JPH04126788A - Visocosity increasing agent for drilling fluid of well, finishing or repairing fluid and fluid containing the same - Google Patents

Visocosity increasing agent for drilling fluid of well, finishing or repairing fluid and fluid containing the same

Info

Publication number
JPH04126788A
JPH04126788A JP24665890A JP24665890A JPH04126788A JP H04126788 A JPH04126788 A JP H04126788A JP 24665890 A JP24665890 A JP 24665890A JP 24665890 A JP24665890 A JP 24665890A JP H04126788 A JPH04126788 A JP H04126788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
brine
drilling
vinyl monomer
finishing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24665890A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2592715B2 (en
Inventor
Masao Hoshino
星野 政夫
Yasushi Nagae
泰史 長江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEKIYU KODAN
Telnite Co Ltd
Original Assignee
SEKIYU KODAN
Telnite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEKIYU KODAN, Telnite Co Ltd filed Critical SEKIYU KODAN
Priority to JP2246658A priority Critical patent/JP2592715B2/en
Publication of JPH04126788A publication Critical patent/JPH04126788A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2592715B2 publication Critical patent/JP2592715B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/18Bridging agents, i.e. particles for temporarily filling the pores of a formation; Graded salts

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject viscosity increasing agent, composed' of a copolymer containing a cationic vinyl monomer and a specific vinyl monomer as constituent components and capable of sufficiently maintaining viscosity in brine solutions at a high concentration even in high-temperature environment without causing deterioration. CONSTITUTION:The objective viscosity increasing agent is composed of a copolymer containing (A) preferably a quaternary salt type or betaine type cationic vinyl monomer and (B) a vinyl monomer (preferred example; N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam or N-methyl-N-vinylacetamide) expressed by formula I or II (R1 and R2 are 1-4C alkyl; R3 is trimethylene or pentamethylene) as constituent components.

Description

【発明の詳細な説明】 a、産業上の利用分野 本発明は、石油・天然ガス等の坑井の掘削流体、高温高
圧環境下にある石油・天然ガス等の坑井の仕上げまたは
老朽化した坑井の改修時に使用される流体に添加する増
粘剤、およびその増粘剤を用いた坑井の掘削流体、仕上
げまたは改修流体に関する。
[Detailed description of the invention] a. Industrial application field The present invention is applicable to drilling fluids for wells such as oil and natural gas, finishing of wells such as oil and natural gas under high temperature and high pressure environments, and The present invention relates to thickeners added to fluids used during well workovers, and well drilling fluids, completions or workover fluids using the thickeners.

さらに詳しくは、本発明は、石油・天然ガス等の坑井掘
削の際に使用される無機塩類溶液(以下ブラインという
。)を用いた掘削流体に添加する増粘剤、その増粘剤を
用いた掘削流体、および高温高圧環境下にある石油・天
然ガス等の生産坑井をブラインを用いて仕上げる場合、
または、老朽化した石油・天然ガス等の坑井をブライン
を用いて改修する場合において、生産層に穴を開ける作
業(以下ガンパーフォレーション作業という。)を行う
際に、ブラインが生産層に侵入し生産障害を生じる等の
地層障害を防止し、また坑内圧力の低下に起因する石油
・天然ガスまたは地下水等の噴出事故等をも防止できる
、坑内の仕上げもしくは改修流体用増粘剤およびその増
粘剤を用いた仕上げまたは改修流体に関する。
More specifically, the present invention relates to a thickener that is added to a drilling fluid using an inorganic salt solution (hereinafter referred to as brine) used when drilling wells for oil, natural gas, etc. When using brine to complete production wells for oil, natural gas, etc. under high temperature and high pressure environments,
Alternatively, when repairing an aging oil or natural gas well using brine, brine may enter the production layer when drilling holes in the production layer (hereinafter referred to as gun perforation work). Thickeners for finishing or repairing fluids in mines and their thickeners, which can prevent formation disturbances such as production failures, and can also prevent oil, natural gas, or underground water outburst accidents caused by drops in pressure in the mine. Relating to finishing or refurbishing fluids using agents.

b、従来の技術 現在、石油・天然ガス等の坑井における掘削流体の一部
や種々の坑井の仕上げまたは改修用流体にブラインが用
いられている。しかし、これらのブラインは、ソリッド
分を全く含有しない無機塩類の水溶液であって、これを
坑井の掘削作業またはガンバーフォレーシッン作業の際
等にそのままを使用すると、高価なブラインが掘削坑井
の地層内や生産層内へ逸水し多大な損失を生じるおそれ
がある。また、ブラインが生産層内へ侵入することによ
りそれらを構成する地層のイオン等のバランスが崩れ、
生産層を構成する粘土鉱物類の水和や分散に悪影響を及
ぼし、地層障害を引起こす原因ともなる。さらに、ブラ
イン等に起因した坑内の圧力低下による石油・天然ガス
または地下水等の噴出事故も少なくない。
b. Prior Art Currently, brine is used as part of the drilling fluid for oil and natural gas wells, and as a fluid for completing or renovating various wells. However, these brines are aqueous solutions of inorganic salts that do not contain any solids, and if they are used as they are during well drilling or gunbar foraging work, the expensive brines will be used in the excavation pit. There is a risk of water leaking into the well's geological formation or production layer, resulting in significant losses. In addition, when brine enters the production layer, the balance of ions in the strata that make up the production layer is disrupted.
It has a negative effect on the hydration and dispersion of clay minerals that make up the production layer, and can cause formation disturbances. Furthermore, there are many accidents in which oil, natural gas, or underground water erupts due to a drop in pressure inside a mine due to brine or the like.

一方、老朽化した坑井の改修作業では、石油・天然ガス
の生産を行ってきたことにより、地層内圧力が低下して
いる場合があり、上記と同様な事故等が起きるおそれが
ある。
On the other hand, in the repair work of aging wells, the pressure within the formation may have decreased due to the production of oil and natural gas, and there is a risk that an accident similar to the above may occur.

これらの坑井の掘削作業、仕上げ作業または改修作業に
おいて、ブラインが坑井の地層内あるいは生産層内に逸
水し、また生産層内に侵入することによる事故を防止す
るために、下記の対策が考えられる。
During the drilling, completion, or repair work of these wells, the following measures are taken to prevent accidents caused by brine leaking into the well's geological formation or production layer, or entering the production layer. is possible.

■ ブラインに増粘剤を添加して、ブラインの粘性を上
げ、流動抵抗により地層あるいは生産層内への逸水を防
止する。
■ Thickeners are added to brine to increase its viscosity and prevent water from flowing into the formation or production layer due to flow resistance.

■ ブラインに増粘剤を添加してブライン溶液(以下ブ
ライン流体という。)を調製すると共に、これに生産層
の空隙径に適合した粒度分布を持つブリッジング剤を懸
濁させ、生産層の空隙を埋めて逸水を防止する。
■ Add a thickener to the brine to prepare a brine solution (hereinafter referred to as brine fluid), and suspend a bridging agent with a particle size distribution that matches the pore size of the production layer. to prevent water loss.

上記の増粘剤としては、高濃度塩類の水溶液に容易に溶
解し、少量の添加量で高い粘性が得られ、かつ高温度環
境下で安定した増粘効果があること、酸、油または水の
いずれにも容易に溶解し、永久的に生産地層内に残存し
ないものが望ましい。また、ブリッジング剤としては、
高温度環境下でも材質に変化を生じることなく、酸また
は油等により容易に溶解し、永久的に生産地層内に残存
しない、粒径が1〜3000μの範囲からなる材料であ
ることが望ましい。
The above-mentioned thickeners must be easily dissolved in aqueous solutions of highly concentrated salts, obtain high viscosity with a small amount added, and have a stable thickening effect in high temperature environments, acids, oils, or water. It is desirable that the material dissolves easily in any of the above and does not remain permanently in the production stratum. In addition, as a bridging agent,
It is desirable that the material has a particle size in the range of 1 to 3000 microns, which does not change its quality even in a high temperature environment, is easily dissolved in acid or oil, and does not remain permanently in the production stratum.

従来、増粘剤としては、カルボキシメチルセルローズ、
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリ
ビニルアルコール、デンプン、グアーガム、ポリアクリ
ル酸ナトリウム、ポリアク・リルアミド、ポリエチレン
オキサイド、脂肪酸エステル誘導一体、ポリウレタン等
が使用されている。
Traditionally, carboxymethyl cellulose,
Methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol, starch, guar gum, sodium polyacrylate, polyacrylamide, polyethylene oxide, fatty acid ester derivatives, polyurethane, etc. are used.

ブリッジング剤としては、炭酸カルシウム等のような塩
酸に溶解し水には溶解しない固形物、炭酸カルシウムと
リグニン化合物の混合物等のような酸に溶解する混合物
系の固形物、食塩等のような水に溶解する化合物、石油
レジンのような油に溶解する固形物等が使用されていた
Bridging agents include solids that dissolve in hydrochloric acid but not in water, such as calcium carbonate, mixed solids that dissolve in acids, such as a mixture of calcium carbonate and lignin compounds, and salt. Water-soluble compounds and oil-soluble solids such as petroleum resins were used.

C0発明が解決しようとする課題 従来の増粘剤は、これを掘削流体用ブライン流体に用い
た場合、ブライン濃度を比較的低く保つことができ、仕
上げまたは改修用流体に使用した場合、坑井の温度条件
が比較的低い坑井においては満足すべき粘性が維持でき
る。しかし、ブライン濃度が高い場合および/または高
温度環境下においては、増粘剤自身が変質することによ
り減粘し、または変成されてゲル化するなどの欠点があ
る。従って、従来の増粘剤では、ブライン濃度が高い場
合および/または高温度環境下でブライン流体の粘性を
十分に維持することができず、使用ブライン濃度および
/または温度範囲は比較的低い範囲に限定されてしまい
、高濃度ブライン溶液中および/または高温度環境下で
は満足できる特性を得ることができなかった。
Conventional thickeners are capable of keeping brine concentrations relatively low when used in brine fluids for drilling fluids, and are capable of keeping brine concentrations relatively low when used in completion or workover fluids. Satisfactory viscosity can be maintained in wells with relatively low temperature conditions. However, when the brine concentration is high and/or in a high temperature environment, there are drawbacks such as the thickener itself being denatured and reduced in viscosity or denatured and gelled. Therefore, conventional thickeners are unable to adequately maintain the viscosity of brine fluids at high brine concentrations and/or in high temperature environments, and the brine concentrations and/or temperature ranges used are relatively low. Therefore, satisfactory characteristics could not be obtained in a high concentration brine solution and/or in a high temperature environment.

すなわち、高濃度ブライン溶液中および/または高温度
環境下においても変質し減粘せず、または変成されてゲ
ル化するなどの欠点もなく、かつ優れた溶解性と増粘性
を示す耐熱耐塩性を持った増粘剤が求められていた。
In other words, it is heat-resistant and salt-resistant, with no defects such as deterioration and thinning or denaturation and gelation even in high-concentration brine solutions and/or high-temperature environments, and exhibits excellent solubility and thickening properties. There was a need for a thickening agent with the same characteristics.

60課題を解決するための手段 本発明者らは、高濃度ブライン溶液中および/または高
温度環境下で使用した場合でも、十分に粘性が維持でき
、かつ変質しない増粘剤について鋭意研究した結果、本
発明を完成するに至った。
60 Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive research on thickeners that can maintain sufficient viscosity and do not deteriorate even when used in high concentration brine solutions and/or in high temperature environments. , we have completed the present invention.

すなわち、本発明は、カチオン性ビニル単量体と下記一
般式(以下(1)式という)で表されるビニル単量体の
共重合体からなる坑井の掘削流体、仕上げ流体または改
修流体用増粘剤、およびこの増粘剤を用いた掘削流体、
仕上げまたは改修用ブライン流体である。
That is, the present invention provides a well drilling fluid, completion fluid, or workover fluid consisting of a copolymer of a cationic vinyl monomer and a vinyl monomer represented by the following general formula (hereinafter referred to as formula (1)). thickeners and drilling fluids using the thickeners;
A finishing or refurbishing brine fluid.

〔式中、R+、 RzはCI”” C4のアルキル基、
R3はトリメチレンまたはペンタメチレンである。〕一
般に、ベースとなるブラインは、比重が1.10〜2.
50の無機塩類のみからなる水溶液が用いられる。
[In the formula, R+, Rz are CI"" C4 alkyl groups,
R3 is trimethylene or pentamethylene. ] Generally, the base brine has a specific gravity of 1.10 to 2.
An aqueous solution consisting only of 50 inorganic salts is used.

本発明においても、ブラインとして比重1.15〜2.
50のものを用いる。
Also in the present invention, the specific gravity of the brine is 1.15 to 2.
50 is used.

本発明の原料となるカチオン性ビニル単量体には、N−
(メタ)アクリロキシエチルトリメチルアンモニウムク
ロリド、3−(アクリロイルアミノ)プロピルトリメチ
ルアンモニウムクロリド、N−(3−スルホプロピル)
−N−メタクロリロキシエチルーN、N−ジメチルアン
モニウムベタイン、N−(3−スルホプロビル)−N−
メタクリロイルアミドプロピル−N、N−ジメチルアン
モニウムベタイン、1−(3−スルホプロピル)−2−
ビニルビリジミウムベタイン、1.1−ジメチル−1(
2−ヒドロキシプロピル)アミンメタクリルイミド、ジ
メチルジアリルアンモニウムクロリド、3−(メタクリ
ロキシ)−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニ
ウムクリリド等の四級塩あるいはベタイン型モノマー:
並びに、N、N−ジメチルアミンエチル(メタ)アクリ
レート塩酸塩、N−エチル−N−メチルアミノエチル(
メタ)アクリレート塩酸等の三級塩型モノマー:並びに
、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N、
N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、
アミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビ
ニルエーテル、2−ビニルピリジン等のアミノ型モノマ
ーがあげられる。これらのカチオン性ビニル単量体は、
重合体にブラインに対する優れた溶解性を与え、かつ増
粘性を付与するために選ばれた成分であり、好ましくは
、四級塩型、あるいはベタイン型モノマーがあげられる
The cationic vinyl monomer that is the raw material for the present invention includes N-
(meth)acryloxethyltrimethylammonium chloride, 3-(acryloylamino)propyltrimethylammonium chloride, N-(3-sulfopropyl)
-N-Methachloryloxyethyl-N, N-dimethylammonium betaine, N-(3-sulfoprovir)-N-
Methacryloylamide propyl-N,N-dimethylammonium betaine, 1-(3-sulfopropyl)-2-
Vinylpyridimium betaine, 1,1-dimethyl-1(
Quaternary salts or betaine type monomers such as 2-hydroxypropyl)amine methacrylimide, dimethyldiallylammonium chloride, 3-(methacryloxy)-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride:
Also, N,N-dimethylamine ethyl (meth)acrylate hydrochloride, N-ethyl-N-methylaminoethyl (
meth)acrylate Tertiary salt type monomers such as hydrochloric acid: and t-butylaminoethyl (meth)acrylate, N,
N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide,
Examples include amino type monomers such as aminoethyl vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, and 2-vinylpyridine. These cationic vinyl monomers are
This component is selected to give the polymer excellent solubility in brine and thickening properties, and is preferably a quaternary salt type or betaine type monomer.

また、本発明における(1)式で表されるビニル単量体
には、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルピロリドン
、N−ビニルカプロラクタム、N−メチル−N−ビニル
プロピオン酸アミド、N−メチル−N−ビニルアセトア
ミド等があげられる。これらのビニル単量体は、ブライ
ンに優れた耐熱性を付与する目的で選ばれた成分であり
、好ましくは、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプ
ロラクタム、N−メチル−N−ビニルアセトアミドがあ
げられる。
In addition, the vinyl monomer represented by formula (1) in the present invention includes N-vinylformamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-methyl-N-vinylpropionic acid amide, N-methyl- Examples include N-vinylacetamide. These vinyl monomers are components selected for the purpose of imparting excellent heat resistance to the brine, and preferred examples include N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, and N-methyl-N-vinylacetamide. .

すなわち、本発明は、上記のカチオン性ビニル単量体、
並びに上記(1)式で表されるビニル単量体からそれぞ
れ選ばれた単量体を、それぞれ1種または2種以上を組
合わせて成る共重合体を増粘剤として用いたブライン流
体である。
That is, the present invention provides the above cationic vinyl monomer,
Also, it is a brine fluid using as a thickener a copolymer made of one or a combination of two or more monomers selected from the vinyl monomers represented by the above formula (1). .

上記カチオン性ビニル単量体と(1)式で表されるビニ
ル単量体の構成比率は、各々の単量体の重量比で90/
10〜10/90であり、好ましくは、70/30〜3
0/70である。この構成比率を逸脱するとブラインに
対して、溶解性が悪くなり、増粘効果がな(なる、また
、共重合体自身の耐熱性が落ちてくる。従って、高濃度
ブライン溶液中および/または高温度環境下で使用する
ブライン流体の増粘剤として必要な耐熱耐塩性を持つ共
重合物が得られなくなる。
The composition ratio of the above cationic vinyl monomer and the vinyl monomer represented by formula (1) is 90/90 by weight of each monomer.
10 to 10/90, preferably 70/30 to 3
It is 0/70. If this composition ratio is exceeded, the copolymer's solubility in brine will deteriorate, the thickening effect will be lost, and the heat resistance of the copolymer itself will decrease. It becomes impossible to obtain a copolymer with the heat and salt resistance required as a thickener for brine fluids used in high temperature environments.

本発明の共重合体には、本発明に用いる単量体と共重合
可能な単量体、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン
酸、イタコン酸等のカルボン酸型モノマー:アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル等のエス
テル型モノマー:または、スチレン、塩化ビニル、アク
リルアミド等との共重合体をあげることができる。さら
に、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、
トリメチロールプロパンリアクリレート等の多官能性モ
ノマーを用いて重合体を適当に架橋することは、重合体
の耐熱性を向上させるので好ましい、いずれにしても、
他の単量体を用いる場合には、重合体が水溶性や増粘効
果を低下する恐れのない範囲で使用すべきである。
The copolymer of the present invention includes monomers copolymerizable with the monomers used in the present invention, such as carboxylic acid type monomers such as (meth)acrylic acid, maleic acid, and itaconic acid; acrylic acid esters, and methacrylates. Ester-type monomers such as acid esters and vinyl acetate; or copolymers with styrene, vinyl chloride, acrylamide, etc. can be mentioned. In addition, polyalkylene glycol mono(meth)acrylate, methylene bisacrylamide, divinylbenzene,
Suitable crosslinking of the polymer with a polyfunctional monomer such as trimethylolpropane acrylate is preferred as it improves the heat resistance of the polymer;
When using other monomers, they should be used within a range that does not pose a risk of deteriorating the water solubility or thickening effect of the polymer.

本発明の増粘剤として用いる共重合体は、その分子量(
重量平均分子量)が、100.000〜10,000,
000であることが好ましい。さらに好ましくは、50
0,000〜5.OOO,000である。
The copolymer used as the thickener of the present invention has a molecular weight (
weight average molecular weight) is 100.000 to 10,000,
Preferably, it is 000. More preferably, 50
0,000~5. It is OOO,000.

本発明のブライン流体は、上記増粘剤を0.1〜5.0
重量%使用するのが適当である。さらに、他の増粘剤、
例えば、セルロース誘導体、ポリアクリルアミド、デン
プン、ポリエチレンオキサイド等の従来汎用の増粘剤と
併用してもよい。
The brine fluid of the present invention contains the above-mentioned thickener in an amount of 0.1 to 5.0.
It is appropriate to use % by weight. Additionally, other thickeners,
For example, it may be used in combination with conventional general-purpose thickeners such as cellulose derivatives, polyacrylamide, starch, and polyethylene oxide.

本発明のブライン流体には、上記増粘剤のほかに、流体
の逸水を防止する等のためにブリッジング剤を添加し、
それによってさらに安全かつ効果的に掘削作業、仕上げ
作業または改修作業を行うことができる。
In addition to the thickener described above, a bridging agent is added to the brine fluid of the present invention in order to prevent water loss of the fluid, etc.
This allows excavation, finishing or refurbishment work to be carried out more safely and effectively.

このブリッジング剤は、地層空隙を閉塞し、坑壁を形成
し、掘削流体、仕上げ流体または改修流体の逸水を防止
し、地層障害を生じないようにするものである。
This bridging agent closes formation voids, forms well walls, prevents leakage of drilling fluid, completion fluid, or workover fluid, and prevents formation failure.

ブリッジング剤としては、水に熔解しない各種粒径の炭
酸カルシウム粉末、原油や軽油に溶解する各種粒径の石
油レジン、そして各種粒径の炭酸カルシウム粉末と脱水
量調整機能を有する水溶性のりゲニンスルホン酸ナトリ
ウム、アルファー化デンプン等との混合物が挙げられる
Bridging agents include calcium carbonate powder of various particle sizes that do not dissolve in water, petroleum resins of various particle sizes that dissolve in crude oil and light oil, calcium carbonate powder of various particle sizes, and water-soluble gluegenin that has the function of adjusting the amount of dehydration. Examples include mixtures with sodium sulfonate, pregelatinized starch, and the like.

これらブリッジング剤は、1.0〜20.0重量%の添
加量が効果的である。好ましくは、5〜12重量%の範
囲である。
These bridging agents are effective when added in an amount of 1.0 to 20.0% by weight. Preferably, it is in the range of 5 to 12% by weight.

ブリッジング剤の粒径は、地層の空隙率によってその粒
径を選択しなければならない。各種の粒径のものを用意
することによって、掘削作業、仕上げ作業または改修作
業を効率良く成功させることができる。
The particle size of the bridging agent must be selected depending on the porosity of the formation. By providing a variety of particle sizes, excavation, completion or refurbishment operations can be carried out efficiently and successfully.

e、 作用 本発明で用いる増粘剤は、カチオン性およびアニオン性
の両特性をもつから、ブラインに対して溶解性は高く、
増粘効果は優れている。また、高濃度ブライン溶液中お
よび/または高温度環境下においても変質することなく
、増粘効果を維持し、掘削流体、仕上げ流体または改修
流体として十分な粘性を発現することができる。
e. Function The thickener used in the present invention has both cationic and anionic properties, so it has high solubility in brine.
The thickening effect is excellent. In addition, it maintains its thickening effect without deteriorating even in a high concentration brine solution and/or in a high temperature environment, and can exhibit sufficient viscosity as a drilling fluid, finishing fluid, or repair fluid.

また、ブリッジング剤は、生産地層や浸透性地層におい
て、地層の空隙部の表面を目詰めし、さらに坑壁を形成
し、掘削流体、仕上げ流体または改修流体等が地層内部
に逸水し、地層障害を起こすことを防止する。
In production strata and permeable strata, bridging agents also fill the surface of voids in the strata and form pit walls, allowing drilling fluids, finishing fluids, remediation fluids, etc. to escape into the strata. Prevent formation disturbances.

この生産地層や浸透性地層を目詰めしたブリッジング剤
は、石油やガスの生産に当たっては、障害となる場合も
ある。従って、ブリッジング剤は、そのブリッジング剤
の特性に応じた簡単な処理を行うことにより、目詰めし
た地層から容易に除去できるものでなければならない、
ブリッジング剤の除去が不充分だと生産障害を起こす場
合が多い。
Bridging agents that plug production strata and permeable strata may become an obstacle in oil and gas production. Therefore, the bridging agent must be able to be easily removed from the packed stratum by simple treatment according to the characteristics of the bridging agent.
Insufficient removal of bridging agents often causes production problems.

f、実施例 実施例は、下記のようなペースブチイン溶液、増粘剤、
ブリッジング剤を用いた。
f. Examples Examples include pacebutyin solutions, thickeners,
A bridging agent was used.

(1)ベースブライン溶液(BS−1〜3)BS−1:
比重1.15のNaC1水溶液(約20重量%水溶液) BS−2:比重1.35のNaC1,水溶液(約35重
量%水溶液) BS−3:比重1.70のCaC1t/ CaBrz混
合系水溶液(CaC1,が約22%、CaBr2が約3
4%の混合系水溶液) (2)増粘剤(ZN−1〜3) ZN−1: DMC,(70重量%) /VP (30
重置%)ZN−2: DMPQ (15fj it %
 ) / MVAD (85111%)ZN−3: D
MH(50重量%) /MVAD(50重量%)PEG
M(0,01重量%) DMC,N−メタアクリロキシエチルトリメチルアンモ
ニウムクロリド DMPQ;3− (アクリロイルアミノ)プロピルトリ
メチルアンモニウムクロリド) DM)l ;N、 N−ジメチルアミノエチルメタアク
リレート塩酸塩 MVAD; N −メチ71z −N−ビニルアセトア
ミド VP  、N−ビニルピロリドン PEGM、ポリエチレングリコールジメタアクリレート (3)  ブリッジング剤 BA−F 、炭酸カルシウム、粒度分布=1〜30μ平
均粒径=20.4μ 下記の実施例において、本発明のブライン流体と従来の
ブライン流体の性能を比較した。
(1) Base brine solution (BS-1 to 3) BS-1:
BS-2: NaCl aqueous solution with a specific gravity of 1.15 (about 20% by weight aqueous solution) BS-2: NaCl aqueous solution with a specific gravity of 1.35 (about 35% by weight aqueous solution) BS-3: CaClt/CaBrz mixed aqueous solution with a specific gravity of 1.70 (CaCl , is about 22%, and CaBr2 is about 3
(4% mixed aqueous solution) (2) Thickener (ZN-1 to 3) ZN-1: DMC, (70% by weight) /VP (30
superposition%) ZN-2: DMPQ (15fj it%)
) / MVAD (85111%) ZN-3: D
MH (50% by weight) / MVAD (50% by weight) PEG
M (0,01% by weight) DMC, N-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride DMPQ; 3-(acryloylamino)propyltrimethylammonium chloride) DM)l; N, N-dimethylaminoethyl methacrylate hydrochloride MVAD; N -Methi71z -N-vinylacetamide VP, N-vinylpyrrolidone PEGM, polyethylene glycol dimethacrylate (3) Bridging agent BA-F, calcium carbonate, particle size distribution = 1-30μ Average particle size = 20.4μ The following implementation In an example, the performance of a brine fluid of the present invention and a conventional brine fluid were compared.

(1)イールド値(増粘性) 増粘剤の増粘性の効果を評価する場合に、増粘剤l t
onを用いて、見掛は粘性(AV値)が15cpのブラ
イン流体になる出来上り容量をイールド値(kl / 
ton)として評価した。このイールド伊は、大きい方
が増粘効果が高い。
(1) Yield value (thickening property) When evaluating the thickening effect of a thickening agent,
On, the yield value (kl /
ton). The larger the yield, the greater the thickening effect.

このイールド値は、ベースライン溶液に、増粘剤を添加
し、20分間ハミルトンビーチミキサーで攪拌し、室温
で16時間静置し、さらに10分間攪拌し、22〜25
°Cで各濃度(g/10011[り (7)見掛は粘性
(AV値)を測定してプロットし、粘性曲線を得た。こ
の曲線から、15cpの濃度(g/100 d)を求め
、次式によりイールド値(je1/1on)を求めた。
This yield value was determined by adding a thickener to the baseline solution, stirring for 20 minutes in a Hamilton Beach mixer, leaving it to stand at room temperature for 16 hours, and stirring for an additional 10 minutes.
(7) The apparent viscosity (AV value) was measured and plotted to obtain a viscosity curve. From this curve, the concentration of 15 cp (g/100 d) was determined. , the yield value (je1/1on) was calculated using the following formula.

AV 1)CI4のmJX(g/lυυjlEJ(2)
流動性(ブライン流体の流動特性)ベースライン溶液に
、増粘剤を添加し、20分間ハミルトンビーチミキサー
で撹拌し、室温で16時間静置し、さらに10分間攪拌
し、22〜25℃で各濃度(g/100d)の流動特性
をFannモデル35粘度計を用いて測定した。
AV 1) CI4 mJX(g/lυυjlEJ(2)
Flow properties (flow properties of brine fluid) To the baseline solution, a thickener was added, stirred in a Hamilton Beach mixer for 20 minutes, left to stand at room temperature for 16 hours, stirred for an additional 10 minutes, and then mixed at 22-25 °C. The flow properties of the concentration (g/100d) were measured using a Fann model 35 viscometer.

(3)耐熱性 (2)で作ったブライン流体を養生セルに入れ、180
″C1200℃、230°Cの各温度下で、恒温槽内で
8時間静置加熱養生し、養生前後の流体の流動特性変化
を調べた。養生後の流動特性は流体を、25℃に冷却し
、Fannモデル35粘度計を用いて測定した。
(3) Put the brine fluid made in heat resistance (2) into the curing cell,
The fluid was left to heat and cure for 8 hours at temperatures of 1200°C and 230°C, and changes in the flow characteristics of the fluid before and after curing were investigated.The flow characteristics after curing were determined by cooling the fluid to 25°C. and measured using a Fann model 35 viscometer.

(4)脱水量 ブリッジング剤の効果を評価するために、改良型角PI
高温高圧脱水試験器を用い、高温高圧下での脱水量を測
定した。
(4) In order to evaluate the effect of dehydration bridging agent, improved square PI
The amount of dehydration under high temperature and high pressure was measured using a high temperature and high pressure dehydration tester.

脱水量の測定には、ブリッジング剤の添加前後の仕上げ
流体を、一定温度にセットした改良型API高温高圧脱
水試験器セル内に入れ、100psiの圧力を加えて3
0分間静置する。その後、圧力を250psiに上げて
、2時間の脱水量を測定した。
To measure the amount of dewatering, the finished fluid before and after addition of the bridging agent was placed in a modified API high temperature and high pressure dehydration tester cell set at a constant temperature, and a pressure of 100 psi was applied for 3.
Let stand for 0 minutes. Thereafter, the pressure was increased to 250 psi and the amount of water removed over 2 hours was measured.

改良型API高温高圧脱水試験器セル内には、フィルタ
ーとして空気浸透率が500ed (平均空隙径9.8
μ)、2000md (平均空隙径19.3μ) 、5
000+++d (平均空隙径38.4μ)の異なるコ
アを用いた。コアの大きさは、直径1インチ、長さ1.
5インチのものである。ここに、mdとはミリダルシー
(浸透率)で、1/1000ダルシー(d)である。こ
の値は多孔質物体固有のもので、次式で表される。
The improved API high temperature and high pressure dehydration tester cell has a filter with an air permeability of 500ed (average pore diameter 9.8
μ), 2000md (average pore diameter 19.3μ), 5
Cores with different diameters of 000+++d (average pore diameter 38.4μ) were used. The core measures 1 inch in diameter and 1 inch in length.
It is 5 inches. Here, md is millidarcy (penetration rate), which is 1/1000 darcy (d). This value is unique to porous objects and is expressed by the following equation.

A−ΔP   L::17の長さ(CI+)Q::I7
に浸透する流体の流量(jd!/秒)^:コアの断面積
(cifi) ΔP:圧力差(気圧) K:ダルシー(d) (5)回復率 空気浸透率が100ed (平均空隙径1.39) 、
500edのコアを用い、ブライン流体を浸透させる前
の油の浸透率を初期浸透率とし、さらにブライン流体を
浸透させたコアを塩酸水溶液(濃度7.5重量%)で処
理して回復させた後の油の浸透率を回復浸透率とし、こ
の初期浸透率と回復浸透率の比を回復率とした。
A-ΔP L::17 length (CI+)Q::I7
Flow rate of fluid penetrating into (jd!/sec) ^: Cross-sectional area of core (cifi) ΔP: Pressure difference (atmospheric pressure) K: Darcy (d) (5) Recovery rate Air permeability is 100ed (average pore diameter 1. 39),
Using a 500ed core, the oil penetration rate before the brine fluid was penetrated was taken as the initial penetration rate, and the core penetrated with the brine fluid was treated with a hydrochloric acid aqueous solution (concentration 7.5% by weight) to recover. The oil penetration rate was defined as the recovery penetration rate, and the ratio of this initial penetration rate to the recovery penetration rate was defined as the recovery rate.

油の浸透率の測定には、浸透率測定装置を用いた。A permeability measuring device was used to measure the oil permeability.

(実施例−1) ベースライン溶液B5−1 (比重1.15のNaC1
水溶液)に増粘剤ZN−1またはZN−2を添加したブ
ライン流体について、流動性、耐熱性およびイールド値
を測定した。
(Example-1) Baseline solution B5-1 (NaCl with specific gravity 1.15
The fluidity, heat resistance, and yield value of a brine fluid prepared by adding a thickener ZN-1 or ZN-2 to an aqueous solution were measured.

表−1にブライン流体の組成、表−2に流動性および耐
熱性、表−3にイールド値をそれぞれ示す。
Table 1 shows the composition of the brine fluid, Table 2 shows the fluidity and heat resistance, and Table 3 shows the yield value.

なお、イールド値の測定は、22〜25℃で行った。Note that the yield value was measured at 22 to 25°C.

表−1ブライン流体組成 比較例1は、ヒドロキシエチルセルロースを用いた。Table-1 Brine fluid composition Comparative Example 1 used hydroxyethylcellulose.

表−2流動性および耐熱性 ※単位=AV:cp、PV:cp、YV:lb/100
ft”表−3イールド値 (実施例−2) ベースプライン溶液B5−2 (比重1.35のCaC
1z水溶液)に増粘剤ZN−2またはZN−3を添加し
たブライン流体について、流動性、耐熱性およびイール
ド値を測定した。
Table-2 Fluidity and heat resistance *Units = AV: cp, PV: cp, YV: lb/100
ft” Table-3 Yield value (Example-2) Base pline solution B5-2 (CaC with specific gravity 1.35
Fluidity, heat resistance, and yield value were measured for a brine fluid obtained by adding a thickener ZN-2 or ZN-3 to a 1z aqueous solution).

表−4にブライン流体の組成、表−5に流動性および耐
熱性、表−6にイールド値をそれぞれ示す。
Table 4 shows the composition of the brine fluid, Table 5 shows the fluidity and heat resistance, and Table 6 shows the yield value.

なお、イールド値の測定は、22〜25°Cで行った。Note that the yield value was measured at 22 to 25°C.

表−4ブライン流体組成      ・比較例2は、ザ
ンサンガムを用いた。
Table-4 Brine fluid composition - Comparative example 2 used xanthan gum.

表−5流動性および耐熱性 単位=AV:cp、PV:cp、YV:lb/100f
t”表−6イールド値 (実施例−3) ベースプライン溶液B5−3 (比重1.70のCaC
1zl/CaBr、’混合系水溶液)に増粘剤ZN−1
またはZN−3を添加したブライン流体について、流動
性、耐熱性およびイールド値を測定した。表−7にブラ
イン流体の組成、表−8に流動性および耐熱性、表−9
にイールド値をそれぞれ示す。
Table-5 Fluidity and heat resistance unit = AV: cp, PV: cp, YV: lb/100f
t'' Table-6 Yield value (Example-3) Base pline solution B5-3 (CaC with specific gravity 1.70
1zl/CaBr, 'mixed aqueous solution) with thickener ZN-1
Alternatively, the fluidity, heat resistance, and yield value of the brine fluid to which ZN-3 was added were measured. Table 7 shows the composition of the brine fluid, Table 8 shows the fluidity and heat resistance, and Table 9
The yield values are shown in .

なお、イールド値の測定は、22〜25°Cで行った。Note that the yield value was measured at 22 to 25°C.

表−7ブライン流体組成 比較例3は、ヒドロキシプロピルセルロースを用いた。Table-7 Brine fluid composition Comparative Example 3 used hydroxypropylcellulose.

表−8流動性および耐熱性 単位=AVsep、PV:cp、YV:lb/100f
t2表−9イールド値 (実施例−4) ベースブライン溶液B5−1 (比重1.15のCaC
1水溶液)またはB5−3CaC1z/CaBrz混合
系水溶液に増粘剤ZN−3をそれぞれ添加したブライン
流体に、ブリッジング剤(BA−F)を添加して流体を
調整したのち、このブライン流体について、流動性、耐
熱性およびイールド値を測定した。さらに、このブライ
ン流体に及ぼす増粘剤の効果を評価するために、脱水量
と油の浸透率の回復率を測定した。
Table-8 Fluidity and heat resistance unit = AVsep, PV: cp, YV: lb/100f
t2 Table-9 Yield value (Example-4) Base brine solution B5-1 (CaC with specific gravity 1.15
After adjusting the brine fluid by adding a bridging agent (BA-F) to the brine fluid in which the thickener ZN-3 was added to the B5-3 CaC1z/CaBrz mixed aqueous solution) or the B5-3 CaC1z/CaBrz mixed aqueous solution, Fluidity, heat resistance and yield value were measured. Furthermore, in order to evaluate the effect of the thickener on this brine fluid, the amount of water removed and the recovery rate of oil permeability were measured.

表−10にブライン流体の組成、表−11に流動性およ
び耐熱性、表−12に脱水量と回復率をそれぞれ示す。
Table 10 shows the composition of the brine fluid, Table 11 shows the fluidity and heat resistance, and Table 12 shows the dewatering amount and recovery rate.

表−10ブライン流体組成 比較例3は、増粘剤ヒドロキシエチルセルロースを用い
た。
Table 10 Brine fluid composition Comparative Example 3 used hydroxyethyl cellulose thickener.

表−11流動性および耐熱性 表−12脱水量および回復率 g0発明の効果 本発明の増粘剤は、高濃度の無機電解質溶液からなるブ
ラインにおいて優れた増粘効果を示し、この増粘剤を添
加し、調整した坑井用の掘削流体、仕上げ流体または改
修流体、さらに必要に応じてこれらの流体にブリッジン
グ剤を添加してなる流体は、これを用いた場合、安全か
つ事故もなく坑井掘削が可能となり、また高温高圧下に
おける生産井の仕上げ作業または改修作業の際に地層障
害を起こすことがない等、従来の掘削流体、仕上げ流体
または改修流体にはない優れた効果を示す。
Table 11 Fluidity and heat resistance Table 12 Dehydration amount and recovery rate g0 Effect of the invention The thickener of the present invention exhibits an excellent thickening effect in brine consisting of a highly concentrated inorganic electrolyte solution. Drilling fluids, completion fluids, or workover fluids for wells that have been prepared with the addition of It exhibits superior effects not found in conventional drilling fluids, completion fluids, or workover fluids, such as making it possible to drill wells and not causing formation disturbances during completion or workover work of production wells under high temperature and high pressure conditions. .

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)カチオン性ビニル単量体と下記一般式で表される
ビニル単量体を構成成分とする共重合体からなることを
特徴とする坑井の掘削流体用、仕上げまたは改修 流体用増粘剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学
式、表等があります▼ 〔式中、R_1、R_2はC_1〜C_4のアルキル基
、R_3はトリメチレンまたはペンタメチレンである。 〕
(1) Thickening fluid for well drilling, finishing or workover fluids characterized by being composed of a copolymer consisting of a cationic vinyl monomer and a vinyl monomer represented by the following general formula. agent. ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [In the formula, R_1 and R_2 are C_1 to C_4 alkyl groups, and R_3 is trimethylene or pentamethylene. ]
(2)石油・天然ガス等の坑井の掘削において循環流体
として使用される無機塩類溶液からなる流体に、特許請
求の範囲(1)の増粘剤を添加したことを特徴とする坑
井の掘削流体。
(2) A well characterized in that the thickener of claim (1) is added to a fluid consisting of an inorganic salt solution used as a circulating fluid in the drilling of wells for oil, natural gas, etc. drilling fluid.
(3)高温高圧環境下にある石油・天然ガス等の生産坑
井の仕上げ作業または坑井の改修作業の際に使用される
無機塩類溶液からなる仕上げまたは改修用流体に、特許
請求の範囲(1)の増粘剤を添加したことを特徴とする
坑井の仕上げまたは改修流体。
(3) The scope of the claims ( A well completion or workover fluid characterized by adding the thickener of 1).
(4)ブリッジング剤を添加混合したことを特徴とする
特許請求の範囲(3)に記載の仕上げまたは改修流体。
(4) The finishing or refurbishment fluid according to claim (3), characterized in that a bridging agent is added and mixed therein.
JP2246658A 1990-09-17 1990-09-17 Thickeners and fluids containing well drilling fluids, finishing or renovation fluids Expired - Lifetime JP2592715B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2246658A JP2592715B2 (en) 1990-09-17 1990-09-17 Thickeners and fluids containing well drilling fluids, finishing or renovation fluids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2246658A JP2592715B2 (en) 1990-09-17 1990-09-17 Thickeners and fluids containing well drilling fluids, finishing or renovation fluids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04126788A true JPH04126788A (en) 1992-04-27
JP2592715B2 JP2592715B2 (en) 1997-03-19

Family

ID=17151696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2246658A Expired - Lifetime JP2592715B2 (en) 1990-09-17 1990-09-17 Thickeners and fluids containing well drilling fluids, finishing or renovation fluids

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2592715B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0668339A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Baker Hughes Incorporated Drilling fluid additive for watersensitive shales and clays, and method of drilling using the same
JP2005133075A (en) * 2003-10-07 2005-05-26 Kao Corp Surfactant composition
CN102604627A (en) * 2011-10-26 2012-07-25 中国石油化工股份有限公司 Acid fracturing temporary plugging agent
JP2017500262A (en) * 2013-11-25 2017-01-05 ハリバートン エナジー サヴィシーズ インコーポレイテッド Cement containing elastic latex polymer
CN114014978A (en) * 2021-11-26 2022-02-08 四川轻化工大学 Polymer type salt thickener and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5624413A (en) * 1979-08-06 1981-03-09 Cassella Farbwerke Mainkur Ag Waterrsoluble copolymer* its manufacture and boring aid containing same
JPS61211392A (en) * 1985-03-08 1986-09-19 エヌ・エル・インダストリーズ・インコーポレーテツド Liquid polymer composition for enhancing viscosity of aqueous medium
JPH02173085A (en) * 1988-11-07 1990-07-04 Air Prod And Chem Inc Additive for control of moisture loss in drilling mud

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5624413A (en) * 1979-08-06 1981-03-09 Cassella Farbwerke Mainkur Ag Waterrsoluble copolymer* its manufacture and boring aid containing same
JPS61211392A (en) * 1985-03-08 1986-09-19 エヌ・エル・インダストリーズ・インコーポレーテツド Liquid polymer composition for enhancing viscosity of aqueous medium
JPH02173085A (en) * 1988-11-07 1990-07-04 Air Prod And Chem Inc Additive for control of moisture loss in drilling mud

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0668339A1 (en) * 1994-02-18 1995-08-23 Baker Hughes Incorporated Drilling fluid additive for watersensitive shales and clays, and method of drilling using the same
JP2005133075A (en) * 2003-10-07 2005-05-26 Kao Corp Surfactant composition
JP4503403B2 (en) * 2003-10-07 2010-07-14 花王株式会社 Rheology modifier
CN102604627A (en) * 2011-10-26 2012-07-25 中国石油化工股份有限公司 Acid fracturing temporary plugging agent
JP2017500262A (en) * 2013-11-25 2017-01-05 ハリバートン エナジー サヴィシーズ インコーポレイテッド Cement containing elastic latex polymer
US10544349B2 (en) 2013-11-25 2020-01-28 Halliburton Energy Services, Inc. Cement with resilient latex polymer
US11485895B2 (en) 2013-11-25 2022-11-01 Halliburton Energy Services. Inc. Cement with resilient latex polymer
CN114014978A (en) * 2021-11-26 2022-02-08 四川轻化工大学 Polymer type salt thickener and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2592715B2 (en) 1997-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11795369B2 (en) Crosslinked synthetic polymer-based reservoir drilling fluid
AU2014249329B2 (en) Methods of designing a drilling fluid having suspendable loss circulation material
US6823939B2 (en) Methods of treating subterranean zones penetrated by well bores
RU2256071C2 (en) Composition and method for withdrawal of hydrocarbon fluids from underground layer
DK1212385T3 (en) Quaternary ammonium salts as thickeners for aqueous systems
RU2505578C2 (en) Composition and method for extraction of hydrocarbon fluids from underground deposit
US3319716A (en) Fluid loss additive for well fluids, composition and process
BR112016004880B1 (en) FLUID COMPOSITION COMPRISING CROSS-LINKED POLYVINYLPIRROLIDON FOR OIL FIELD APPLICATIONS AND METHOD FOR DRILLING IN A PRODUCTION ZONE WITH LIMITED FORMATION DAMAGE IN AN UNDERGROUND FORMATION
EP3013875A1 (en) A high-temperature high-pressure (hthp) stable synthetic polymer for water based oil-well servicing fluids
NO316235B1 (en) Method for controlling fluid loss in permeable formations drilled by boreholes
AU2017401563B2 (en) Lost circulation pill for severe losses using viscoelastic surfactant technology
US10883037B2 (en) Crosslinked n-vinylpyrrolidone polymers for use in subterranean formations and wells
BR112014020146B1 (en) use of a carboxylic diamine-diacid salt, drilling process and hydraulic fracture process
WO2019183390A1 (en) Preformed particle gel for enhanced oil recovery
US20220340803A1 (en) Crosslinked synthetic polymer-based reservoir drilling fluid
JPH04126788A (en) Visocosity increasing agent for drilling fluid of well, finishing or repairing fluid and fluid containing the same
US11814584B2 (en) Branched block copolymer for enhanced oil recovery in carbonate formations
Alkhalaf et al. Less Damaging Drilling Fluids: Development and Lab Testing
US7732379B2 (en) Non-damaging manganese tetroxide water-based drilling fluids
CN107889495B (en) Sequential polymers for monitoring filtrate
CN113631682B (en) Polymer dispersions for wax inhibition during stimulation
US20230137416A1 (en) Amphiphilic block copolymer surfactant for attenuating acid reactivity during acid stimulation of carbonate rich reservoirs