RU1556099C - Clayless drilling liquid - Google Patents
Clayless drilling liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU1556099C RU1556099C SU4200085A RU1556099C RU 1556099 C RU1556099 C RU 1556099C SU 4200085 A SU4200085 A SU 4200085A RU 1556099 C RU1556099 C RU 1556099C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- solution
- clay
- properties
- acrylic polymer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для бурения скважин на нефть, газ и воду, оно представляет собой безглинистый буровой раствор, применяемый для промывки скважин в процессе бурения и вскрытия продуктивных пластов в условиях, осложненных осыпями и обвалами глин и аргилитов. The invention is intended for drilling wells for oil, gas and water, it is a clay-free drilling fluid used to flush wells during drilling and opening productive formations under conditions complicated by screes and landslides of clays and mudstones.
Цель - повышение способности восстановления технологических свойств после удаления выбуренной породы при одновременном повышении скорости флокуляции. The goal is to increase the ability to restore technological properties after removing cuttings while increasing the rate of flocculation.
Раствор содержит ингредиенты при следующем их соотношении, мас.%: Акриловый полимер 0,001-0,035
Соль трехвалентного металла 0,003-0,030 Эфир целлюлозы 0,100-0,300 Вода Остальное
В качестве акрилового полимера раствор содержит полиакриламид (ПАА) или метас, или метакрил-14, а в качестве соли трехвалентного металла - или сульфат алюминия, или сульфат железа, или хлорид алюминия, или хлорид железа.The solution contains ingredients in the following ratio, wt.%: Acrylic polymer 0.001-0.035
Trivalent metal salt 0.003-0.030 Cellulose ether 0.100-0.300 Water Else
As an acrylic polymer, the solution contains polyacrylamide (PAA) or metas, or methacryl-14, and as a salt of a trivalent metal - or aluminum sulfate, or iron sulfate, or aluminum chloride, or iron chloride.
В качестве эфира целлюлозы раствор содержит или карбоксиметилцеллюлозу со степенью полимеризации от 350 до 700, или оксиэтилцеллюлозу. As a cellulose ether, the solution contains either carboxymethyl cellulose with a polymerization degree of 350 to 700, or hydroxyethyl cellulose.
Для приготовления раствора можно использовать как техническую, так и пластовую воду. To prepare the solution, you can use both technical and produced water.
Раствор приготовляют путем смешения ингредиентов. The solution is prepared by mixing the ingredients.
П р и м е р. К 939 г воды добавляют 40 г 5%-ного раствора КМЦ-700, после 30 мин перемешивания добавляют 1 г 10%-ного раствора хлорида железа. Смесь перемешивают 15 мин, после чего к ней добавляют 20 г 0,5%-ного раствора полиакриламида (Polydia). После перемешивания в течение 30 мин получают безглинистый буровой раствор, имеющий состав, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 0,2; ПАА 0,01; FeCl3 0,01; техническая вода - остальное, пригодный для использования.PRI me R. To 939 g of water add 40 g of a 5% solution of CMC-700, after 30 minutes of stirring add 1 g of a 10% solution of iron chloride. The mixture is stirred for 15 minutes, after which 20 g of a 0.5% solution of polyacrylamide (Polydia) are added to it. After stirring for 30 minutes, a clay-free drilling fluid is obtained having a composition, wt.%: Carboxymethyl cellulose 0.2; PAA 0.01; FeCl 3 0.01; process water - the rest is usable.
Аналогичным образом получали другие составы безглинистого бурового раствора с различными соотношениями ингредиентов, приведенные в табл. 1. В табл. 2 приведены результаты их исследования. Similarly received other compositions of clay-free drilling mud with different ratios of ingredients, are given in table. 1. In the table. 2 shows the results of their study.
Для получения безглинистого бурового раствора в лабораторных условиях использовали следующие вещества:
пластовая вода плотностью 1180 кг/м3 с общей минерализацией 260 г/л и содержанием хлорида кальция 52 г/л;
техническая вода (водопроводная) жесткостью менее 5 мг-экв/л;
полиакриламид отечественного производства, железообразное вещество с содержанием основного вещества 6-8%, в опытах использовали 2%-ный водный раствор;
полиакриламид японского производства марок ДК-DrillA-1, А-15, Polydia, сухое порошкообразное вещество белого цвета, в опытах использовали 0,5%-ный водный раствор;
карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), КМЦ-500, КМЦ-600 или КМЦ-700, мелкозернистое, порошкообразное или волокнистое вещество белого цвета, в опытах использовали 5%-ный водный раствор;
карбоксиметилцеллюлоза - СМС В-805 японского производства, порошкообразное вещество белого цвета, в опытах использовали 5%-ный водный раствор;
оксиэтилцеллюлоза (ОЭЦ), порошкообразное вещество белого цвета, в опытах использовали 5%-ный водный раствор;
метас - полимерный реагент акрилового ряда, порошкообразное вещество белого цвета, в опытах использовали 2%-ный водный раствор, приготовленный на 0,5%-ном растворе NaOH;
сополимер М-14 - сополимер суспензионный метакрил-14 высоковязкий, белое порошкообразное вещество, в опытах использовали 1%-ный водный раствор, приготовленный на 0,3%-ном растворе NaOH;
сульфат алюминия, порошок белого цвета, в опытах использовали 10%-ный водный раствор;
сульфат калия - алюминия, порошок белого цвета, в опытах использовали 5-ный водный раствор;
хлорид железа, кристаллическое вещество темно-желтого цвета, в опытах использовали 10%-ный водный раствор;
сульфат железа, желтое кристаллическое вещество, в опытах использовали 10%-ный водный раствор;
хлорид алюминия, белое порошкообразное вещество, в опытах использовали 10%-ный водный раствор.To obtain a clay-free drilling fluid in laboratory conditions, the following substances were used:
formation water with a density of 1180 kg / m 3 with a total salinity of 260 g / l and a calcium chloride content of 52 g / l;
process water (tap) with a hardness of less than 5 mEq / l;
domestic polyacrylamide, iron-like substance with a basic substance content of 6-8%; in the experiments, a 2% aqueous solution was used;
Japanese-made polyacrylamide brands DK-DrillA-1, A-15, Polydia, a dry, powdery substance of white color, in the experiments a 0.5% aqueous solution was used;
carboxymethyl cellulose (CMC), KMTs-500, KMTs-600 or KMTs-700, fine-grained, powdery or fibrous substance of white color, 5% aqueous solution was used in the experiments;
carboxymethyl cellulose - SMS В-805 of Japanese manufacture, a white powder substance, in the experiments a 5% aqueous solution was used;
hydroxyethyl cellulose (OEC), a white powdery substance, used in the experiments a 5% aqueous solution;
metas - acrylic polymer reagent, white powder, in the experiments we used a 2% aqueous solution prepared in a 0.5% NaOH solution;
copolymer M-14 — suspension methacryl-14 copolymer is a highly viscous, white powdery substance; in the experiments we used a 1% aqueous solution prepared on a 0.3% NaOH solution;
aluminum sulfate, white powder, in the experiments used a 10% aqueous solution;
potassium sulfate - aluminum, white powder, in the experiments used a 5th aqueous solution;
ferric chloride, a crystalline substance of dark yellow color, in the experiments used a 10% aqueous solution;
iron sulfate, a yellow crystalline substance, in the experiments used a 10% aqueous solution;
aluminum chloride, a white powdery substance, in the experiments used a 10% aqueous solution.
В ходе лабораторных исследований определяли следующие свойства безглинистого бурового раствора: плотность (δ , кг/м3), условная вязкость (УВ100, с), показатель фильтрации ( Φ , см3 за 0,5 ч по прибору ВМ-6). При проведении лабораторных исследований определяли также флокулирующие свойства безглинистого бурового раствора и замеряли показатель фильтрации и условную вязкость безглинистого раствора после воздействия на него выбуренной породы (по изменению значений показателя фильтрации и условной вязкости после воздействия выбуренной породы судили о свойстве безглинистого раствора).In the course of laboratory studies, the following properties of clay-free drilling fluid were determined: density (δ, kg / m 3 ), conditional viscosity (UV 100 , s), filtration rate (Φ, cm 3 for 0.5 h using a VM-6 device). During laboratory studies, the flocculating properties of the clay-free drilling fluid were also determined, and the filtration rate and the conditional viscosity of the clay-free mud after exposure to drill cuttings were measured (the properties of clay-free mud were judged by changing the values of the filtration index and conditional viscosity after exposure to the cuttings).
Для получения сравнительных данных в ходе лабораторных исследований определяли аналогичные свойства известных безглинистых буровых растворов. To obtain comparative data in the course of laboratory studies, similar properties of known clay-free drilling fluids were determined.
Исследование флокулирующих свойств безглинистых буровых растворов и оценку устойчивости их фильтрационных и реологических свойств по отношению к выбуренной породе проводили по следующей методике. После приготовления безглинистого бурового раствора замеряли его плотность, показатель фильтрации и вязкость. Затем определяли флокулирующие свойства бурового раствора, для этого к раствору при перемешивании добавляли 6% глинопорошка (в опытах использовали альметьевский глинопорошок). Раствор с глинопорошком перемешивали в течение 0,5 ч на высокооборотной лабораторной мешалке со скоростью 2500 об/мин. The study of the flocculating properties of clay-free drilling fluids and the assessment of the stability of their filtration and rheological properties in relation to the cuttings were carried out according to the following method. After preparation of the clay-free drilling fluid, its density, filtration rate, and viscosity were measured. Then, the flocculating properties of the drilling fluid were determined; for this, 6% clay powder was added to the solution with stirring (Almetyevsk clay powder was used in the experiments). The solution with clay powder was stirred for 0.5 h on a high-speed laboratory stirrer at a speed of 2500 rpm.
После перемешивания замеряли плотность раствора и раствор наливали в 4 мерных цилиндра объемом по 100 мл, имеющих отверстия посередине, закрытые пробкой. Включали секундомер и замеряли плотность верхней половины раствора через 3, 10, 30 и 60 мин. По изменению плотности безглинистого бурового раствора во времени судили о скорости осаждения твердой фазы, т.е. о флокулирующих свойствах безглинистых буровых растворов. After stirring, the density of the solution was measured and the solution was poured into 4 graduated cylinders with a volume of 100 ml each having openings in the middle closed by a stopper. The stopwatch was turned on and the density of the upper half of the solution was measured after 3, 10, 30 and 60 minutes. The change in the density of clay-free drilling mud over time was used to judge the rate of deposition of the solid phase, i.e. about flocculating properties of clay-free drilling fluids.
После замера флокулирующих свойств замеряли плотность, показатель фильтрации и условную вязкость раствора после осаждения из него глинопорошка. After measuring the flocculating properties, the density, the filtration rate, and the conditional viscosity of the solution were measured after the clay powder was precipitated from it.
Анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что раствор имеет низкие значения показателя фильтрации (от 2,5 до 10 см3), низкие значения вязкости (от 3,6 до 4,2 с), раствор обладает высокими флокулирующими свойствами (уже через 3 мин осаждается 94,2-100% твердой фазы, введенной в раствор) и обладает устойчивостью фильтрационных и реологических свойств к воздействию выбуренной породы (после осаждения и удаления твердой фазы показатели свойств раствора остаются без изменений).Analysis of the data presented in table. 1 and 2, shows that the solution has low values of the filtration index (from 2.5 to 10 cm 3 ), low viscosity values (from 3.6 to 4.2 s), the solution has high flocculating properties (after 3 min it precipitates 94.2-100% of the solid phase introduced into the solution) and is resistant to filtration and rheological properties to the effect of cuttings (after sedimentation and removal of the solid phase, the properties of the solution remain unchanged).
Поскольку раствор может быть приготовлен также и на пластовой воде (ПВ), то получаемый в этом случае раствор имеет высокие ингибирующие свойства благодаря присутствию электролитов, содержащихся в пластовых водах, в результате чего такой буровой раствор обеспечивает сохранение устойчивости стенок ствола скважины в процессе бурения. Since the solution can also be prepared with produced water (PV), the solution obtained in this case has high inhibitory properties due to the presence of electrolytes contained in the produced water, as a result of which such a drilling fluid ensures the stability of the borehole walls during drilling.
Указанные выше значения ингредиентов являются граничными, т.е. их изменения в большую или меньшую стороны не позволяют достичь поставленной цели изобретения. Так, при концентрации эфиров целлюлозы менее 0,1% и содержании акриловых полимеров менее 0,001% (раствор 4) безглинистый раствор хотя и имеет удовлетворительные значения показателя фильтрации исходного раствора (12 см3), но не устойчив к воздействию выбуренной породы, так как его показатель фильтрации после флокуляции возрастает до 17 см3. При концентрации эфиров целлюлозы более 0,3% и акриловых полимеров более 0,035% (растворы 9, 12, 13 и 16) безглинистые буровые растворы имеют низкие флокулирующие свойства. При концентрации солей трехвалентных металлов менее 0,003% и более 0,03% безглинистые растворы имеют высокие значения показателя фильтрации (растворы 20 и 22). При использовании только одного полимера либо акрилового (растворы 2 и 3), либо эфира целлюлозы (раствор 13) в сочетании с солями трехвалентных металлов поставленная цель изобретения не достигается, так как указанные растворы имеют либо низкие флокулирующие свойства, либо высокие значения показателя фильтрации.The above values of the ingredients are boundary, i.e. their changes to a greater or lesser extent do not allow to achieve the set goal of the invention. So, when the concentration of cellulose ethers is less than 0.1% and the content of acrylic polymers is less than 0.001% (solution 4), the clay-free solution, although it has satisfactory values for the filtration rate of the initial solution (12 cm 3 ), is not resistant to drill cuttings, since the filtration rate after flocculation increases to 17 cm 3 . With a concentration of cellulose ethers of more than 0.3% and acrylic polymers of more than 0.035% (
Сопоставление свойств данного раствора с известными (см. табл. 3) показывает, что последние (растворы 1, 2 и 3) не сохраняют свои свойства после удаления из них твердой фазы. Этим свойством они обладают лишь тогда, когда в их состав входит твердая фаза (флокулирующие свойства у них невысокие), но стоит ее убрать и свойства резко ухудшаются. A comparison of the properties of this solution with the known ones (see Table 3) shows that the latter (
Кроме этого, в известных растворах эфир целлюлозы (в частности КМЦ-600) без лигносульфонатов не обеспечивает получения низких значений показателя фильтрации даже в исходных безглинистых растворах, т.е. растворы, полученные по известной рецептуре исключением лигносульфонатов, характеризуются высоким показателем фильтрации (см. табл. 3, растворы 3 и 6). In addition, in known solutions, cellulose ether (in particular KMC-600) without lignosulfonates does not provide low filtration rates even in the original clay-free solutions, i.e. solutions obtained according to the well-known recipe excluding lignosulfonates are characterized by a high filtration rate (see table. 3,
Достигаемый описываемым буровым раствором эффект, как показывают следующие опыты, обеспечивается комплексным действием всех трех компонентов системы (акрилового полимера, эфира целлюлозы и солей трехвалентных металлов) и не следует из известных свойств (прямого функционального назначения) каждого из этих компонентов. The effect achieved by the described drilling fluid, as shown by the following experiments, is ensured by the combined action of all three components of the system (acrylic polymer, cellulose ether and salts of trivalent metals) and does not follow from the known properties (direct functional purpose) of each of these components.
При проведении опытов сначала готовили состав из двух ингредиентов заявленного раствора, затем туда добавляли 6 мас.% альметьевского глинопорошка (АГ), а далее вводили третий компонент. Затем определяли флокулирующие свойства у полученного раствора и его свойства после удаления твердой фазы. Данные, полученные в ходе испытаний, приведены в табл. 4. Их анализ показывает, что при вводе глинопорошка в смесь двух компонентов раствора [ПАА + +Al2(SO4)3; КМЦ + Al2(SO4)3 или ПАА + КМЦ] не удается получить описываемый буровой раствор добавками третьего компонента (КМЦ, ПАА или Al2(SO4)3, так как буровой раствор, устойчивый к воздействию выбуренной породы, может быть получен только при одновременном взаимодействии всех трех компонентов раствора, при этом образуется устойчивая система, которая характеризуется качественными показателями даже после удаления выбуренной породы.When conducting experiments, first prepared a composition of two ingredients of the claimed solution, then 6 wt.% Almetyevsk clay powder (AG) was added there, and then the third component was introduced. Then, the flocculating properties of the resulting solution and its properties after removal of the solid phase were determined. The data obtained during the tests are given in table. 4. Their analysis shows that when clay powder is introduced into a mixture of two solution components [PAA + + Al 2 (SO 4 ) 3 ; CMC + Al 2 (SO 4 ) 3 or PAA + CMC] it is not possible to obtain the described drilling fluid by additives of the third component (CMC, PAA or Al 2 (SO 4 ) 3 , since a drilling fluid resistant to drill cuttings can be obtained only with the simultaneous interaction of all three components of the solution, in this case a stable system is formed, which is characterized by quality indicators even after removal of the cuttings.
Во всех трех опытах (см. табл. 4) эфир целлюлозы не проявляет стабилизирующего действия, синергетический эффект не проявляется также и при совместной обработке полиакриламидом и эфиром целлюлозы (см. опыт. 3 в табл. 4). In all three experiments (see Table 4), the cellulose ether did not exhibit a stabilizing effect, and the synergistic effect did not also appear when combined with polyacrylamide and cellulose ether (see
Указанные технические преимущества данного безглинистого бурового раствора при его использовании позволяют: повысить качество вскрытия продуктивных пластов за счет уменьшения в 1,5 раза по сравнению с известными растворами проникновения дисперсионной среды и дисперсной фазы бурового раствора в пласт (ввиду сохранения низких значений показателя фильтрации в процессе бурения и высоких флокулирующих свойств раствора); улучшить показатели работы долот (повысить проходку на долото и механическую скорость на 15-20% ) за счет высоких флокулирующих свойств раствора; снизить в 2-3 раза стоимость бурового раствора за счет снижения расхода химических реагентов (ввиду высокой устойчивости фильтрационных и реологических свойств раствора к воздействию выбуренной породы и высокой флокулирующей способности раствора). The indicated technical advantages of this non-clay drilling mud when using it allow you to: improve the quality of opening of reservoirs by reducing by 1.5 times compared with the known solutions of the penetration of the dispersion medium and the dispersed phase of the drilling fluid into the reservoir (due to the low values of the filtration rate during drilling and high flocculating properties of the solution); to improve the performance of the bits (increase penetration to the bit and mechanical speed by 15-20%) due to the high flocculating properties of the solution; to reduce by 2-3 times the cost of drilling fluid by reducing the consumption of chemicals (due to the high stability of the filtration and rheological properties of the fluid to the effects of drill cuttings and the high flocculating ability of the fluid).
Claims (1)
Акриловый полимер - 0,001 - 0,035
Соль трехвалентного металла - 0,003 - 0,030
Эфир целлюлозы - 0,100 - 0,300
Вода - ОстальноеA CLAY-FREE DRILLING Mud including an acrylic polymer, a trivalent metal salt and water, characterized in that, in order to increase the ability to restore technological properties after removing drill cuttings while increasing flocculation rate, it additionally contains cellulose ether in the following ratio of ingredients, wt.%:
Acrylic polymer - 0.001 - 0.035
Trivalent metal salt - 0.003 - 0.030
Cellulose ether - 0.100 - 0.300
Water - Else
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4200085 RU1556099C (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Clayless drilling liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4200085 RU1556099C (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Clayless drilling liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1556099C true RU1556099C (en) | 1995-03-20 |
Family
ID=30440619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4200085 RU1556099C (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Clayless drilling liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1556099C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550704C1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Peat alkaline drilling mud for well drilling in permafrost rocks |
-
1987
- 1987-02-24 RU SU4200085 patent/RU1556099C/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1169976, кл. C 09K 7/02, 1983. * |
Авторское свидетельство СССР N 1195644, кл. C 09K 7/02, 1982. * |
Авторское свидетельство СССР N 734243, кл. C 09K 7/02, 1976. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550704C1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Peat alkaline drilling mud for well drilling in permafrost rocks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2856356A (en) | Preparation of a drilling fluid composition and method of use | |
JPH0657245A (en) | Water-based circulated excavation slurry | |
RU1556099C (en) | Clayless drilling liquid | |
RU2710654C1 (en) | Highly inhibited invert drilling agent | |
CN111574971A (en) | Composition for borehole perfusion, preparation method thereof and wall protection slurry | |
RU2102429C1 (en) | Clayless drilling fluid | |
RU2001936C1 (en) | Drilling solution | |
RU2107708C1 (en) | Reagent for treating drilling muds | |
SU1051104A1 (en) | Drilling mud | |
SU1585313A1 (en) | Clayless drilling fluid | |
RU2006499C1 (en) | Clayless drilling fluid | |
RU2135542C1 (en) | Hydrogel drilling mud | |
SU1098952A1 (en) | Mineralized drilling mud for drilling in salt-bearing deposits | |
RU2058364C1 (en) | Clay drilling mortar | |
RU2163248C2 (en) | Drilling mud for drilling in falling down rocks | |
SU1118661A1 (en) | Drilling mud | |
RU2081147C1 (en) | Reagent for treating clayless drilling fluids | |
SU998486A1 (en) | Drilling mud | |
RU1776687C (en) | Clay-free drilling mud | |
SU1749225A1 (en) | Drilling fluid | |
RU1810372C (en) | Drilling fluid | |
SU1010101A1 (en) | Drilling mud | |
RU2211238C1 (en) | Clayless drilling mud | |
SU1139740A1 (en) | Adhesion mud injection component for mineralized drilling muds | |
RU2061717C1 (en) | Drilling solution |