RU2123023C1 - Буровой раствор на водной основе - Google Patents

Буровой раствор на водной основе Download PDF

Info

Publication number
RU2123023C1
RU2123023C1 RU96104538A RU96104538A RU2123023C1 RU 2123023 C1 RU2123023 C1 RU 2123023C1 RU 96104538 A RU96104538 A RU 96104538A RU 96104538 A RU96104538 A RU 96104538A RU 2123023 C1 RU2123023 C1 RU 2123023C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
clay
starch
composition
water
Prior art date
Application number
RU96104538A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96104538A (ru
Inventor
Г.П. Бочкарев
Б.А. Андресон
А.С. Рекин
Original Assignee
Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти - филиал Акционерной нефтяной компании "Башнефть"
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 Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти - филиал Акционерной нефтяной компании "Башнефть" filed Critical Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти - филиал Акционерной нефтяной компании "Башнефть"
Priority to RU96104538A priority Critical patent/RU2123023C1/ru
Publication of RU96104538A publication Critical patent/RU96104538A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2123023C1 publication Critical patent/RU2123023C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

В буровой раствор на водной основе, содержащий глину, крахмал и воду, дополнительно вводят легкое талловое масло при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: глина 5-15, крахмал 1-3, легкое талловое масло 0,5-1,5, вода - остальное. Положительный эффект: сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта, уменьшение обводненности добываемой продукции. 4 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам для бурения скважин и вскрытия продуктивных пластов.
Как известно, в качестве стабилизаторов буровых растворов на водной основе применяют главным образом полимерные реагенты: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), гидролизованный полиакриламид (ГПАА), нитронный реагент (НР), полиэтиленоксид (ПЭО) и др.
При вскрытии продуктивных пластов с промывкой указанными растворами происходит адсорбция полимеров в пористой среде коллектора, в результате чего существенно снижается его первоначальная проницаемость. Поскольку данные полимеры не поддаются десорбции и не разрушаются при кислотной обработке, то указанное снижение проницаемости носит необратимый характер. Активной и прочной адсорбции полимеров способствует гидрофильный характер смачиваемости поровой поверхности коллекторов большинства месторождения.
В этой связи более предпочтительны крахмальные реагенты, относящиеся к классу полисахаридов и получаемые из растительного сырья (картофеля кукурузы, маиса и др.). Они в отличие от синтетических полимеров имеют меньшую молекулярную массу, хорошо работают в условиях полиминеральной агрессии, меньше адсорбируются в пористой среде, подвержены биологической деструкции, кислоторазлагаемы. Для повышения стабилизирующей способности крахмальные реагенты часто совмещают с другими полимерами. Например, известен состав безглинистого бурового раствора, содержащего в качестве стабилизаторов следующие реагенты, мас. %: крахмал 0,2 - 0,6, полиакриламид 0,02 - 0,05, УЩР 0,05 - 0,02, вода - остальное. Недостатками данного состава являются: 1) Отсутствие глинистой фазы и как следствие отсутствие глинистой корки, что приведет к проникновению в пористую среду фильтрата раствора и полимеров. 2) Содержащийся в составе ПАА активно и необратимо адсорбируется в пористой среде и плохо поддается биологической деструкции. 3) Содержащийся в составе УЩР придает фильтрату высокую щелочность, что вызовет набухание глинистых минералов в коллекторе. Все три отмеченных фактора приведут к конечном итоге к значительному ухудшению первоначальной проницаемости продуктивного пласта.
Изобретение по а.с. СССР N 1321740 кл. C 09 K 7/02 "Состав для вскрытия продуктивного пласта" содержит в качестве стабилизатора КМЦ и крахмал при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: КМЦ 0,5 - 5,0, крахмал 0,1 - 3,0, вода - остальное. Недостатками данного состава являются: 1) Отсутствие глинистой фазы, а значит, и глинистой корки приведет к проникновению в коллектор большого количества фильтрата и полимеров. В результате повысится обводненность призабойной зоны и снизится первоначальная проницаемость пласта. 2) Для биодеструкции крахмала и КМЦ в пористой среде требуется долговременная выдержка при определенном давлении и температуре.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является а. с. СССР N 1219636, кл. C 09 K 7/02, в котором защищен реагент доя обработки раствора на водной основе, содержащий крахмал, щелочь и воду. В него дополнительно вводят флотореагент-оксаль Т-80 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: крахмал 3 - 10, гидроксид натрия (NaOH) 0,5 - 4,0, флотореагент Т-80 1-10, вода - остальное, и в котором описан буровой раствор на водной основе, содержащий глину, указанный реагент, выведенный в количестве 7 - 15 мас.%. Недостатками данного состава являются: 1) Низкие значения коэффициента восстановления проницаемости коллектора из-за высокой щелочности водной фазы раствора (pH 10 -11), вызывающей набухание глинистых минералов в пористой среде, а также из-за сравнительно высокого показателя фильтрации (12-19 см3 за 30 мин). 2) Низкая степень гидрофобизации поровой поверхности коллектора фильтратом раствора. 3) Отсутствие у раствора ингибирующих свойств и низкая удерживающая способность (показатель статического напряжения сдвига за 1 и 10 мин равен нулю).
Задачей предполагаемого изобретения является повышение коэффициента восстановления проницаемости продуктивного пласта путем придания раствору на водной основе высоких гидрофобизирующих, ингибирующих и селективно-флокулирующих свойств. Решение поставленной задачи достигается составом бурового раствора, содержащего глину, крахмал и воду, в который дополнительно вводят легкое талловое масло (ЛТМ) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: глина 5-15, крахмал 1-3, легкое талловое масло 0,5-1,5, вода - остальное.
Легкое талловое масло является полуотходом целлюлозного производства и выпускается по ТУ 81-05-100-76. Оно содержит в массовых долях: жирных кислот 50-60%, неомыляемых кислот 25-35%, смоляных кислот 3-5%. Известно применение талловых масел в качестве компонента в смазочном реагенте по а.с. СССР N 1266181, кл. C 09 K 7/02. В заявляемом изобретении легкое талловое масло выполняет новые неизвестные функции: в композиции с крахмалом оно синергетически усиливает стабилизирующую способность, придает раствору ингибирующие, гидрофобизирующие и селективно-флокулирующие свойства, защищает крахмал от биодеструкции в процессе бурения скважины. Поэтому предлагаемое техническое решение отвечает критерию "существенные отличия".
Примеры конкретного приготовления заявляемого раствора.
Пример 1. В 935 г воды затворяют 50 г глины и перемешивают в течение 1 часа до полного распускания глины. Затем вводят 10 г крахмала и еще перемешивают в течение 1 часа. Далее вводят 5 г легкого таллового масла и перемешивают 0,5 часа, после чего раствор считается готовым.
Пример 2. В 870 г воды затворяют 100 г глины и перемешивают в течение 1 часа до полного распускания глины. Затем вводят 20 г крахмала и еще перемешивают в течение 1 часа. Далее вводят 10 г легкого таллового масла и перемешивают 0,5 часа, после чего раствор считается готовым.
Пример 3. В 805 г воды затворяют 150 г глины и перемешивают в течение 1 часа до полного распускания глины. Затем вводят 30 г крахмала и еще перемешивают в течение 1 часа. Далее вводят 15 г легкого таллового масла и перемешивают 0,5 часа, после чего раствор считается готовым.
В табл. 1 представлены компонентные составы заявляемого раствора (составы 1-3) и раствора, принятого за прототип предполагаемого изобретения (состав 4).
Приведенные в табл. 1 составы исследованы в лабораторных условиях.
В табл. 2 представлены сведения о технологических параметрах исследованных растворов. Составы 1-3 имели оптимальные заявляемые значения ингредиентов. В состав 4 (прототип) взяты наилучшие соотношения ингредиентов из описания изобретения по а.с. N 1219636, а именно состав 18 из табл. 1 данного описания. Для сравнения в табл. 2 приведены также данные о технологических параметрах исходного глинистого раствора, содержащего 10% глины, без добавок химических реагентов (состав 5), аналогичного раствора, обработанного только одним крахмалом (состав 6), аналогичного раствора, обработанного только одним легким талловым маслом (состав 7). Количество крахмала в составе 6 равно 25%, а количество таллового масла в составе 7 равно 1%.
Как следует из анализа данных табл. 2, заявляемый раствор (составы 1-3) имеет значительно лучшее качество по сравнению с раствором прототипа (состав 4). Эти преимущества выражаются в следующем:
а) Заявляемый раствор имеет более низкий показатель фильтрации и оптимальные вязкостные и структурно-механические свойства.
б) Заявляемый раствор имеет низкие значения показателя pH, что исключает или уменьшает набухание глинистых минералов на стенках скважины и в коллекторе.
в) Заявляемый раствор имеет более высокие значения удельного сопротивления, что необходимо для проведения качественного электрокаротажа в скважине.
г) У заявляемого раствора более высокие смазочные и противоприхватные свойства, о чем можно судить по низким значениям показателей I и коэффициента сдвига корки (КСК).
д) Заявляемый раствор обладает селективно-флокулирующей способностью по отношению к тонкодисперсной коллоидной глинистой фазе. Содержание коллоидной фазы в нем находится в оптимальных пределах 2-4%. Как известно, при более высоком содержании коллоидной фазы в растворе существенно ухудшаются показатели бурения и проницаемость коллектора.
Следует отметить, что перечисленные положительные свойства заявляемого раствора достигаются только при совместном введении в него обоих компонентов - крахмала и ЛТМ. Это видно, например, при вводе в исходный раствор только одного крахмала (состав 6) или одного ЛТМ (состав 7).
Оценка смазочных свойств производилась с помощью прибора Тимкена американской фирмы "Бароид". Методика предусматривает определение силы тока (I), которая коррелируется с коэффициентом трения при взаимодействии под определенной нагрузкой металлической пары вращающегося кольца и неподвижной призмы в среде исследуемого раствора. Чем меньше сила тока, тем лучше смазочные свойства.
Оценка противоприхватных глинистых корок произведена с помощью усовершенствованного прибора СНС-2, позволяющего замерять коэффициент сдвига корки (КСК). Чем меньше значения КСК, тем лучше противоприхватные свойства раствора.
Количество сфлокулированной глинистой фазы (Фл) оценивали взвешиванием оставшихся на сите с размером ячеек 0,1х0,1 мм глинистых частиц после пропускания через указанное сито порции раствора на вибростенде.
Содержание коллоидной фазы С,% оценивали известным стандартным методом "метиленовой сини".
На стандартной установке УИПК-1М проведены исследования по оценке влияния раствора из табл.1 на коэффициент восстановления проницаемости естественных кернов ( β ). Опыты проводились в соответствии с "Методическими рекомендациями по исследованию пород-коллекторов нефти и газа физическими и петрофизическими методами".- М.: ВНИГНИ, 1978 г. Одновременно определяли поверхностное натяжение фильтрата раствора (Шептала Н.Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей реагентов. - М.: Недра, 1974 г.), а также ингибирующую и гидрофобизирующую способности. Ингибирующую способность оценивали по величине коэффициента набухания бентонита (K2) согласно методики Городного В.Д. Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении. - М. : Недра, 1977 г. Чем меньше значения K2, тем лучше ингибирующая способность фильтрата.
Способность фильтрата гидрофобизировать пористую поверхность керна оценивали по величине краевого угла смачивания, образуемого двумя несмешивающимися жидкостями (фильтрат раствора и керосин) на поверхности твердого тела (стеклянной пластинки). Указанные замеры производили с помощью "оптической скамьи" (Бабалян Г.А. и др. Физико-химические основы применения ПАВ при разработке нефтяных месторождений. - М.: ГТТИ, 1962 г). Поверхность твердого тела считается гидрофобной, если краевой угол смачивания имеет величину от 90 до 180 градусов.
В табл. 3 приведены сведения о проведенных исследованиях.
Как следует из анализа указанной таблицы, заявляемый раствор (состав 1-3) позволяет достичь цель изобретения: повысить коэффициент восстановления проницаемости до максимальных значений. Это является следствием действия следующих факторов: 1) фильтрат заявляемого раствора обладает хорошими поверхностно-активными свойствами, поскольку снижается поверхностное натяжение; 2) он так же обладает ингибирующими свойствами и тем самым предотвращает набухание глинистых минералов в керне; 3) фильтрат заявляемого раствора гидрофобизирует пористую среду керна, в результате чего улучшается фазовая проницаемость для модели нефти (керосина). Раствор, принятый нами на прототип предполагаемого изобретения (состав 4), по всем вышеперечисленным параметрам уступает заявляемому раствору. Еще хуже указанные параметры у исходного глинистого раствора, не обработанного химическими реагентами (состав 5). Для достижения цели изобретения и в данном случае необходимо совместное введение крахмала и ЛТМ в заявляемых соотношениях. Добавка в глинистый раствор только одного крахмала (состав 6) незначительно улучшает коэффициент восстановления проницаемости, несколько выше он при вводе в глинистый раствор только одного ЛТМ (состав 7). ЛТМ в составе заявляемого раствора выполняет еще одну новую неизвестную ранее функцию: оно предотвращает быструю биологическую деструкцию крахмала. В табл. 4 представлены данные об изменении некоторых основных технологических параметров заявляемого раствора и раствора-прототипа, замеренных непосредственно после приготовления раствора и после одномесячной выдержки в покое. Как следует из данных табл. 4, заявляемый раствор (составы 1-3) после одномесячной выдержки практически не претерпел каких-либо изменений, качество его осталось высоким. В то же время раствор-прототип (состав 4) в результате биологической деструкции крахмала почернел, у раствора появился неприятный запах, увеличился показатель фильтрации, ухудшились смазочные и противоприхватные свойства.

Claims (1)

  1. Буровой раствор на водной основе, содержащий глину, крахмал и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит легкое талловое масло при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
    Глина - 5 - 15
    Крахмал - 1 - 3
    Легкое талловое масло - 0,5 - 1,5
    Вода - Остальноеа
RU96104538A 1996-03-06 1996-03-06 Буровой раствор на водной основе RU2123023C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96104538A RU2123023C1 (ru) 1996-03-06 1996-03-06 Буровой раствор на водной основе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96104538A RU2123023C1 (ru) 1996-03-06 1996-03-06 Буровой раствор на водной основе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96104538A RU96104538A (ru) 1998-06-27
RU2123023C1 true RU2123023C1 (ru) 1998-12-10

Family

ID=20177807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96104538A RU2123023C1 (ru) 1996-03-06 1996-03-06 Буровой раствор на водной основе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2123023C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442813C1 (ru) * 2010-07-21 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет Модификатор буровых растворов
RU2541666C1 (ru) * 2013-10-18 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Буровой раствор для стабилизации глинистых пород

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU, авторское свидетельство, 1321740, кл. С 09 К 7/02, 1987. SU, авторское свидетельство, 1219636, кл.С 09 К 7/02, 1986. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442813C1 (ru) * 2010-07-21 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет Модификатор буровых растворов
RU2541666C1 (ru) * 2013-10-18 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Буровой раствор для стабилизации глинистых пород

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69822089T2 (de) Glykollösung-Bohrsystem
US4830765A (en) Modified non-polluting liquid phase shale swelling inhibition drilling fluid and method of using same
CA1113233A (en) Polymer solutions for use in oil recovery
US5134118A (en) Aqueous based drilling fluid
Sanin et al. Effect of centrifugation on the removal of extracellular polymers and physical properties of activated sludge
DE60038168T2 (de) Quaternäre stickstoff-enthaltende amphoterische wasserlösliche polymere und anwendungen für bohrflüssigkeiten
AU2008221587B2 (en) Lost circulation materials (LCM's) effective to maintain emulsion stability of drilling fluids
Wilfred et al. Comparative study of basic properties of mud prepared with Nigerian local clay and mud prepared with foreign clay: a case study of Abbi clay deposit
RU2123023C1 (ru) Буровой раствор на водной основе
CA1267777A (fr) Agent fluidifiant non polluant pour fluides de forage a base d'eau douce ou saline
Osgouei Controlling rheological and filtration properties of sepiolite based drilling fluids under elevated temperatures and pressures
Rossi et al. Influence of low molecular weight polymers on the rheology of bentonite suspensions
US3954628A (en) Preparation of sea water muds useful for earth drilling operations
RU2683448C1 (ru) Утяжеленный минерализованный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением
CN112480880B (zh) 一种无固相钻井液、其制备方法及应用
RU2168531C1 (ru) Безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2179568C1 (ru) Безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
RU2163248C2 (ru) Буровой раствор для бурения в обваливающихся породах
RU2102429C1 (ru) Безглинистый буровой раствор
RU2242492C2 (ru) Буровой раствор для бурения в обваливающихся породах и вскрытия продуктивных пластов
RU2143455C1 (ru) Буровой раствор
Shuwa et al. BENEFICIATION AND EVALUATION OF THE POTENTIALS OF LOCAL (DIKWA) BENTONITIC CLAY FOR OIL WELL DRILLING FLUID FORMULATION
Obioma et al. Evaluation of Local Clays from Edo and Delta State as Feedstock in Drilling Fluid Formulation
RU2775214C2 (ru) Катионный ингибирующий буровой раствор
RU2101318C1 (ru) Способ обработки бурового раствора