PL234324B1 - Płuczka wiertnicza aminowo-glikolowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wodnodyspersyjna płuczka wiertnicza aminowo-glikolowa o działaniu inhibitującym, stosowana w trakcie przewiercania warstw skał ilasto-łupkowych, które pod wpływem wody ulegają pęcznieniu i dyspersji.

Znane jest rozwiązanie płuczki wiertniczej glikolowo-potasowej, stosowanej do przewiercania warstw skał ilasto-łupkowych, która została ujawniona w opisie patentowym P.185004. W ujawnionym opisie płuczka wiertnicza składa się z wodnej zawiesiny bentonitu, w której dyspergowany jest polimer obniżający filtrację, tj. karboksymetyloceluloza (KMC) oraz chlorku potasu i zawiera wagowo 3% poliglikolu będącego związkiem tlenków propylenu i etylenu, a także 1% emulgatora stanowiącego związek tlenku etylenu i oleju rycynowego, w stosunku do masy płuczki.

Z kolei w innym ujawnionym rozwiązaniu, opisanym w opisie patentowym nr P.188174, płuczka wiertnicza składająca się z wodnej zawiesiny biocydu, środka skrobiowego i biopolimeru z dodatkiem chlorku potasu, poliglikolu i emulgatora, zawiera 3% wagowe modyfikowanego trójpolifosforanem sodu i kwasem ortofosforowym szkła wodnego sodowego, w stosunku do masy płuczki, przy czym zawartość mieszaniny trójpolifosforanu sodu i kwasu ortofosforowego w przeliczeniu na pięciotlenek fosforu wynosi 10% wagowych w stosunku do szkła wodnego sodowego.

Powszechnie stosowaną również płuczką o działaniu inhibitującym do przewiercania warstw ilasto-łupkowych jest płuczka potasowo-polimerowa, składająca się z wodnej zawiesiny środka celulozowego lub skrobiowego, biopolimeru, częściowo hydrolizowanego poliakryloamidu z dodatkiem chlorku potasowego. W składzie płuczki stosowany jest również biocyd oraz środki poprawiające właściwości smarne i zapobiegające pienieniu jak również materiały obciążające.

Przykładowe rozwiązania opisane powyżej mają niższy stopień zapobiegania hydratacji skał ilasto-łupkowych. Ponadto ich skład nie zapewnia na odpowiednim poziomie regulacji właściwości reologiczno-strukturalnych przy niskich prędkościach ścinania.

Celem wynalazku jest stworzenie płuczki wiertniczej zawierającej w swoim składzie nowy rodzaj polimerowego inhibitora hydratacji skał ilasto-łupkowych o wysokim stopniu zapobiegania ich dyspersji, na poziomie znacznie wyższym niż 90%. Użyte do jej sporządzania środki chemiczne do regulacji właściwości reologiczno-strukturalnych przy niskich prędkościach i filtracji muszą wykazywać synergistyczne działanie z zastosowaną poliwinyloaminą (PVAm) o różnej masie molowej i tworzyć stabilny system płuczki, która jest odporna na pełne zasolenie NaCl, skażenia zwiercinami, solami metali dwuwartościowych, zachowując równocześnie zdolność do regulowania parametrów reologiczno-strukturalnych i filtracji w temperaturze mieszczącej się w temperaturowym zakresie odporności koloidów ochronnych.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym płuczka wiertnicza aminowo-glikolowa stanowiąca mieszaninę środka skrobiowego lub środka skrobiowego i celulozowego oraz biopolimeru charakteryzuje się tym, że zawiera 0,5-0,7% wag. syntetycznego, małocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędowymi grupami aminowymi PVAm 12 oraz 0,1-0,15% wag. syntetycznego, wielkocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędowymi grupami aminowymi PVAm 89, a także 1-2% wag. poliglikolu będącego polimerem tlenku etylenu lub/i poliglikolu będącego kopolimerem blokowym tlenku propylenu i tlenku etylenu w połączeniu z emulgatorem będącym adduktem tlenku etylenu do oleju rycynolowego oraz 7% wag. chlorku potasu KCl.

Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie płuczki wiertniczej z inhibitorami hydratacji skał ilasto-łupkowych o wysokim stopniu zapobiegania ich dyspersji, na poziomie wyższym niż 90%. Użyte środki chemiczne do regulacji właściwości reologiczno-strukturalnych i filtracji wykazują synergistyczne działanie i tworzą stabilny system płuczki, która jest odporna na pełne zasolenie NaCl, a także na skażenia zwiercinami, solami metali dwuwartościowych, zachowując jednocześnie zdolność do regulowania parametrów reologiczno-strukturalnych i filtracji w temperaturze mieszczącej się w temperaturowym zakresie odporności koloidów ochronnych.

Technologię sporządzania płuczki wiertniczej wg wynalazku w warunkach laboratoryjnych w przykładzie wykonania opisano poniżej.

P r z y k ł a d

Do wyjściowej wodnej zawiesiny koloidalnej zawierającej wagowo 2% wag. środka skrobiowego; 1,5% wag. KMC LV; 0,25% wag. XCD dodaje się 7% wag. soli potasowej. Po rozpuszczeniu soli potasowej przy ciągłym mieszaniu dodaje się kolejno: 2% wag. poliglikolu będącego polimerem tlenku etylenu; 0,1% wag. syntetycznego, wielkocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędo

PL 234 324 B1 wymi grupami aminowymi PVAm 89 i 0,7% wag. syntetycznego, małocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędowymi grupami aminowymi PVAm 12 oraz 7% wag. węglanu wapnia CaCOs.

Tak sporządzona płuczka posiada gęstość 1090 kg/m³, lepkość plastyczną 37 mPa-s, lepkość pozorną 55,5 mPa-s, granicę płynięcia 17,7 Pa, wytrzymałość strukturalną (10’710’) 2,4/2,7 Pa, filtrację 2,8 cm³, pH 9,2.

Gęstość płuczki może być zwiększona poprzez dodanie do jej składu materiału obciążającego, między innymi barytu.

Przedmiot według wynalazku może być stosowany w trakcie przewiercania warstw skał ilasto-łupkowych, które pod wpływem wody ulegają pęcznieniu i dyspersji.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Płuczka wiertnicza aminowo-glikolowa stanowiąca mieszaninę środka skrobiowego lub środka skrobiowego i celulozowego oraz biopolimeru, znamienna tym, że zawiera 0,5-0,7% wag. syntetycznego, małocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędowymi grupami aminowymi PVAm 12 oraz 0,1-0,15% wag. syntetycznego, wielkocząsteczkowego polimeru kationowego z pierwszorzędowymi grupami aminowymi PVAm 89, a także 1-2% wag. poliglikolu będącego polimerem tlenku etylenu lub/i poliglikolu będącego kopolimerem blokowym tlenku propylenu i tlenku etylenu w połączeniu z emulgatorem będącym adduktem tlenku etylenu do oleju rycynolowego oraz 7% wag. chlorku potasu KCl.