozza, ill. igényli.If the sludge loss occurs in a productive formation, further incalculable damage will be caused by contamination of the production formation, loss of permeability, which results in uneconomical production or very costly after treatment of the trained well. It requires.

Az elmondottak szerint megállapítható, hogy igen jelentős gazdasági érdek fűződik a folyadéköbíítéssel működő fúrások öbh'tőfolyadék-veszteségének megelőzéséhez, csökkentéséhez és megszüntetéséhez.As stated above, it is considered that there is a significant economic interest in preventing, reducing and eliminating wastewater loss from fluid refilling drilling.

A jelenleg használatos módszerek szerint, ha a részleges vagy teljes öblítőfolyadék-veszteség bekövetkezik, akkor aztAccording to current methods, if partial or total rinsing fluid loss occurs,

a) az öblítőfolyadék sűrűségének és viszkozitásának csökkentésével és/vagy⁷ a) the drilling fluid density and viscosity reducing and / or ⁷

b) tömedékelő anyagok beszivattyúzásával vagy egyéb módszerekkel való adagolásával (fúrólyukba juttatásával) próbálják megszüntetni, mégpedig úgy, hogy az öblítőkor és a szükséges egyensúly újra helyreállítható legyen.(b) it is attempted to eliminate it by pumping or injecting bulking material (borehole), so that the rinsing time and the required balance can be restored.

A beavatkozáshoz elsődlegesen az iszapveszteség helyének megállapítása szükséges, amelyhez költséges szelvényezési és/vagy radioaktív izotópot felhasználó, esetleg egyéb módszereket alkalmaznak. [Howard és Scott: ΑΙΜΕ Trans., 171 (1951), Edison: World Oil, 197(1954)].The intervention requires primarily the identification of the site of sludge loss, which involves costly gauging and / or radioactive isotopes, or other methods. (Howard and Scott: Trans. 171 (1951); Edison: World Oil 197 (1954)).

Az öblítőfolyadék sűrűségének csökkentése a szilárd-anyag tartalom csökkentésétől kezdve levegő vagy gáz és vegyszerek adagolásával képzett haböblítésen át a tiszta levegő vagy gázöblítésig terjedhet. Az utóbbi módszer használata erősen korlátozott nemcsak az igen jelentős költségek miatt, hanem azért is, mert ebben az esetben nem biztosítható a kitörésvédclcm miatti többlet-nyomás, tehát ez a módszer szénhidrogén-íároló jelenlétében nem alkalmazható [Willborn:Oil and Gas J., 105 (1954)].Decreasing the density of the flushing liquid can range from reducing the solids content to flushing with air or gas and chemicals, to clean air or gas. The use of the latter method is severely limited, not only because of the very significant costs involved, but also because in this case no additional pressure due to the burst protector can be provided, and thus it is not applicable in the presence of hydrocarbon storage [Willborn: Oil and Gas J. 105 (1954)].

188 766188,766

Az irodalmi adatok szerint az ipari alkalmazás területén gyakoribb a tömítő adalékok használata az iszapveszteségek leküzdésére. [Alliquander: RotarL fúrás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest (1969)].According to the literature, it is more common in industrial applications to use caulking additives to combat sludge losses. [Alliquander: RotarL Drilling, Technical Publishing House, Budapest (1969)].

Az iszapveszteség csökkentésére konvencionálisán alkalmazott adalékokat az alábbi három csoportba so-_;rolhatjuk:Conventionally used additives to reduce sludge loss fall into the following three groups _; in lots:

a) kis mechanikai ellenállású rostos anyagok: őrölt fakéreg, fűrészpor, répaszelet, napraforgómag héj, pelyva, gyapothéj, textil rost, azbeszt hulladék, bőrvakarék (hulladék), tolitörmelék, üvegszál törmelék stb.(a) fibrous materials with low mechanical resistance: ground bark, sawdust, beet chips, sunflower kernel, chaff, cotton wool, textile fiber, asbestos waste, leather scrap, waste sticks, fiberglass, etc.

b) szemcsés anyagok (melyek mechanikai ellenállása nagyobb az előbbieknél): dióhéj, mandulahéj, perlit, műanyaghulladék, aszfalt, koksz törmelék stb. [Gibbon: World Oil, 105 (1954)] és(b) granular materials (having greater mechanical resistance than the former): nutshell, almond shell, perlite, plastic waste, asphalt, coke scrap, etc. [Gibbon: World Oil, 105 (1954)] and

c) lemezes szerkezetű anyagok: csillám törmelék, cellofán szeletek, halpikkely stb.(c) sheet-like materials: mica debris, cellophane slices, fish scales, etc.

Az ismert eljárásokban hagyományosan alkalmazott anyagok iszapveszteség-csökkentő hatását rendszerint rontja, hogy ritkán tudnak alkalmazkodni a formáció ismeretlen nyílásméreteihez. Ezért alkalmazásuk hosszadalmas és eredményességük kétséges. Az időlegesen elért eredmények fenntartásához többnyire még kiegészítő zárás biztosítása is szükséges, ezért rendszerint cementdugót helyeznek az elszigetelt veszteséges szakasz elé. Ennek elhelyezése, a kötési idő, a zárás ellenőrzése, majd a felesleges cement kifúrása újabb költségeket, hosszú állásidőt és speciális vegyszereket követel. Még sikeresnek minősíthető beavatkozás esetében is a záró dugó átfúrása után a veszteség a következő fúrási szakaszban legtöbbször újból fellép és a hosszadalmas, kétséges kimenetelű eljárást ismételni kell.The sludge loss reducing effect of materials conventionally used in the known processes is usually diminished by the fact that they are rarely able to adapt to unknown opening sizes of the formation. Therefore, their application is lengthy and their effectiveness is doubtful. In most cases, additional closure is required to maintain the temporary results, so a cement plug is usually placed in front of the isolated loss section. Locating this, checking the setting time, closing and then drilling excess cement will require additional costs, long lead times and special chemicals. Even in the case of an intervention that is considered successful, after drilling the stopper, the loss will reappear most often in the next drilling phase and the lengthy, doubtful procedure must be repeated.

A találmány tárgyát képező eljárás célja, hogy új, az ismert eljárásoknál hatékonyabb módszert és új anyagokat biztosítson az iszapveszteségre hajlamos rétegek átfúrásakor bekövetkező öblítőfolyadék-veszteség megelőzésére és megszüntetésére.The object of the process of the present invention is to provide a new method, more efficient than the known methods, and new materials for preventing and eliminating the loss of flushing fluid during the drilling of sludge-prone layers.

A szabadalom tárgyát képező eljárásban az iszapveszteség megelőzése, csökkentése és megszüntetése a kezelőfolyadékban diszpergált polimergéllel törlőink. A diszpergált géllel szemben támasztott követelmény, hogy az alkalmazás körülményei között (hőmérséklet, nyomás stb.) nagy viszkozitással, legalább 100 mPas, előnyösen 500 mPas, méginkább 1000 mPas viszkozitással rendelkezzen. Ilyen tulajdonságokkal rendelkező gél bármely vízoldható, hidrofil karakterű polimerből vagy szerves oldószerekben, elsősorban természetes szénhidrogénekben oldható polimerből előállítható. Az iszapveszteség csökkentése ezen helül két — funkcionális viselkedés szempontjából — különböző _:polimergéllel lehetséges.The patented process for preventing, reducing, and eliminating sludge loss with a polymer gel dispersed in a treatment liquid. It is a requirement for the dispersed gel to have a high viscosity under conditions of use (temperature, pressure, etc.) of at least 100 mPas, preferably 500 mPas, more preferably 1000 mPas. A gel having such properties may be obtained from any water-soluble polymer having a hydrophilic character or a polymer soluble in organic solvents, in particular natural hydrocarbons. There are two different ways of reducing sludge loss in terms of functional behavior _: polymer gel.

1. Láncpoliincrt tartalmazó gélek (pl. akrilamid, akrilsav, metakrilsav, etilénoxid stb., homopolimerek és kopolimerek, cellulóz-származékok, poliszaharidok és elegyeik), amelyek nagy viszkozitását a polimerkoncentráció (hatóanyagtartalom) és a molekulatömeg célszerű megválasztásával befolyásoljuk. Az iszapveszteség csökkentésére alkalmatlan gélek hatóanyagtartalma 1—70 %, előnyösen 10-50 %, mégin· kább 30-40 % között változhat.Gels having a chain polyol (e.g. acrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, ethylene oxide, etc., homopolymers and copolymers, cellulose derivatives, polysaccharides and mixtures thereof), the high viscosity of which is influenced by the choice of polymer concentration (drug content) and molecular weight. Gels which are unsuitable for reducing sludge loss may have an active ingredient content of from 1 to 70%, preferably from 10 to 50%, and more preferably from 30 to 40%.

II

2. Térhálós polimert tartalmazó gélek (pl. akrilamid, akrilsav, metakrilsav, etilénoxid stb., homopolimerck és kopolimerek, cellulóz-származékok, poliszaharidok és elegyeik stb.), amelyek nagy viszkozitását a polimerkoncentráció (hatóanyagtartalom), molekulatömeg, hidrolízisfok és a térhálósító monomer móltörtjének célszerű megválasztásával befolyásolhatjuk. Az iszapvesztéség csökkentésére alkalmas gélek hatóanyagtartalma 0,2—70 %, előnyösen2. Crosslinked polymer gels (eg, acrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, ethylene oxide, etc., homopolymers and copolymers, cellulose derivatives, polysaccharides and their mixtures, etc.) with high viscosity due to polymer concentration (active substance content), molecular weight, can be influenced by the appropriate choice of molar fraction. Gels for reducing sludge loss have an active ingredient content of 0.2 to 70%, preferably

1-30 %, méginkább 10-20 % között változhat.It can vary from 1-30%, more preferably from 10-20%.

A két géltípus funkcionális szempontból eltérően viselkedik, így alkalmazásuk is eltérő elvi meggondoláson alapszik.The two gel types behave differently in functional terms, so their application is based on different conceptual considerations.

1. A láncpolimcri tartalmazó gél a vizes fázisban oldható. Az oldás folyamata azonban merőben eltér a kis molekulatömegű szokványos anyagokétól. A nagy hatóanyagtartalmú gélek oldása intenzív keverés mellett is több napot vehet igénybe. Nyugalmi állapotban a gél vizes fázisban jelentősen duzzad, és a polimermolekulák leválása a felületről elhanyagolható mértékben lassú. így a gél folyadékveszteseget okozó repedésbe. kavernába stb. történő behelyezése után hosszú időn keresztül aggregált állapotban marad és folyadékveszteség-csökkentő hatása a folyadékáramlás környezetben való megszűnése után tartósan fennmarad. akár a kútkiképzés befejezéséig is eltart. Kétségtelen azonban, hogy az ilyen típusú géllel való kezelés hatása időben csökkenhet, ha a gél környezetében intenzív folyadékmozgás jelentkezik a fúrás további szakaszaiban. A gélnek ez a tulajdonsága azonban, mint később részletesen ismertetjük, nem feltétlenül előnytelen.1. The gel comprising the chain polymer is soluble in the aqueous phase. However, the dissolution process differs radically from conventional low molecular weight materials. The dissolution of high-active gels can take several days even with vigorous stirring. At rest, the gel undergoes significant swelling in the aqueous phase, and the polymer molecules detach from the surface to a negligible extent. Thus, the gel is cracked causing fluid loss. into caverns, etc. after insertion, remains in an aggregate state for a long time, and its fluid loss-reducing effect is sustained after the fluid flow has ceased in the environment. it may take up to the completion of well training. However, there is no doubt that the effect of treatment with this type of gel may diminish over time if intense fluid movement occurs in the environment of the gel during further stages of drilling. However, this property of the gel, as described in more detail below, is not necessarily disadvantageous.

2. A térhálós polimert tartalmazó gél vízben egyáltalán nem oldható. A folyadékfázisban a gél ennek következtében csak fizikai eszközökkel és módszerekkel aprítható. Az iszapveszteség-csökkentő hatás szempontjából e géltípus előnyös tulajdonsága, hogy a repedésbe, kavernába beépülő, vagy azt kitöltő gél intenzív folyadékáramlás mellett sem veszít áteresztőképesség- vagy iszapveszteség-csökkentő hatásából.2. The gel containing the crosslinked polymer is not soluble in water at all. Consequently, the gel can only be crushed in the liquid phase by physical means and methods. The advantage of this type of gel in terms of the sludge loss reducing effect is that the gel incorporated into or filling the crack, cavernous or filling it does not lose its permeability or sludge loss reducing effect even under intense fluid flow.

A felhasználható polimerek kémiai sajátságából adódik, hogy erős kemiszorpciós hajlamuknál fogva az aprított gél Felülete szilárd kőzettörmeléket vagy iszapadalékot köt meg. A gélszemcsék felületén így kialakuló réteg vagy lepény tovább rontja az aprított polimergél oldhatóságát.Due to the chemical nature of the polymers to be used, the surface of the shredded gel binds solid rock debris or sludge due to its strong chemisorption tendency. The layer or cake thus formed on the surface of the gel particles further impairs the solubility of the crushed polymer gel.

Eljárásunkban az iszap veszte ség csökkentésére alkalmazott láncpolimert vagy térhálós polimert tartalmazó gél lehet gyári kiszerelésű, de előállítható közvetlenül a helyszínen is és bármely formában előállított nagyviszkozitású gél alkalmazása lehetséges függetlenül a polimerizáció technológiájától. A felhasználásra kerülő géllel széniben támasztott követelménynek csak azt tekintjük, hogy kémiai és fizikai értelemben összeférhető legyen a fúróiszappal ill. az egyes iszapadalékokkal. Tekintettel arra, hogy a nagy relatív molekulatömegű ionos polimerek egyúttal ki3In our process, a gel containing a chain polymer or a crosslinking polymer used to reduce sludge loss can be factory-formulated or can be produced directly on site and any high viscosity gel produced, regardless of the polymerization technology, can be used. The carbon requirement of the gel to be used is only considered to be chemically and physically compatible with the drilling slurry. with each sludge additive. Considering that high relative molecular weight ionic polymers are also exposed3

188 766 váló flokulálószerek is, nagy szilárdanyag-tartalinú (bentonit-, barit-tartalmú stb.) iszapok esetében ajánlatos nem hidrolizált láncpolimert vagy térhálós polimert tartalmazó gélt alkalmazni az iszapveszteség csökkentése céljából. A kis szilárdanyagtartalnni fúrófolyadékok alkalmazásakor a különböző hidrolízisfokú polimerek is kompatibilisnek tekinthetők a kezelendő rendszerrel.Also, in the case of high solids (bentonite, barite, etc.) sludges, it is advisable to use a gel containing a non-hydrolyzed chain polymer or crosslinked polymer to reduce sludge loss. When using low solids drilling fluids, polymers of various degrees of hydrolysis may also be considered compatible with the system being treated.

Az iszapcsökkentő kezelőfolyadék besajtolása előtt az összefüggő gélrendszert a szokásos és az ilyen célra megfelelő berendezésekkel kellő méretűre kell aprítani. Az aprítás mértéke az iszapveszteség nagyságától és a harántolt réteg szerkezetétől függően változhat. Az aprított gélméret ezért 1-100 mm, célszerűen 5-50 mm, méginkább 10-20 mm között változhat. Eljárásunkban az iszapveszteség megelőzése, csökkentése vagy megakadályozása, valamint a tárolótérbiztosítása érdekében alkalmazott aprított polimergél mérete az iszapvcszleséget okozó formációszakasz, szerkezeti felépítésétől függ. A szerkezeti felépítés megállapítható — megfelelő vizsgálattal - az ún. furadékból, vagy a formációból vett ún. magból. Az iszapveszteség csökkentése általábanPrior to injection of the sludge reducing treatment fluid, the coherent gel system should be reduced to a suitable size using conventional and suitable equipment. The degree of comminution may vary depending on the extent of sludge loss and the structure of the cross-bed. The size of the comminuted gel may therefore vary from 1 to 100 mm, preferably from 5 to 50 mm, more preferably from 10 to 20 mm. In our process, the size of the shredded polymer gel used to prevent, reduce or prevent sludge loss and to provide storage space depends on the structural design of the sludge forming section. The structure can be ascertained by proper examination of the so-called. so-called from a hole, or from a formation core. Reduce sludge loss in general

a) konszolidált vagy nemkonszolidált homokkövek, hajszálrepedések esetén kisméretű (2-10 mm) aprított géllel,(a) sandstone, consolidated or non-consolidated, with a small (2 to 10 mm) shredded gel in the case of cracks in the hair,

b) repedezett kőzetek, hasadékos tárolók esetében nagyméretű (10-100 mm) aprított géllel történhet.(b) in the case of cracked rocks, in the case of fractured reservoirs, with a large (10-100 mm) shredded gel.

Az általános szabályon kívül alapvető szempont a helyi adottság és a fúrás közben fellépő tranziens változás, amely alapján valószínűsíthető az iszapveszteség oka.In addition to the general rule, local conditions and transient changes during drilling, which are likely to cause sludge loss, are essential.

Az aprított gél aggregálódásra hajlamos, ezért az eljárás egyik célszerű alkalmazását az az eset képezi, amikor a gélt az aprítóberendezés az iszapszivattyú előtt vagy után juttatja az öblítőiszapba. Ebben az esetben az intenzív folyadékáram önmagában megakadályozza az aprított gél aggregálódását. A másik megoldás szerint a gél aprítása előzetesen történik és aprított formában kerül a felhasználás helyére. A gél aggregálódását ebben az esetben hidrofób karakterű, de vízzel korlátlanul elegyedő folyadékkal akadályozzuk meg. A folyadék lehet egynemű (szerves oldószer, pl. alkohol, keton) vagy felületaktív anyagokat (pl. brigéciolt) tartalmazó olaj, külső fázisú diszperz rendszer.The shredded gel is prone to aggregation, so one of the preferred uses of the process is to apply the gel to the flushing sludge before or after the sludge pump. In this case, the intense fluid flow alone prevents aggregation of the shredded gel. Alternatively, the gel is pre-comminuted and shredded to the application site. In this case, gel aggregation is prevented by a liquid of hydrophobic character but infinitely miscible with water. The liquid can be a monohydrate (organic solvent, e.g. alcohol, ketone) or surfactant (e.g., brigetiol) oil, an external phase dispersion system.

Eljárásunkban az iszapveszteség csökkentése és megakadályozása érdekében alkalmazott konkrét technológia a helyi adottságoktól és az iszapveszteség mértékétől függően széles határok között változhat. A gyakorlati alkalmazás technológiájának korlátozása nélkül javasolható az alábbi három megvalósítási mód:The specific technology used to reduce and prevent sludge loss in our process can vary widely depending on local conditions and the extent of sludge loss. Without limiting the technology of practical application, the following three embodiments can be suggested:

1. Az iszapveszteség megelőzése érdekében nagyviszkozitású aprított gélt adagolunk fúrás közben, csökkentett öblítés mellett a szivattyú szivóvezetékén át az öblítőfolyadékba. így az öblítőfolyadék-veszteség jelentkezésekor az aprított tömítő polimergél a megnyitott iszapveszteséges szakaszt elszigeteli. Az aprított polimergél plasztikus viselkedésének köszönhetően alkalmazkodik a formáció rés-, vagy hasadékméreteihez és ezzel az iszapveszteség kialakulását a fúrás leállítása nélkül megelőzi. Mivel az aprított poiimergél csökkentett öblítési ütem mellett a fúró öblítőnyílásain akadály nélkül átáramlik, a megoldás igen nagy előnye, hogy az iszapveszteség megelőzéséhez, illetve a kismértékű veszteség leküzdéséhez a fúrást csökkentett teljesítménnyel ugyan, de folytatni lehet. További fúrástechnológiai változtatásra nincs szükség, elegendő ha a polimergél keringetése miatt a furadékleválasztó rázószitát a veszteség megszüntetésének idejére kiiktatjuk.1. To prevent sludge loss, a high viscosity shredded gel is added during drilling, with reduced rinsing, through the pump suction line into the rinse liquid. Thus, when rinsing fluid loss occurs, the shredded sealing polymer seals the open sludge loss section. Due to the plastic behavior of the shredded polymer gel, it adapts to the gap or crack sizes of the formation and thus prevents the formation of sludge loss without drilling. Because the shredded polymer gel flows unobstructed through the rinse openings at a reduced rate of rinsing, the great advantage of the solution is that drilling can be continued at reduced performance to prevent sludge loss and to eliminate minor losses. No further drilling technology change is required, it is sufficient to bypass the hole separator shaker screen due to polymer gel recirculation to eliminate loss.

2. Teljes vagy 80 %-ot meghaladó mértékű iszapveszteség felléptekor a fúrást általában Ic kell állítani és csökkentett ütemű szivattyúzás közben a tömítő aprított polimergélt az iszapveszteség megszűnéséig, vagy 10-20 %-ra való csökkenéséig szivattyúzzuk a károsodott rétegszakaszba.2. In the event of a total or greater than 80% sludge loss, the borehole should generally be set to Ic and pumped with reduced rate pumping until the loss of sludge ceases or is reduced to 10-20% to the damaged bed section.

3. Ritkábban jelentkező, de annál nagyobb kieséseket okozó különleges méretű hasadékok vagy kavernák megnyitásakor fellépő teljes iszapveszteség esetén a fúrószerszámot ki kell építeni, majd fúrócsővel a veszteséges szint fölé visszaépíteni és az asztalba ékelt fúrócsövön át különleges technológiával 1-3 méteres összefüggő géldugókat csökkentett szivattyúzást ütemmel kell a veszteséges formációba juttatni. (A csökkentett szivattyúzásra a változó és meglehetősen nagy súrlódási nyomásveszteség és az elvesző iszap mennyiségének csökkentése miatt van szükség.)3. In the event of total sludge loss when opening special sized crevices or caverns that are less frequent but cause larger outages, the drill shall be expanded, rebuilt with a drill tube above the loss level, and reduced to a 1 to 3 meter must be transferred to a loss-making formation. (Reduced pumping is required due to the variable and rather high frictional pressure loss and reduction of sludge loss.)

Az iszap veszteség csökkentésére vagy megszüntetésére egyetlen lyuk lefúrása folyamán szükség lehet egy vagy több alkalommal, ugyanabban vagy különböző mélységű rétegben, így az eljárás alkalmazására ennek megfelelően sor kerülhet egyszeri vagy egymástól független (időben és térben eltérő) többszöri ciklikus jelleggel.Reducing or eliminating sludge loss by drilling a single hole may be required one or more times, in the same or different depths, so that the process can be applied in a single or independent (multiple in time and space) cycle.

A találmány tárgyát képező eljárásban a javasolt technológia ill., adalék alkalmazása közvetlenül a cement-tejben lehetővé teszi hosszabb cenientpalástok alkalmazását is, mégpedig a cementtej okozta rétegrepesztés veszélye nélkül, ami jelentős költségcsökkentés és a biztonság jelentős növelését eredményezi.In the process of the present invention, the use of the proposed technology or additive directly in cement milk also allows the use of longer centrifugal coats without the risk of fracturing of the cement milk, resulting in a significant reduction in costs and a significant increase in safety.

Az eljárásban a fúrólyukba szivattyúzott iszap vagy külön kezelő folyadék aprított poliniergél tartalma az iszapveszteség mértékétől és sebességétől, valamint a veszteséges formáció struktúrájától, továbbá a veszteség csökkentésének és megszüntetésének tervezett sebességétől függ. Általában irányelvként fogadható el, hogy az iszapveszteség megelőzése érdekében kis (pl. 1-10 %), a nagyméretű iszapveszteség megszüntetésére vagy (pl. 10-50 %) gél tartalmú fúróiszap vagy kezelőfolyadék alkalmazása célszerű. Ezen megfontolásokon kívül figyelembe kell venni a besajtolórendszer technológiai teljesítőképességét és szerkezeti elemeit is, lek intet I cl arra, hogy a nagy géltartalmú folyadékrendszer súrlódási nyomásvesztesége az átlagosnál nagyobb.In the process, the content of shredded sludge or separate treatment fluid pumped into the borehole depends on the degree and rate of sludge loss and the structure of the loss formation as well as the intended rate of loss reduction and elimination. It is generally accepted as a guideline that to prevent sludge loss, it is advisable to use a small (e.g., 1-10%), large scale sludge loss, or (e.g., 10-50%) gel drilling mud or treatment fluid. In addition to these considerations, the technological performance and structural features of the injection system also need to be taken into account, suggesting that frictional pressure loss of the high-gel system fluid is above average.

Az iszapveszteség csökkentése érdekében eddig alkalmazott rostos, szálas tömítőanyagok a fúrólyukban a fúrószerszáni és a mérőeszközök eltömődésétFibrous and fibrous sealants used so far to reduce sludge loss in wellbore, clogging of drilling tool and gauges

188 766 és ezzel a fúrás közbeni ellenőrző mérések sikertelenségét eredményezték, Ezen túlmenően az öblító'szívattyú üzemeltetésében is rendszerint nehézségek léptek fel. A találmány tárgyát képező eljárásban az említett hátrányok messzemenően kiküszöbölődnek az-; által, hogy az aprított polimergél plasztikus, ezáltal jól alkalmazkodik a zárt technológia teremtette szerelvény- és nyílásméretekhez.188 766 and thus failure to check during drilling. In addition, there were usually difficulties in operating the flushing pump. In the process of the present invention, said drawbacks are largely eliminated; Due to the fact that the shredded polymer gel is plastic, it adapts well to the fitting and opening sizes created by the closed technology.

A szokványos merev töniedckekkel szemben az ¹aprított polimergél plaszticitása azzal a további igen jelentős előnnyel jár, hogy felveszi az iszapveszteséges réteg struktúráját, teljes egészében kitölti a veszteséget okozó repedések és pórusok terét. Ezáltal rugalmas, de teljes zárást biztosító, a veszteséget gyorsan megszüntető gélréteg alakul ki a károsodott rétegszakaszban.Compared to the usual rigid tongue and groove, the plasticity of the shredded polymer gel ¹ has the further significant advantage of absorbing the structure of the mud-loss layer and completely filling the space of the loss-causing cracks and pores. In this way, a flexible but complete sealing gel is rapidly formed to eliminate the loss in the damaged layer region.

Az eddig ismert megoldások további hátránya, hogy ha az iszapveszteséget megszüntető adalékokat termelésre kijelölt formációban alkalmazzák, akkor annak szigetelő, permeabilitás rontó hatása a kút kiképzésének és termelésbeállításának idejére is tartósan megmarad, a kút termelési viszonyait lerontja, amit csak költséges utókezeléssel lehet megszüntetni.A further disadvantage of the prior art solutions is that, when applied in production formations, sludge loss eliminating additives have a permanent insulating, permeability-damaging effect on the well construction and production adjustment time, which can only costly eliminate the production conditions of the well.

A találmány szerinti eljárásban javasolt új géldugók alkalmazása esetén ezzel szemben elérhető, hogy a szigetelő, blokkoló hatás csak ideiglenes legyen, és a gél anyag magától - vagy a gél készítésekor előre adagolt bontóanyag hatására előre beállítható időre — lebomoljon és a kút kiképzése után már termeléscsökkentő hatása ne maradjon.By contrast, the new gel plugs proposed in the process of the present invention can achieve a temporary blocking effect of insulating and blocking the gel itself or, for a predetermined time by the use of a disintegrant pre-added during gel preparation, to reduce production. don't stay.

Eljárásunk külön előnye, hogy a célszerűen adagolt gél közvetlenül a lyukfalon elzárja a pórusokat, megakadályozva ezzel az iszap folyadékfázisának rétegbeáramlását, a rétegek elárasztását. Ennek előnye nemcsak a tárolóvédelemben jelentkezik, hanem javítja a geofizikai lyukszelvényezést, az ún. elárasztott zóna csökkentésével, továbbá az iszaplepény képződés elmaradásával javítja a cementpalást minőségét, lehetővé téve a cementkőzet közvetlen kötést.A particular advantage of our process is that the expediently applied gel closes the pores directly on the perforated wall, thus preventing the flow of the liquid phase of the slurry and the flooding of the layers. Not only does this have the advantage of storage protection, but it also improves geophysical hole tracing, the so-called guttering. it improves the quality of the cement mantle by reducing the flood zone and eliminating sludge formation, allowing direct cementation of the cement rock.

Claims

A method for preventing, reducing, and eliminating rinsing fluid losses in well drilling operations, and providing storage protection, characterized in that drilling mud or treatment fluid is introduced into the borehole which:

1q, having a dynamic viscosity of at least 100 niPas, preferably above 1000 mPas, and having an active ingredient content of 0.2-70%, preferably 10-40%, plastically fitting to the slit and pore sizes of the sludge loss formation, preferably 10 50 mm

It contains a resilient gel of up to 15 particle size chopped chain or crosslinked synthetic or natural polymers.

The method of claim 1, which is an embodiment

20, characterized in that the polymer gel corresponding to the core parameters of the absorption zone is continuously added to the flushing fluid while maintaining the rinse.

25

3. The method of claim 1, wherein the treatment fluid is injected intermittently into the borehole.

4. Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the synthetic polymer gels are polyacrylamides having a molecular weight of at least 500,000, acrylamide homopolymers, acrylamide-acrylic acid copolymers, acrylic acid-methylene-bisacrylic35 amide copolymers.

5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein the natural polymer is polysaccharides and / or cellulose derivatives.