RU2100399C1

RU2100399C1 - Invert-emulsion drilling mud for hydraulic jet perforation of wells

Info

Publication number: RU2100399C1
Application number: RU96101856A
Authority: RU
Inventors: Д.Ш. Рамазанов; И.В. Шпуров; А.А. Ручкин; С.В. Абатуров
Original assignee: Акционерное общество открытого типа Нефтяная компания "ПАРИТЕТ"
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: oil and gas production; drilling fluids. SUBSTANCE: drilling mud contains 34-48 wt % of petroleum product, 2-5 wt % of emulsifier, and mineralized water to 100%. As emulsifier, additive is used being on the basis of residue from synthetic fatty acids' vat production, aminonitrile, and mazut. EFFECT: increased sand-retaining capacity of mud. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к растворам на углеводородной основе, используемым для вторичного вскрытия продуктивных пластов как при строительстве, так и эксплуатации скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to hydrocarbon-based solutions used for the secondary opening of productive formations both in the construction and operation of wells.

Известна обратная эмульсия для бурения и гашения скважин, содержащая нефть, воду и эмульгатор, в качестве которого используют амидоамины кислот таллового масла [1]
Недостатком эмульсии является то, что ее параметры не соответствуют технологическим условиям гидропескоструйной перфорации в части пескоудерживающей способности.Known inverse emulsion for drilling and damping wells containing oil, water and an emulsifier, which is used as amido amines of tall oil acids [1]
The disadvantage of the emulsion is that its parameters do not correspond to the technological conditions of sandblasting perforation in terms of sand holding capacity.

Известны рецептуры перфорационных жидкостей на основе водных растворов солей NaCl, CaCl₂ с добавлением различных загустителей [2, 3]
Несмотря на высокие пескоудерживающие параметры указанные жидкости не предотвращают негативного влияния водных растворов на коллекторские свойства продуктивных пластов из-за набухания глинистых частиц в породе.Known formulations of perforation liquids based on aqueous solutions of salts of NaCl, CaCl ₂ with the addition of various thickeners [2, 3]
Despite the high sand-holding parameters, these fluids do not prevent the negative influence of aqueous solutions on the reservoir properties of productive formations due to the swelling of clay particles in the rock.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является инвертная эмульсия для глушения скважин, содержащая нефть, минерализованную воду и эмульгатор, в качестве которого используют талловый пек [4]
Недостатком этой эмульсии является несоответствие ее параметров технологическим условиям гидропескоструйной перфорации в части пескоудерживающей способности.The closest technical solution, taken as a prototype, is an invert emulsion for killing wells containing oil, saline water and an emulsifier, which is used as tall pitch [4]
The disadvantage of this emulsion is the mismatch of its parameters with the technological conditions of sandblasting perforation in terms of sand-holding ability.

Известно, что при проведении гидропескоструйной перфорации особые требования предъявляются к качеству технологических жидкостей. Перфорационные жидкости не должны оказывать негативного воздействия на продуктивный пласт и должны обладать высокой удерживающей способностью для кварцевого песка. В этих направлениях перфорационные жидкости не совершенствовались, хотя одной из основных причин, сдерживающих широкое применение весьма эффективной технологии гидропескоструйной перфорации является высокая опасность прихвата насосно-компрессорных труб в скважине, связанная с быстрым осаждением песка в технической воде, и загрязнение продуктивного пласта перфорационной жидкостью. It is known that when conducting sandblasting, special requirements are placed on the quality of process fluids. Perforation fluids should not adversely affect the reservoir and should have high holding capacity for silica sand. Perforation fluids have not been improved in these areas, although one of the main reasons hampering the widespread use of highly effective technology for sandblasting is the high risk of sticking tubing in the well associated with the rapid deposition of sand in industrial water and contamination of the reservoir by perforation fluid.

Задачей изобретения является повышение пескоудерживающей способности инвертно-эмульсионного раствора (ИЭР). The objective of the invention is to increase the sand-holding ability of the invert emulsion solution (ESI).

Поставленная задача решается тем, что известный раствор, содержащий нефтепродукт, минерализованную воду и эмульгатор, в качестве эмульгатора содержит присадку ЭМСА-3 на основе остатка кубового производства синтетических жирных кислот, аминонитрила и мазута при следующем соотношении компонентов, мас. The problem is solved in that the known solution containing oil, mineralized water and an emulsifier, as an emulsifier contains an additive EMCA-3 based on the remainder of the bottoms production of synthetic fatty acids, aminonitrile and fuel oil in the following ratio of components, wt.

Нефтепродукт 34-48
Присадка ЭМСА-37 2-5
Минерализованная вода Остальное
В качестве нефтепродукта используют дизельное топливо или обезвоженную, разгазированную товарную нефть. Минерализованная вода представляет собой водные растворы CaCl₂ или NaCl различной степени минерализации.Oil product 34-48
Additive EMCA-37 2-5
Mineralized water Else
Diesel fuel or dehydrated, degassed commercial oil is used as an oil product. Mineralized water is an aqueous solution of CaCl ₂ or NaCl of varying degrees of mineralization.

Присадка ЭМСА-3 представляет собой вязкую жидкость коричневого цвета и выпускается согласно ТУ-88 УССР 264-50-90. Для приготовления присадки применяются следующие компоненты: кубовый остаток производства синтетических жирных кислот по ОСТ 38-01182-80, аминонитрил ЦЭДА по ТУ-88-УССР 264-05-90, мазут по ГОСТ 10585-75. The additive EMCA-3 is a viscous brown liquid and is produced according to TU-88 of the Ukrainian SSR 264-50-90. The following components are used to prepare the additive: VAT residue for the production of synthetic fatty acids according to OST 38-01182-80, aminonitrile TSEDA according to TU-88-Ukrainian SSR 264-05-90, fuel oil according to GOST 10585-75.

Полученный ИЭР, стабилизированный ЭМСА-3, приобретает способность удерживать частицы песка в объеме раствора во взвешенном (суспензированном) состоянии с целью предотвращения обратного осаждения. Присадка ЭМСА-3 позволяет при добавке в раствор в количестве 2 5% образовать устойчивую эмульсию, создающую на поверхности капель воды в масле прочные адсорбционные слои. Адсорбируясь на поверхности оторвавшихся от частиц песка капель. ЭМСА-3 снижает межфазное натяжение на ее границе с раствором, повышает электрокинетический потенциал на границе раздела фаз. В результате происходит дальнейшее измельчение частиц эмульсии и образование оболочек, препятствующих слиянию капель и оседанию частиц песка. The obtained ESA stabilized by EMSA-3 acquires the ability to retain sand particles in the bulk of the solution in a suspended (suspended) state in order to prevent reverse deposition. The additive EMCA-3 allows, when added to the solution in an amount of 2.5%, to form a stable emulsion, which creates strong adsorption layers on the surface of water droplets in oil. Adsorbed on the surface of drops separated from sand particles. EMSA-3 reduces interfacial tension at its interface with the solution, and increases the electrokinetic potential at the interface. As a result, further grinding of the particles of the emulsion and the formation of shells that prevent the coalescence of droplets and the settling of sand particles occur.

Проведенные лабораторные исследования ИЭР с использованием ЭМСА-3 (в отличие от применения других эмульгаторов) показали возможность регулирования пескоудерживающей способности ИЭР для проведения гидропескоструйной перфорации. Технические параметры ИЭР обеспечиваются определенным соотношением ингредиентов и методом приготовления. Conducted laboratory studies of the IEM using EMCA-3 (in contrast to the use of other emulsifiers) showed the possibility of regulating the sand-holding ability of the IER for conducting sandblasting perforation. The technical parameters of the ESI are provided by a certain ratio of ingredients and the method of preparation.

В лабораторных условиях исследовалось множество образцов ИЭР с различным содержанием исходных компонентов. In laboratory conditions, a large number of SEM samples with different contents of the starting components were studied.

Раствор готовят следующим образом. В 96 мл нефти Самотлорского месторождения при 20^oC добавляют 4 мл эмульгатора ЭМСА-3 и производят перемешивание на пропеллерной мешалке "Воронеж-2" в течение 2 мин при скорости вращения вала мешалки 8000^-1, затем добавляют 100 мл водного раствора CaCl₂ с плотностью 1,23 г/см³ и интенсивно перемешивают в течение 10 мин при скорости 8000^-1. После окончания диспергирования эмульсия выдерживалась в течение 24 ч. для естественного разгазирования и стабилизации агрегативных процессов.The solution is prepared as follows. 4 ml of EMSA-3 emulsifier is added to 96 ml of oil from the Samotlor field at 20 ^° C and agitation is carried out on a Voronezh-2 propeller mixer for 2 minutes at a mixer shaft speed of 8000 ^-1 , then 100 ml of an aqueous solution of CaCl ₂ s are added a density of 1.23 g / cm ³ and intensively stirred for 10 min at a speed of 8000 ^-1 . After dispersion was completed, the emulsion was kept for 24 hours for natural degassing and stabilization of aggregative processes.

Аналогично готовят растворы по другим примерам. Similarly prepare solutions according to other examples.

После этого определялись параметры ИЭР: плотность, электростабильность, условная вязкость, фильтрация воды, пескоудерживающая способность. Данные лабораторных исследований приведены в таблице. After that, the IER parameters were determined: density, electrical stability, conditional viscosity, water filtration, sand-holding ability. Laboratory data are shown in the table.

Как следует из результатов таблицы, наиболее стабильные эмульсии получаются при содержании эмульгатора ЭМСА-3 в пределах 2 5%
При содержании в ИЭР нефти или дизтоплива и эмульгатора ниже или выше указанных пределов происходит ухудшение свойств ИЭР (см. таблицу, пример 1, 2, 3 и 11).As follows from the results of the table, the most stable emulsions are obtained when the emulsifier EMC-3 is in the range of 2 5%
When the content of oil or diesel fuel and emulsifier in the ESI is lower or higher than the specified limits, the properties of the ESI deteriorate (see table, example 1, 2, 3, and 11).

Предлагаемый раствор имеет лучшие технологические свойства, чем известные:
стабильность ИЭР, более 60 сут, (показатель электростабильности и отсутствия отстоя) превышает известные аналоги;
ИЭР не имеет водоотдачи, т.е. не происходит загрязнения продуктивного пласта;
пескоудерживающая способность ИЭР (время полного осаждения песка) удовлетворяет требованиям безопасной работы на время проведения гидропескоструйной перфорации.The proposed solution has better technological properties than the known:
IER stability, more than 60 days, (indicator of electrical stability and lack of sludge) exceeds known analogues;
IER does not have water loss, i.e. there is no pollution of the reservoir;
the sand-holding ability of the ESI (time of complete sedimentation of sand) satisfies the requirements of safe operation for the duration of the sandblasting.

Эффективность разработанной рецептуры ИЭР для гидропескоструйной перфорации проверена в промысловых условиях на скв. 12674 Самотлорского месторождения. The effectiveness of the developed IER formulation for hydro sandblasting perforation was tested under field conditions in wells. 12674 Samotlor field.

Для приготовления ИЭР в объемах 50-60 м³ на одну скважину применили гидроакустический метод с использованием смесительного аппарата ГАР-4К-280, выпускаемого Таллинским машиностроительным заводом.For the preparation of the IER in volumes of 50-60 m ³ per well, the sonar method was used using the GAR-4K-280 mixing apparatus manufactured by the Tallinn Engineering Plant.

Приготовление ИЭР производилось следующим образом. The preparation of the IER was as follows.

В металлическую емкость закачивали 24 м³ дегазированной и обезвоженной нефти и при перемешивании через аппарат ГАР-4К-280 добавляли 1 м³ ЭМСА-3 цементировочным агрегатом. Перемешивание продолжалось 10-15 мин. В отдельной емкости готовили 25 м³ водного раствора хлористого кальция плотностью 1320-1340 кг/м³. Смешение нефти, ЭМСА-3 и раствора хлористого кальция производили двумя цементировочными агрегатами через смесительный аппарат ГАР-4К-280 подачей в емкость для хранения ИЭР. Общий объем приготовленного ИЭР составил 50 м³.24 m ^{3 of} degassed and dehydrated oil were pumped into a metal container and, while stirring through a GAR-4K-280 apparatus, 1 m ³ EMCA-3 was added with a cementing unit. Mixing lasted 10-15 minutes. In a separate container, 25 m ^{3 of an} aqueous solution of calcium chloride with a density of 1320-1340 kg / m ^{3 was} prepared. The mixture of oil, EMSA-3 and a solution of calcium chloride was carried out by two cementing units through a GAR-4K-280 mixing apparatus by feeding them into a storage tank for IER. The total volume of prepared IER was 50 m ³ .

Применение ИЭР при гидропескоструйной перфорации на скважине N 12674 Самотлорского месторождения позволило увеличить дебит с 2 до 20 т/сут. При этом обводненность с 67% снизилась до 64% The use of IER in the sandblasting perforation at well N 12674 of the Samotlor field allowed to increase the flow rate from 2 to 20 tons / day. At the same time, water cut from 67% decreased to 64%

Claims

An invert emulsion solution for hydro-sandblasting perforation of wells containing oil, mineralized water and an emulsifier, characterized in that the emulsion contains an additive EMC-3 based on the remainder of the production of synthetic fatty acids, aminonitrile and fuel oil in the following ratio of components, wt.

Oil product 34 48
Additive EMCA-3 2 5
Mineralized water