RU2251565C2 - Weighting agent for treatment of drilling muds - Google Patents

Weighting agent for treatment of drilling muds Download PDF

Info

Publication number
RU2251565C2
RU2251565C2 RU2003123761/03A RU2003123761A RU2251565C2 RU 2251565 C2 RU2251565 C2 RU 2251565C2 RU 2003123761/03 A RU2003123761/03 A RU 2003123761/03A RU 2003123761 A RU2003123761 A RU 2003123761A RU 2251565 C2 RU2251565 C2 RU 2251565C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
weighting
weighting agent
sodium tripolyphosphate
concentrate
Prior art date
Application number
RU2003123761/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003123761A (en
Inventor
боконь С.А. Р (RU)
С.А. Рябоконь
Н.Ф. Голубков (RU)
Н.Ф. Голубков
М.Е. Ламосов (RU)
М.Е. Ламосов
Original Assignee
Рябоконь Сергей Александрович
Голубков Николай Федорович
Ламосов Михаил Евгеньевич
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 Рябоконь Сергей Александрович, Голубков Николай Федорович, Ламосов Михаил Евгеньевич filed Critical Рябоконь Сергей Александрович
Priority to RU2003123761/03A priority Critical patent/RU2251565C2/en
Publication of RU2003123761A publication Critical patent/RU2003123761A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251565C2 publication Critical patent/RU2251565C2/en

Links

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

FIELD: oil-producing industry; drilling of petroleum and gas boreholes.
SUBSTANCE: the invention is dealt with the field of oil-producing industry, in particular, with drilling of petroleum and gas boreholes and may be used for preparation of weighting agents of drilling mud, including the super-heavy drilling mud intended for drilling boreholes in conditions of anomalously high seam pressures, and also at appearance of hydrogen sulfide. The technical result is improvement of the weighting agent quality at the expense of a decrease of the share of water-soluble calcium salts, a decrease of its abrasivity and an increase of weighting capacity. The weighting agent for treatment of the drilling muds containing a synthetic mix of the barytes and magnetite concentrates additionally contains sodium tripolyphosphate at the following ratio of components (in mass %): barytes concentrate - 40-60, magnetite concentrate - 40-60, sodium tripolyphosphate - no less than 0.01% over 100 % of the mix.
EFFECT: the invention ensures improvement of the weighting agent quality at decreased its abrasivity and increased weighting capacity.
3 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей буровых растворов, в том числе сверхтяжелых, предназначенных для бурения в условиях аномально высоких пластовых давлений, а также при проявлении сероводорода.The invention relates to the drilling of oil and gas wells and can be used for the preparation of weighting agents for drilling fluids, including superheavy ones, intended for drilling under conditions of abnormally high reservoir pressures, as well as during the manifestation of hydrogen sulfide.

Известны утяжелители для обработки буровых растворов, содержащие магнетитовый концентрат в различных концентрациях [1].Known weighting agents for processing drilling fluids containing magnetite concentrate in various concentrations [1].

Недостатком указанных утяжелителей является их высокая абразивность, которая способствует преждевременному изнашиванию бурильного инструмента и оборудования, в результате чего резко снижается коммерческая скорость бурения скважин.The disadvantage of these weighting agents is their high abrasiveness, which contributes to premature wear of drilling tools and equipment, resulting in a sharp decrease in the commercial speed of drilling wells.

Известен утяжелитель для обработки буровых растворов, содержащий магнетитовый концентрат и баритовый концентрат [2].Known weighting agent for processing drilling fluids containing magnetite concentrate and barite concentrate [2].

Недостатком его является пониженная утяжеляющая способность, объясняемая наличием высокого содержания водорастворимых солей кальция, и сложность регулирования плотности бурового раствора из-за несоответствия расчетных и практических данных, а также повышенная абразивность.Its disadvantage is the reduced weighting ability, due to the presence of a high content of water-soluble calcium salts, and the difficulty of controlling the density of the drilling fluid due to the mismatch between the calculated and practical data, as well as increased abrasiveness.

Задачей изобретения является улучшение качества утяжелителя за счет уменьшения содержания водорастворимых солей кальция, снижения абразивности и повышения утяжеляющей способности.The objective of the invention is to improve the quality of the weighting agent by reducing the content of water-soluble calcium salts, reduce abrasiveness and increase weighting ability.

Поставленная задача решается тем, что утяжелитель для обработки буровых растворов, содержащий искусственную смесь баритового и магнетитового концентратов, дополнительно содержит триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the weighting agent for processing drilling fluids, containing an artificial mixture of barite and magnetite concentrates, additionally contains sodium tripolyphosphate in the following ratio of components, wt.%:

Баритовый концентрат 60-40%Barite concentrate 60-40%

Магнетитовый концентрат 40-60%Magnetite concentrate 40-60%

Триполифосфат натрия Не менее 0,01% сверх 100% смеси.Sodium tripolyphosphate Not less than 0.01% in excess of 100% of the mixture.

При взаимодействии триполифосфата натрия с баритовым концентратом в присутствии магнетитового концентрата проявляется синергетический эффект в виде резкого снижения содержания водорастворимых солей кальция, снижения адсорбции воздуха на частицах барита и снижения коагуляции частиц барита, благодаря чему повышается равномерность заполнения системы дисперсными частицами и увеличивается критическая концентрация утяжелителя за счет улучшения смачиваемости частиц барита, а следовательно, достигается технический результат - повышение утяжеляющей способности смеси при снижении ее абразивности благодаря усилению экранирующего действия частиц барита.When sodium tripolyphosphate interacts with barite concentrate in the presence of magnetite concentrate, a synergistic effect is manifested in the form of a sharp decrease in the content of water-soluble calcium salts, a decrease in air adsorption on barite particles, and a decrease in coagulation of barite particles, which increases the uniformity of the filling of the system with dispersed particles and increases the critical weight concentration due to improve the wettability of barite particles, and therefore, the technical result is achieved - increased e weighting ability of the mixture under reducing its abrasiveness due to increased screening effect of the barite particles.

Заявляемый утяжелитель получают путем смешивания баритового и магнетитового концентратов и обработки смеси раствором триполифосфата натрия.The inventive weighting agent is obtained by mixing barite and magnetite concentrates and processing the mixture with a solution of sodium tripolyphosphate.

Пример 1. Утяжелитель готовят путем смешивания 60% магнетитового концентрата и 40% флотационного барита с влажностью 10-20%. Полученную смесь обрабатывают водным раствором триполифосфата натрия из расчета 0,01 г сухого вещества на 100 г сухой смеси. Полученный продукт сушат в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 2 мин в соответствии с заводской технологией сушки утяжелителей. Физико-химические показатели полученного утяжелителя приведены в табл.1, опыт 5.Example 1. A weighting agent is prepared by mixing 60% magnetite concentrate and 40% flotation barite with a moisture content of 10-20%. The resulting mixture is treated with an aqueous solution of sodium tripolyphosphate at the rate of 0.01 g of dry matter per 100 g of dry mix. The resulting product is dried in a muffle furnace at a temperature of 600-700 ° C for 2 minutes in accordance with the factory technology for drying weighting agents. Physico-chemical characteristics of the obtained weighting agent are given in table 1, experiment 5.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 2. Утяжелитель готовят путем смешивания 40% магнетитового концентрата и 60% флотационного барита с влажностью 10-20%. Полученную смесь обрабатывают водным раствором триполифосфата натрия из расчета 0,3 г сухого вещества на 100 г сухой смеси. Сушат продукт аналогично примеру 1. Физико-химические показатели полученного утяжелителя приведены в табл.1, опыт 10.Example 2. A weighting agent is prepared by mixing 40% magnetite concentrate and 60% flotation barite with a moisture content of 10-20%. The resulting mixture is treated with an aqueous solution of sodium tripolyphosphate at the rate of 0.3 g of dry matter per 100 g of dry mix. Dry the product analogously to example 1. Physico-chemical parameters of the obtained weighting agent are given in table 1, experiment 10.

С целью сравнения готовят несколько вариантов утяжелителя, состав и свойства которых приведены в табл.1, опыты 1-4, 6-9, 11, 12. В опытах 5-12 приведены показатели утяжелителей, приготовленных по заявленной рецептуре. Добавление триполифосфата натрия в количестве 0,01-0,3% улучшает показатели утяжелителя по содержанию водорастворимых солей. Снижение их содержания способствует повышению утяжеляющей способности смеси (табл.3).For the purpose of comparison, several weighting options are prepared, the composition and properties of which are given in Table 1, experiments 1-4, 6-9, 11, 12. Experiments 5-12 show the indicators of weighting agents prepared according to the claimed recipe. The addition of sodium tripolyphosphate in an amount of 0.01-0.3% improves the performance of the weighting agent in the content of water-soluble salts. A decrease in their content contributes to an increase in the weighting ability of the mixture (Table 3).

Figure 00000002
Figure 00000002

Абразивные свойства утяжелителя оценивали по скорости изнашивания металлических колец из стали 45 в среде водной суспензии утяжелителя с концентрацией 30%. Уменьшение веса кольца за 1 час характеризует абразивный износ стали в данной среде. Результаты испытаний приведены в табл.2, из которой видно, что абразивность утяжелителей, обработанных триполифосфатом натрия не менее 0,01% сверх 100% смеси барита и магнетита, ниже, чем у исходной смеси. Снижение абразивности объясняется более мощным экранирующим действием барита за счет снижения коагуляции его частиц в результате синергетического эффекта взаимодействия с триполифосфатом натрия и улучшением условий заполнения системы дисперсными частицами, т. е. более плотной их упаковкой.The abrasive properties of the weighting agent were evaluated by the wear rate of the metal rings of steel 45 in an aqueous suspension of the weighting agent with a concentration of 30%. Reducing the weight of the ring in 1 hour characterizes the abrasive wear of steel in a given environment. The test results are shown in table 2, from which it is seen that the abrasiveness of weighting agents treated with sodium tripolyphosphate is not less than 0.01% in excess of 100% of a mixture of barite and magnetite, lower than that of the initial mixture. The decrease in abrasiveness is explained by the more powerful shielding effect of barite due to a decrease in the coagulation of its particles as a result of the synergistic effect of interaction with sodium tripolyphosphate and an improvement in the conditions for filling the system with dispersed particles, i.e., their denser packing.

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример 3. С целью оценки влияния заявляемого утяжелителя на основные технологические свойства буровых растворов, в пробы растворов (см. табл.3) вводили такое количество утяжелителя (φпред), которое необходимо для достижения условного предельного значения вязкости Тусл=60±5 с. Условную вязкость Тусл замеряли с помощью воронки СПВ-5, плотность (ρ) - при помощи рычажных весов ВРП-1, структурно-реологические показатели (ηпл - пластическая вязкость. τ0 - динамическое напряжение сдвига, CHC1/10 - статическое напряжение сдвига за 1 и 10 мин) - на ротационном вискозиметре ВСН-3, фильтрацию (Ф30) - на приборе ВМ-6. Полученные результаты представлены в табл.3, из которой видно, что заявляемый состав утяжелителя способствует снижению показателя фильтрации буровых растворов.Example 3. In order to assess the effect of the inventive weighting agent on the basic technological properties of drilling fluids, in the sample of solutions (see table 3), such a quantity of weighting agent (φ pre ) was introduced that is necessary to achieve the conditional ultimate viscosity value T conv = 60 ± 5 s . T cond conditional viscosity measured using a funnel SPV-5, the density (ρ) - using the beam balance GRP-1 structure-rheological parameters (η mp -. Plastic viscosity τ 0 - dynamic shear stress, CHC 1/10 - static voltage shear for 1 and 10 min) - on a VSN-3 rotational viscometer, filtration (Ф 30 ) - on a VM-6 device. The results are presented in table 3, from which it can be seen that the inventive composition of the weighting agent helps to reduce the rate of filtration of drilling fluids.

Использованные источникиUsed sources

1. Авторское свидетельство СССР №988852, МПК С 09 К 7/02, 1982.1. USSR author's certificate No. 988852, IPC S 09 K 7/02, 1982.

2. Патент РФ №1213060, МПК С 09 К 7/04, 1986.2. RF patent No. 1213060, IPC C 09 K 7/04, 1986.

Claims (1)

Утяжелитель для обработки буровых растворов, содержащий искусственную смесь баритового и магнетитового концентратов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:Weighting agent for processing drilling fluids containing an artificial mixture of barite and magnetite concentrates, characterized in that it additionally contains sodium tripolyphosphate in the following ratio, wt.%: Баритовый концентрат 40-60Barite concentrate 40-60 Магнетитовый концентрат 40-60Magnetite concentrate 40-60 Триполифосфат натрия Не менее 0,01% сверх 100% смесиSodium tripolyphosphate Not less than 0.01% in excess of 100% of the mixture
RU2003123761/03A 2003-07-28 2003-07-28 Weighting agent for treatment of drilling muds RU2251565C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123761/03A RU2251565C2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Weighting agent for treatment of drilling muds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123761/03A RU2251565C2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Weighting agent for treatment of drilling muds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003123761A RU2003123761A (en) 2005-02-20
RU2251565C2 true RU2251565C2 (en) 2005-05-10

Family

ID=35218257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003123761/03A RU2251565C2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Weighting agent for treatment of drilling muds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251565C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748794C1 (en) * 2020-12-29 2021-05-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Weighting agent for drilling mud treatment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748794C1 (en) * 2020-12-29 2021-05-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Weighting agent for drilling mud treatment

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003123761A (en) 2005-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1047243A (en) Porous fe304 drilling mud additive
EP1213270B1 (en) Well cement fluid loss control additive
RU2424269C1 (en) Emulsion solution on hydrocarbon base
WO2000078890A1 (en) Water based wellbore fluids
DK180270B1 (en) Low solids oil based well fluid with particle-stabilized emulsion
RU2655035C1 (en) Weighted invert-emulsion drilling mud
Santipanusopon et al. Effect of field natural rubber latex with different ammonia contents and storage period on physical properties of latex concentrate, stability of skim latex and dipped film
Bagrezaie et al. Improvement of surfactant flooding performance by application of nanoparticles in sandstone reservoirs
CN106800389A (en) A kind of wave making machine seal stoppage agent high and preparation method thereof
RU2251565C2 (en) Weighting agent for treatment of drilling muds
CN110621758B (en) Methods and materials for treating subterranean formations using three-phase emulsion-based fracturing fluids
Huang et al. An alternative method to enhance w/o emulsion stability using modified dimer acid and its application in oil based drilling fluids
WO2007118328A1 (en) Methods of preparing hydrocarbon, water and organophilic clay emulsions and compositions thereof
DE3126489C2 (en)
Liao et al. Adsorption characteristics of PHPA on formation solids
EP1290105B1 (en) Soft sealing material
SU1213060A1 (en) Weighing material for processing drilling muds
US2231328A (en) Colloidal suspension
Lehnberger et al. Photorheological effects in aqueous micellar tetramethylammoniumhydrogen-2-dodecyl malonate via photodimerization of acridizinium bromide
US2895911A (en) Drilling fluid
SU1357421A1 (en) Reagent for treating invert-emulsion drilling muds
RU2733590C1 (en) Invert-emulsion drilling mud
US2414381A (en) Well drilling mud and process
RU2756820C1 (en) Method for obtaining a modified lignosulfonate reagent for the treatment of drilling mud
RU2072034C1 (en) Method for exploitation of oil deposit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100729