RU2277571C1 - Clayless drilling mud - Google Patents

Clayless drilling mud Download PDF

Info

Publication number
RU2277571C1
RU2277571C1 RU2004135682/03A RU2004135682A RU2277571C1 RU 2277571 C1 RU2277571 C1 RU 2277571C1 RU 2004135682/03 A RU2004135682/03 A RU 2004135682/03A RU 2004135682 A RU2004135682 A RU 2004135682A RU 2277571 C1 RU2277571 C1 RU 2277571C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling mud
sodium formate
marble powder
drilling fluid
water
Prior art date
Application number
RU2004135682/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Павлович Овчинников (RU)
Василий Павлович Овчинников
Игорь Григорьевич Яковлев (RU)
Игорь Григорьевич Яковлев
Андрей Андреевич Фролов (RU)
Андрей Андреевич Фролов
Андрей Васильевич Будько (RU)
Андрей Васильевич Будько
Сергей Васильевич Пролубщиков (RU)
Сергей Васильевич Пролубщиков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority to RU2004135682/03A priority Critical patent/RU2277571C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2277571C1 publication Critical patent/RU2277571C1/en

Links

Landscapes

  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: clayless drilling mud for exposing zones with abnormally high formation pressure comprising sodium formate (13-44%) as stabilizer and weighting substance, marble powder (0-14%), and water contains carboxylmethyl-starch (3-5%) as rheological and filtration characteristics control agent. Drilling mud may further comprise foam suppressor MAS 200 dissolved in diesel fuel at ratio 1:20 and in amount 0.13-0.3%.
EFFECT: enhanced flocculation properties of drilling mud to remove sludge during cleaning operation, increased boring speed and heat resistance of drilling mud with low chemical aggression toward environment.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к безглинистым солёным растворам для вскрытия бурением зон с аномально высоким пластовым давлением (АВПД).The invention relates to the oil and gas industry, in particular to clay-free saline solutions for opening drilling zones with abnormally high reservoir pressure (AAP) by drilling.

Известен безглинистый буровой раствор для вскрытия скважин с аномально высокими пластовыми давлениями, включающий минерализованную воду, в качестве акрилового ингредиента - полиакриламид и дополнительно - длинноцепочечный полимер анионной целлюлозы и силикат натрия (патент RU 2170753 С2, С 09 К 7/02, 20.07.2001).Known clay-free drilling fluid for opening wells with abnormally high reservoir pressures, including mineralized water, as an acrylic ingredient, polyacrylamide and optionally a long-chain polymer of anionic cellulose and sodium silicate (patent RU 2170753 C2, 09 K 7/02, 07/20/2001) .

Известен безглинистый буровой раствор системы "Flo-Pro" фирмы M-I Drilling Fluids, включающий, мас.%: в качестве стабилизатора оксид магния - 0,4, регулятора реологических свойств - биополимер Flo-Vis Plus - 0,5, модифицированный крахмал Flo-Trol - 1,2, жидкий бактерицид M-I Cide - 0,05, наполнитель - мраморный порошок - 9,0, утяжелитель - хлорид калия - 3,0, воду остальное.Known clayless drilling fluid system "Flo-Pro" company MI Drilling Fluids, including, wt.%: As a stabilizer, magnesium oxide - 0.4, a regulator of rheological properties - biopolymer Flo-Vis Plus - 0.5, modified starch Flo-Trol - 1.2, liquid bactericide MI Cide - 0.05, filler - marble powder - 9.0, weighting agent - potassium chloride - 3.0, the rest of the water.

Однако при бурении скважин в карбонатных породах этот раствор неудовлетворительно очищается от выбуренной породы, что приводит к быстрому абразивному износу как забойного, так и бурового оборудования на поверхности, а также этот раствор химически агрессивен по отношению к оборудованию и экологически опасен по отношению к окружающей среде.However, when drilling wells in carbonate rocks, this solution is unsatisfactorily cleaned of drill cuttings, which leads to rapid abrasive wear of both bottomhole and drilling equipment on the surface, and this solution is chemically aggressive with respect to equipment and environmentally hazardous to the environment.

Наиболее близким аналогом является технологическая жидкость для бурения, заканчивания и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин в условиях АВПД и повышенных температур, включающая полисахаридный реагент или смесь полисахаридных реагентов, мас.%: 0,1 - 7,0, в качестве утяжелителя - соль муравьиной кислоты щелочного метала 45,0 - 83,0 и воду остальное (патент RU 2215016 С1, С 09 К 7/02, 27.10.2003).The closest analogue is the technological fluid for drilling, completion and overhaul of oil and gas wells in the conditions of high pressure and high temperature, including a polysaccharide reagent or a mixture of polysaccharide reagents, wt.%: 0.1 - 7.0, as a weighting agent - formic salt alkaline metal acids 45.0 - 83.0 and the rest water (patent RU 2215016 C1, 09 K 7/02, 10.27.2003).

Известная технологическая жидкость не обеспечивает требуемые флоккулирующие свойства раствора.Known process fluid does not provide the required flocculating properties of the solution.

Задачей изобретения является сохранение первоначальных коллекторских свойств, продуктивных пластов коллекторов, сохранение от разуплотнения массива горных пород, как песчаника, так и глинистых сланцев.The objective of the invention is to preserve the initial reservoir properties, reservoir strata, preservation from decompression of the rock mass, both sandstone and shale.

Технический результат заключается в обеспечении высоких флоккулирующих свойств раствора для удаления шлама при очистке, обеспечении высоких скоростей бурения, обеспечении высокой термостойкости бурового раствора при низкой химической агрессии к окружающей среде при вскрытии АВПД. The technical result consists in providing high flocculating properties of the solution for removing sludge during cleaning, ensuring high drilling speeds, ensuring high heat resistance of the drilling fluid with low chemical aggression to the environment when opening the pressure drop.

Безглинистый буровой раствор для вскрытия зон с аномально высоким пластовым давлением, включающий в качестве стабилизатора и утяжелителя формиат натрия, мраморный порошок и воду, содержит в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств карбоксилметилкрахмал при следующем соотношении компонентов, мас.%: формиат натрия 13-44, карбоксилметилкрахмал 3-5, мраморный порошок 0-14, вода остальное. Безглинистый буровой раствор может дополнительно содержать в качестве пеногасителя MAC 200, растворенный в дизельном топливе в соотношении 1:20, в количестве 0,13-0,3 мас.% от массы бурового раствора.Clay-free drilling fluid for opening areas with abnormally high reservoir pressure, including sodium formate, marble powder and water as a stabilizer and weighting agent, contains carboxyl methyl starch as a regulator of the rheological and filtration properties in the following ratio, wt.%: Sodium formate 13-44, carboxylmethyl starch 3-5, marble powder 0-14, water the rest. Clay-free drilling fluid may additionally contain as an antifoam MAC 200, dissolved in diesel fuel in a ratio of 1:20, in an amount of 0.13-0.3 wt.% By weight of the drilling fluid.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим результатом следующая: карбоксилметилкрахмал (КМК) придаёт раствору необходимые реологические свойства и регулирует водоотдачу, а с добавкой формиата натрия эти свойства могут измениться, поэтому концентрацию КМК до 5% можно считать оптимальной. С увеличением концентрации формиата натрия усиливаются тиксотропные свойства, и полученный раствор лучше очищается от выбуренной породы. При этом получаемый эффект существует до концентрации формиата натрия 44%. Вводом в буровой раствор пеногасителя MAC 200, растворённого в дизельном топливе в соотношении 1:20, удаётся регулировать процесс пенообразования. Оптимальный эффект достигается при концентрации 0,3%. При необходимости добавляется до 14% мраморного порошка, который является инертным по отношению ко всем введённым реагентам и предназначен для дополнительного утяжеления бурового раствора и формирования фильтрационной корки.The causal relationship between the essential features and the technical result achieved is as follows: carboxylmethyl starch (CMC) gives the solution the necessary rheological properties and regulates water loss, and with the addition of sodium formate these properties can change, so the concentration of CMC up to 5% can be considered optimal. With an increase in the concentration of sodium formate, the thixotropic properties are enhanced, and the resulting solution is better cleaned of cuttings. Moreover, the resulting effect exists up to a concentration of sodium formate of 44%. Entering the drilling fluid antifoam MAC 200 dissolved in diesel fuel in a ratio of 1:20, it is possible to regulate the foaming process. The optimal effect is achieved at a concentration of 0.3%. If necessary, up to 14% of marble powder is added, which is inert with respect to all introduced reagents and is intended for additional weighting of the drilling fluid and the formation of a filter cake.

В состав приготовляемого раствора входит формиат натрия /ТУ У З.50-14308351-130-99/, массовая доля 88%, массовая доля воды 0,66%. Известен как хороший пластификатор и консервант, применяется в строительстве и других отраслях народного хозяйства. В состав раствора входят также мраморный порошок, например, марки МР-2 (микромрамор молотый ТУ 5716-002-369-45182-2003), производитель "Спецбурматериалы", г. Москва, карбоксилметилкрахмал (КМК), широко применяется в бурении скважин (ТУ 2262-016-32957739-01, ТУ 2232-007-2957739-99), производитель "Спецбурматериалы", г. Москва, пеногаситель MAC 200 (ТУ 39-08-125-77), представляющий собой высокодисперсный пирогенный гидрофобизированный кремнезем, производитель "Спецбурматериалы", г. Москва.The composition of the prepared solution includes sodium formate / TU U Z.50-14308351-130-99 /, mass fraction 88%, mass fraction of water 0.66%. Known as a good plasticizer and preservative, it is used in construction and other sectors of the economy. The composition of the solution also includes marble powder, for example, grade MP-2 (micromarble powder TU 5716-002-369-45182-2003), manufacturer of Special Burmaterials, Moscow, carboxylmethyl starch (KMK), is widely used in well drilling (TU 2262-016-32957739-01, TU 2232-007-2957739-99), manufacturer of Special Burmaterials, Moscow, MAC 200 antifoam (TU 39-08-125-77), which is a highly dispersed fumed hydrophobized silica, manufacturer " Special materials ", Moscow.

Буровой раствор готовят следующим образом. Drilling fluid is prepared as follows.

На требуемый объём безглинистого бурового раствора для вскрытия зон с аномально высоким пластовым давлением набирается техническая вода, через глиномешалку по циклу, не через скважину, вводят 3% КМК, в технической (обсадной) колонне производят замену жидкости на приготовляемый раствор, через скважину водят 13% формиата натрия. Затем вводят по циклу по 1% КМК и добавляют формиат натрия, доводя до необходимой плотности безглинистый буровой раствор. При этом достигается насыщение формиатом натрия до 44%, а плотность возрастает до 1330 кг/м3. При необходимости при вскрытии проницаемых горных пород добавляется до 14% мраморного порошка, плотность возрастает до 1450 кг/м3. Толщину фильтрационной корки можно регулировать подбором мраморного порошка разной степени дисперсности. При приготовлении замеряют стандартные параметры раствора: плотность, условная вязкость, динамические напряжения сдвига, пластическая вязкость, статическое напряжение сдвига, водоотдача, водородный показатель среды, толщина фильтрационной корки, липкость и т.п.At the required volume of clay-free drilling fluid for opening areas with an abnormally high reservoir pressure, technical water is collected, 3% of CMC is injected through the clay mixer in a cycle, not through the well, in the technical (casing) string, the fluid is replaced with the prepared solution, 13% is brought through the well sodium formate. Then, 1% CMC is introduced in a cycle and sodium formate is added, bringing the clay-free drilling fluid to the required density. In this case, sodium formate is saturated up to 44%, and the density increases to 1330 kg / m 3 . If necessary, when opening permeable rocks, up to 14% of marble powder is added, the density increases to 1450 kg / m 3 . The thickness of the filter cake can be adjusted by selecting marble powder of varying degrees of dispersion. During preparation, standard solution parameters are measured: density, conditional viscosity, dynamic shear stresses, plastic viscosity, static shear stress, water loss, pH of the medium, filter cake thickness, stickiness, etc.

Технологические параметры растворов приведены в таблице. Проведённые испытания показывают, что изменение содержания ингредиентов в меньшую сторону (состав №1) не обеспечивает необходимых технологических параметров, а в большую сторону (состав №15) экономически не выгодно, так как повышенный расход реагентов не приводит к ожидаемому эффекту.The technological parameters of the solutions are given in the table. The tests performed show that changing the contents of the ingredients down (composition No. 1) does not provide the necessary technological parameters, and upward (composition No. 15) is not economically profitable, since the increased consumption of reagents does not lead to the expected effect.




Таблица
Состав и свойства безглинистого бурового раствора



Table
Composition and properties of non-clay mud
Номер опытаExperience Number Состав раствора, масс.%The composition of the solution, wt.% Плотность
кг/м3
Density
kg / m 3
Условная вязкость, секConditional viscosity, sec Пластическая вязкость мПа*сPlastic viscosity MPa * s ДНС
дПа
CSN
dpa
Водоотдача см3/30 минWater loss cm 3/30 min
Формиат натрияSodium formate КМКKMK Мраморный порошок МР-2Marble Powder MP-2 Пеногаситель MAC 200Antifoam MAC 200 ВодаWater 1one 00 33 00 00 9797 10001000 5656 -- -- -- 22 9,09.0 33 00 00 8888 10501050 30thirty -- -- -- 33 13,013.0 55 00 00 8282 10701070 7070 -- -- -- 4four 23,023.0 4four 00 00 7373 11501150 9090 -- -- -- 55 30,030,0 4four 00 0,130.13 65,8765.87 12201220 6767 -- -- -- 66 37,037.0 33 00 0,130.13 59,8759.87 12701270 6262 -- -- -- 77 39,039.0 33 00 0,240.24 57,7657.76 12801280 6262 -- -- -- 88 40,040,0 33 00 0,230.23 56,7756.77 12951295 6363 3939 134,1134.1 -- 99 42,042.0 33 00 0,220.22 55,7855.78 13101310 6363 5252 86,2186.21 -- 1010 44,044.0 33 00 0,320.32 52,6852.68 13301330 6363 5353 91,091.0 3,23.2 11eleven 41,041.0 33 66 0,320.32 49,6849.68 13801380 8080 5656 119,7119.7 2,22.2 1212 39,039.0 33 1010 0,320.32 47,6847.68 14001400 100one hundred 6262 -- 4,64.6 1313 38,038,0 33 1212 0,320.32 46,6846.68 14501450 9595 2929th 134134 -- 14fourteen 37,037.0 4four 14fourteen 0,300.30 44,7044.70 14501450 100one hundred -- -- -- 15 fifteen 39,039.0 4four 14fourteen 0,300.30 42,742.7 14501450 115115 -- -- 66

Claims (2)

1. Безглинистый буровой раствор для вскрытия зон с аномально высоким пластовым давлением, включающий в качестве стабилизатора и утяжелителя формиат натрия, мраморный порошок и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств карбоксилметилкрахмал при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Clay-free drilling fluid for opening areas with abnormally high reservoir pressure, including sodium formate, marble powder and water as stabilizer and weighting agent, characterized in that it contains carboxylmethyl starch as a regulator of rheological and filtration properties in the following ratio of components, wt.% : Формиат натрия Sodium formate 13-4413-44 Карбоксилметилкрахмал Carboxylmethyl starch 3-53-5 Мраморный порошок Marble powder 0-140-14 Вода Water ОстальноеRest
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве пеногасителя MAC 200, растворенный в дизельном топливе в соотношении 1:20, в количестве 0,13-0,3 мас.% от массы бурового раствора.2. The solution according to claim 1, characterized in that it additionally contains as an antifoam MAC 200, dissolved in diesel fuel in a ratio of 1:20, in an amount of 0.13-0.3 wt.% By weight of the drilling fluid.
RU2004135682/03A 2004-12-06 2004-12-06 Clayless drilling mud RU2277571C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135682/03A RU2277571C1 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Clayless drilling mud

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135682/03A RU2277571C1 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Clayless drilling mud

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2277571C1 true RU2277571C1 (en) 2006-06-10

Family

ID=36712904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004135682/03A RU2277571C1 (en) 2004-12-06 2004-12-06 Clayless drilling mud

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277571C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691417C1 (en) * 2016-07-04 2019-06-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" Non-clay strongly alkaline drilling mud with high bridging properties for drilling in harsh environments

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691417C1 (en) * 2016-07-04 2019-06-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" Non-clay strongly alkaline drilling mud with high bridging properties for drilling in harsh environments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107801398B (en) Date seed powder as fluid loss additive for drilling fluids
US6884760B1 (en) Water based wellbore fluids
US2094316A (en) Method of improving oil well drilling muds
WO2000005323A1 (en) Aphron-containing well drilling and servicing fluids of enhanced stability
WO2004050790B1 (en) Emulsified polymer drilling fluid and methods of preparation and use thereof
CA2644820A1 (en) Glycerol based drilling fluids
WO2021007531A1 (en) A rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems
Deville Drilling fluids
US4404107A (en) Well working compositions, method of decreasing the seepage loss from such compositions, and additive therefor
RU2266312C1 (en) Polymeric drilling fluid for exposing production formations
WO2017062532A1 (en) Self sealing fluids
Igwe et al. The use of periwinkle shell ash as filtration loss control agent in water-based drilling mud
RU2277571C1 (en) Clayless drilling mud
RU2186819C1 (en) Clayless drilling mud basically designed for boring horizontal holes (versions)
RU2168531C1 (en) Clay-free drilling fluid for exposing productive formations
Inemugha et al. The effect of pH and salinity on the rheological properties of drilling mud formulation from natural polymers
RU2277572C1 (en) High-mineralization clayless drilling mud
RU2277570C1 (en) Salt-tolerant drilling mud for exposing producing formations
Tabzar et al. Effectiveness of colloidal gas aphron fluids formulated with a biosurfactant enhanced by silica nanoparticles
Kelly Jr Drilling fluids selection, performance, and quality control
RU2291182C1 (en) Weighted drilling fluid for exposing producing formations
US11535786B2 (en) Methods for wellbore strengthening
RU2277569C1 (en) Drilling mud
WO2006056745A1 (en) Environmentally friendly water based mud deflocculant/thinner
RU2238297C1 (en) Hydrophobic emulsion drilling fluid and a method for preparation thereof

Legal Events

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

Effective date: 20081207