RU2263701C2 - Hydrocarbon-based drilling fluid - Google Patents
Hydrocarbon-based drilling fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263701C2 RU2263701C2 RU2003138099/03A RU2003138099A RU2263701C2 RU 2263701 C2 RU2263701 C2 RU 2263701C2 RU 2003138099/03 A RU2003138099/03 A RU 2003138099/03A RU 2003138099 A RU2003138099 A RU 2003138099A RU 2263701 C2 RU2263701 C2 RU 2263701C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling fluid
- oil
- water
- castor oil
- calcium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению и заканчиванию нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the drilling and completion of oil and gas wells.
В мировой практике все более широкое распространение при бурении и особенно при заканчивании скважин находят растворы на углеводородной основе (РУО). Известны два класса РУО: безводные углеводородные растворы (известково-битумные растворы и загущенные нефти) и гидрофобно-эмульсионные буровые растворы (ГЭР) с большим содержанием водной фазы (см. А.И.Булатов, А.Г.Аветисов. Справочник инженера по бурению в двух томах. М.: Недра, 1985 г., том 1, стр. 360; В.И.Токунов, И.Б.Хейфец. Гидрофобно-эмульсионные буровые растворы. М.: Недра, 1983 - аналоги).In world practice, hydrocarbon-based solutions (CBR) are increasingly widespread during drilling and especially when completing wells. Two classes of CBM are known: anhydrous hydrocarbon fluids (lime-bitumen fluids and thickened oils) and hydrophobic-emulsion drilling fluids (GER) with a high content of the aqueous phase (see A.I. Bulatov, A.G. Avetisov. Drilling engineer reference in two volumes. M: Nedra, 1985, volume 1, p. 360; V.I. Tokunov, I. B. Kheyfets. Hydrophobic-emulsion drilling fluids. M .: Nedra, 1983 - analogues).
Основной проблемой использования буровых растворов на углеводородной основе (РУО) является их потенциальное отрицательное влияние на окружающую среду, особенно в экологически чувствительных зонах (морские акватории, поймы рек). Особую остроту этой проблеме придает тенденция к ужесточению требований к охране окружающей среды во всем мире.The main problem with the use of hydrocarbon-based drilling fluids (CBF) is their potential negative impact on the environment, especially in environmentally sensitive areas (marine areas, river floodplains). This problem is especially acute due to the tendency to toughen environmental requirements around the world.
Проблема снижения токсичности РУО была поставлена за рубежом в конце 70-х годов XX века и ее решение связано с использованием углеводородных жидкостей под объединенным общим названием «минеральные масла». Однако использование минеральных масел не решало до конца проблемы экологической безопасности РУО. Биологическая разлагаемость растворов на их основе не превышала 5 %, что не позволило снять ограничения на их сброс в море.The problem of reducing the toxicity of CBR was posed abroad at the end of the 70s of the XX century and its solution was associated with the use of hydrocarbon fluids under the common name “mineral oils”. However, the use of mineral oils did not completely solve the environmental safety problems of CBR. The biodegradability of solutions based on them did not exceed 5%, which did not allow removing restrictions on their discharge into the sea.
В связи с этим была выдвинута проблема создания биологически разлагаемых буровых растворов на синтетической неводной основе, являющихся альтернативой РУО и обладающих всеми их достоинствами.In this regard, the problem of creating biodegradable drilling fluids on a synthetic non-aqueous basis was put forward, which are an alternative to CBR and have all their advantages.
Известен эмульсионный буровой раствор, содержащий касторовое масло, не загрязняющий окружающую среду, который представляет собой прямую эмульсионную систему, основой этого бурового раствора является сложный гель, биоразлагаемый в аэробных и анаэробных условиях, содержащий неполярную дисперсионную среду, жидкое полимерное поверхностно-активное вещество ПАВ, в кислой форме, растворенное или диспергированное в указанной неполярной среде, агент для нейтрализации полимерного ПАВ, содержащий от 0,2 до 5 молекул воды на молекулу ПАВ, эмульгатор и/или твердый наполнитель, растворимый или нерастворимый в неполярной среде.Known emulsion drilling fluid containing non-polluting castor oil, which is a direct emulsion system, the basis of this drilling fluid is a complex gel, biodegradable in aerobic and anaerobic conditions, containing a non-polar dispersion medium, a liquid polymer surfactant surfactant, acid form, dissolved or dispersed in the specified non-polar medium, an agent for neutralizing a polymeric surfactant containing from 0.2 to 5 water molecules per surfactant molecule, emuls torr and / or solid filler which is soluble or insoluble in the apolar medium.
Гель используется для приготовления бурового раствора на водной основе (см. пат. США № 5858928 А, С 09 К 7/02, 112.01.1999 г. - ПРОТОТИП).The gel is used to prepare a water-based drilling fluid (see US Pat. No. 5858928 A, C 09 K 7/02, January 1, 1999 — PROTOTYPE).
Недостатком этого технического решения является то, что сам гидрофобный (неполярный) гель в качестве промывочной жидкости (согласно патенту US 5858928 А, С 09 К 7/02) не используется, а приготовленный из него буровой раствор является водным, т. е. в основе своей он содержит от 97 до 99,09% воды. Следовательно, несмотря на его высокую водоудерживающую способность Ф=18-20 см3/30 мин по API, выделившаяся влага может гидратировать и разупрочнять водочувствительные горные породы, слагающие стенки скважин, а также вызывать процесс набухания глинистой части скелета, нефтеносного пласта, что ведет к снижению его продуктивности или полной закупорке.The disadvantage of this technical solution is that the hydrophobic (non-polar) gel itself is not used as a flushing fluid (according to patent US 5858928 A, C 09 K 7/02), and the drilling fluid prepared from it is aqueous, i.e., based it contains from 97 to 99.09% water. Therefore, in spite of its high water-holding capacity F = 18-20 cm 3/30 min API, the released moisture may hydrate and softening water sensitive rocks forming the walls of the wells, and also cause swelling process the clay skeleton portion, an oil reservoir, which leads to decrease in its productivity or complete blockage.
Техническим результатом изобретения является создание экологически безопасного бурового раствора на углеводородной основе (РУО) с требуемыми вязкостными и структурными показателями в широком диапазоне водосодержания путем применения новой широко доступной углеводородной основы.The technical result of the invention is the creation of an environmentally friendly hydrocarbon-based drilling fluid (CBF) with the required viscosity and structural parameters in a wide range of water content by using a new widely available hydrocarbon base.
Буровой раствор, содержащий касторовое масло, эмульгатор, хлористый кальций, бентонит и воду, содержит органофильный бентонит, в качестве эмульгатора - неонол АФ-9/12 и дополнительно - загуститель - кальциевый резинат канифоли при следующем соотношении компонентов, мас.%:A drilling fluid containing castor oil, an emulsifier, calcium chloride, bentonite and water contains organophilic bentonite, as an emulsifier - neonol AF-9/12 and additionally a thickener - calcium rosin resinate in the following ratio, wt.%:
Буровой раствор дополнительно может содержать гидрофобизатор - пенозолин 0 - 2,0 мас.%.The drilling fluid may additionally contain a water repellent - penosoline 0 - 2.0 wt.%.
Совокупность заявленных компонентов в заявляемых соотношениях обеспечивает получение такой обратной эмульсии, которая при бурении, фильтруясь в горные породы, не вызывает их набухания и, как следствие, их разупрочнения. А при вскрытии нефтегазоносного пласта заявляемый буровой раствор не вызывает набухания глинистой части его скелета, что обеспечивает полное сохранение коллекторских свойств продуктивного пласта. The combination of the claimed components in the claimed ratios ensures the production of such an inverse emulsion, which when drilling, filtering into rocks, does not cause their swelling and, as a result, their softening. And when opening the oil and gas reservoir of the claimed drilling fluid does not cause swelling of the clay part of its skeleton, which ensures complete preservation of the reservoir properties of the reservoir.
В ходе лабораторных исследований были приготовлены образцы РУО обоих классов - раствор, не содержащий водной фазы и гидрофобно-эмульсионные буровые растворы (ГЭР) с минимальным (10%) и 30%-ным содержанием водной фазы.In the course of laboratory studies, CBR samples of both classes were prepared — a solution that did not contain an aqueous phase and hydrophobic-emulsion drilling fluids (GER) with a minimum (10%) and 30% aqueous phase content.
Образцы РУО готовили согласно способам и методикам, приведенным в работах «Гидрофобно-эмульсионные буровые растворы», В.И.Токунов, И.Б.Хейфиц. - М.: Недра, 1983 г. «Применение обратных эмульсий в нефтедобыче», Г.А.Орлов, М.Ш.Кендис, В.М.Глущенко. - М.: Недра, 1991 г.CBM samples were prepared according to the methods and techniques described in the works “Hydrophobic-Emulsion Drilling Fluids”, V.I. Tokunov, I. B. Kheifits. - M .: Nedra, 1983, “The use of reverse emulsions in oil production”, G.A. Orlov, M.Sh. Kendis, V.M. Glushchenko. - M .: Nedra, 1991
При исследованиях использовались методики и аппараты согласно РД 39-2-645-81 «Методика контроля параметров буровых растворов», Краснодар: ВНИИКРнефть, 1981 г.In the research, methods and apparatuses were used in accordance with RD 39-2-645-81 “Method for monitoring the parameters of drilling fluids”, Krasnodar: VNIIKRneft, 1981
Результаты исследований растворов на углеводородной основе (РУО) по предлагаемому техническому решению представлены в таблицах 1 и 2.The results of studies of hydrocarbon-based solutions (CBR) for the proposed technical solution are presented in tables 1 and 2.
Указанный технический результат достигается при любых значениях из указанного интервала, например, буровой раствор содержит в мас.%: касторовое масло 80, кальциевый резинат канифоли 4,0, хлористый кальций 10,0, неонол АФ-9/12 0,1, органофильный бентонит 2,5, воду 3,3, пенозолин 0,1 или касторовое масло 60, кальциевый резинат канифоли 4,0, хлористый кальций 10,0, неонол АФ-9/12 0,25, органофильный бентонит 2, воду 23,6, пенозолин 0,15.The specified technical result is achieved at any value from the specified interval, for example, the drilling fluid contains in wt.%: Castor oil 80, calcium rosin resinate 4.0, calcium chloride 10.0, neonol AF-9/12 0.1, organophilic bentonite 2.5, water 3.3, penozolin 0.1 or castor oil 60, calcium rosin resinate 4.0, calcium chloride 10.0, neonol AF-9/12 0.25, organophilic bentonite 2, water 23.6, penozolin 0.15.
через 1 мин покоя через 10 мин покояStatic Shear Stress (SNA)
after 1 min of rest after 10 min of rest
дПа
dpa
1
one
1
one
3
3
Согласно экспериментальным данным, приведенным в таблицах 1 и 2, растворы (РУО) на основе касторового масла имеют технологические параметры отвечающие всем требованиям ведения буровых работ. Их реологические характеристики имеют достаточно низкие значения. Так эффективная вязкость (см. табл.2) у всех трех типов растворов находится в пределах 60-70 мПа·с, что соответствует величинам вязкости практически используемых растворов на нефтяной основе. Значения величин пластической вязкости в интервале 68-50 мПас, у растворов на основе касторового масла, практически идентичны величинам растворов на нефтяной основе. Динамическое напряжение сдвига в диапазоне 19-20 дПа у предлагаемых растворов согласуется с величинами классических РУО на нефтяной основе и обеспечивает им надежную выносящую способность. Показатель горячей фильтрации (Ф90) в пределах 1,27-19,17 см3 за 30 минут позволяет растворам на касторовом масле иметь низкие потери раствора в процессе циркуляции в забойных условиях и по величине соответствует показателям классических РУО. Что касается таких показателей (у предлагаемых растворов), как глиноемкость, устойчивость, электростабильность, то их величины характеризуют предлагаемые жидкости как чрезвычайно устойчивые (см. табл.2). Термическая стабильность у предлагаемых систем соответствует 120°С.According to the experimental data given in tables 1 and 2, castor oil-based solutions (CBR) have technological parameters that meet all the requirements of drilling operations. Their rheological characteristics are quite low. Thus, the effective viscosity (see Table 2) for all three types of solutions is in the range of 60-70 mPa · s, which corresponds to the viscosity values of practically used oil-based solutions. Values of plastic viscosity in the range of 68-50 mPas, in solutions based on castor oil, are almost identical to the values of solutions based on oil. The dynamic shear stress in the range of 19-20 dPa for the proposed solutions is consistent with the values of the classic oil-based CBR and provides them with reliable endurance. The hot filtration index (Ф 90 ) in the range of 1.27-19.17 cm 3 in 30 minutes allows solutions in castor oil to have low losses of the solution during circulation in the downhole conditions and corresponds in value to the classic CBR values. As for such indicators (for the proposed solutions), such as clay capacity, stability, electrical stability, their values characterize the proposed liquids as extremely stable (see table 2). Thermal stability of the proposed systems corresponds to 120 ° C.
Надо еще отметить как положительные качества их высокую ингибирующую способность (П0=0,187 см/час) и низкое поверхностное натяжение их фильтратов (σ=6,52-7,82 μН/м), что предопределяет качественное вскрытие продуктивных пластов и высокие дебиты извлекаемого сырья.It should also be noted as positive qualities that their high inhibitory ability (P 0 = 0.187 cm / h) and the low surface tension of their filtrates (σ = 6.52-7.82 μN / m), which determines the high-quality opening of productive formations and high production rates raw materials.
Кроме того, предлагаемые буровые растворы на основе касторового масла являются экологически абсолютно безопасными и могут быть использованы при разбуривании шельфовых месторождений нефти и газа, так как допускают сброс отработанных буровых растворов непосредственно в акваторию без ущерба для природы. Ведь основа (касторовое масло) и загуститель являются биоразлагаемыми и полностью утилизируются микроорганизмами из окружающей среды.In addition, the proposed castor oil-based drilling fluids are absolutely environmentally friendly and can be used for drilling offshore oil and gas deposits, as they allow the discharge of spent drilling fluids directly into the water without harming nature. After all, the base (castor oil) and the thickener are biodegradable and are completely utilized by microorganisms from the environment.
Таким образом, поставленная задача данного изобретения решена путем загущения касторового масла кальциевым резинатом канифоли и созданием инвертных (обратных) эмульсий на его основе.Thus, the task of the present invention is solved by thickening castor oil with calcium rosin resinate and creating invert (reverse) emulsions based on it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003138099/03A RU2263701C2 (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | Hydrocarbon-based drilling fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003138099/03A RU2263701C2 (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | Hydrocarbon-based drilling fluid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003138099A RU2003138099A (en) | 2005-06-10 |
RU2263701C2 true RU2263701C2 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35834052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003138099/03A RU2263701C2 (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | Hydrocarbon-based drilling fluid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263701C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447121C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Hydrocarbon-based drilling mud |
RU2502774C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-12-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Drilling mud on hydrocarbon basis |
RU2535723C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Invert emulsion solution based on mineral oil for exposure of productive beds |
US9777208B2 (en) | 2011-06-29 | 2017-10-03 | Cabot Specialty Fluids, Inc. | Hydrocarbon-based drilling fluids containing cesium phosphate |
RU2729284C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-08-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Synthetic drilling fluid |
RU2733590C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Invert-emulsion drilling mud |
RU2757767C2 (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-21 | Ооо "Нбс" | Emulsion drilling mud |
-
2003
- 2003-12-30 RU RU2003138099/03A patent/RU2263701C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447121C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Hydrocarbon-based drilling mud |
US9777208B2 (en) | 2011-06-29 | 2017-10-03 | Cabot Specialty Fluids, Inc. | Hydrocarbon-based drilling fluids containing cesium phosphate |
RU2502774C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-12-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" | Drilling mud on hydrocarbon basis |
RU2535723C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Invert emulsion solution based on mineral oil for exposure of productive beds |
RU2733590C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-10-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Invert-emulsion drilling mud |
RU2729284C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-08-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Synthetic drilling fluid |
RU2757767C2 (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-21 | Ооо "Нбс" | Emulsion drilling mud |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003138099A (en) | 2005-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3836465A (en) | Composition useful as a fluid loss control agent | |
DE60036380T2 (en) | AQUEOUS DRILLING LIQUID | |
US7741250B2 (en) | Wellbore servicing fluids comprising grafted homopolymers and methods of using same | |
EP2809742A1 (en) | Cellulose nanowhiskers in well services | |
RU2698389C1 (en) | Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud | |
MX2015002836A (en) | Salt-free invert emulsion drilling fluids and methods of drilling boreholes. | |
US5513712A (en) | Polymer enhanced foam drilling fluid | |
CN104610940A (en) | Low-damage reservoir protection drilling fluid and preparation method thereof | |
MXPA06006584A (en) | Methods of reducing fluid loss in a wellbore servicing fluid. | |
RU2501828C1 (en) | Alcohol drilling fluid | |
RU2263701C2 (en) | Hydrocarbon-based drilling fluid | |
EA003014B1 (en) | Fluid for drilling and servicing a well, method for drilling or servicing a well in a subterranean formation | |
US10072198B2 (en) | Self sealing fluids | |
RU2266312C1 (en) | Polymeric drilling fluid for exposing production formations | |
US2793188A (en) | External oil phase drilling fluid emulsions | |
RU2535723C1 (en) | Invert emulsion solution based on mineral oil for exposure of productive beds | |
US4249608A (en) | Polymer-containing fluid and an oil recovery method using the fluid | |
RU2252238C1 (en) | Foam forming composition for productive stratum perforation | |
US11535786B2 (en) | Methods for wellbore strengthening | |
RU2318855C2 (en) | Clayless drilling mud | |
US11952532B2 (en) | Sago-based formulations for gel applications including conformance control and water shutoffs | |
Tabzar et al. | Effectiveness of colloidal gas aphron fluids formulated with a biosurfactant enhanced by silica nanoparticles | |
US11472996B2 (en) | Methods for wellbore strengthening | |
RU2168531C1 (en) | Clay-free drilling fluid for exposing productive formations | |
WO2022119569A1 (en) | Oil-based fluid loss compositions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061231 |