RU2386656C1 - Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells - Google Patents

Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells Download PDF

Info

Publication number
RU2386656C1
RU2386656C1 RU2008144851/03A RU2008144851A RU2386656C1 RU 2386656 C1 RU2386656 C1 RU 2386656C1 RU 2008144851/03 A RU2008144851/03 A RU 2008144851/03A RU 2008144851 A RU2008144851 A RU 2008144851A RU 2386656 C1 RU2386656 C1 RU 2386656C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
drilling fluid
reagent
mixture
potassium
Prior art date
Application number
RU2008144851/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Фефелов (RU)
Юрий Владимирович Фефелов
Дмитрий Васильевич Карасев (RU)
Дмитрий Васильевич Карасев
Александра Михайловна Нацепинская (RU)
Александра Михайловна Нацепинская
Фаина Николаевна Гребнева (RU)
Фаина Николаевна Гребнева
Ольга Владимировна Гаршина (RU)
Ольга Владимировна Гаршина
Ирина Леонидовна Некрасова (RU)
Ирина Леонидовна Некрасова
Андрей Николаевич Зубенин (RU)
Андрей Николаевич Зубенин
Михаил Николаевич Кардышев (RU)
Михаил Николаевич Кардышев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти"
Priority to RU2008144851/03A priority Critical patent/RU2386656C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2386656C1 publication Critical patent/RU2386656C1/en

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to drilling oil and gas wells and more specifically to drilling fluids used in difficult hydrogeological conditions, mainly for drilling extended-reach and horizontal wells, including tailing-in. The drilling fluid contains the following in wt %: drilling mud powder 1.0-4.0, stabiliser reagent - mixture of a product from modifying fatty acids with potassium alkali and nonionic surfactant containing not less than 1.5 mg-eq/l esters of organic acids in terms of dry residue, and from oxyethylated cellulose in mass ratio of 1:(1-2.0) respectively, 0.5-0.85, hydrocarbon water-repellent phase - mixture of dioxane alcohols with weight fraction of hydroxyl groups in the range of 15-36%, 2.0-5.0, potassium chloride 1-15, potassium silicate 0.5-2.0 and water - the rest. The invention is developed in subclaims.
EFFECT: optimisation of structure rheological and filtration properties of the drilling fluid with low content of the clay phase due to reduction of the pseudoplasticity index and rate of dynamic filtration, with simultaneous improvement of lubricant, anti-sticking and inhibiting properties of the drilling fluid and its resistance to effect of contaminants.
5 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам, применяемым для бурения в сложных гидрогеологических условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин, в том числе при вскрытии продуктивного пласта.The invention relates to the drilling of oil and gas wells, namely, drilling fluids used for drilling in difficult hydrogeological conditions, mainly for drilling shallow and horizontal wells, including when opening a reservoir.

Буровой раствор для бурения скважин в осложненных условиях, особенно при проводке ствола по неустойчивым отложениям с большими зенитными углами (пологих и горизонтальных скважин) должен характеризоваться следующими свойствами:Drilling mud for drilling wells in difficult conditions, especially when drilling the trunk through unstable deposits with large zenith angles (shallow and horizontal wells) should be characterized by the following properties:

- псевдопластическими реологическими характеристиками - для обеспечения необходимой выносной и удерживающей способности бурового раствора и снижения гидравлических сопротивлений;- pseudo-plastic rheological characteristics - to provide the necessary remote and retaining ability of the drilling fluid and reduce hydraulic resistance;

- высокими ингибирующими свойствами - для сохранения устойчивости глинистых пород, слагающих стенки скважины;- high inhibitory properties - to maintain the stability of clay rocks that form the walls of the well;

- высокими смазочными и гидрофобизирующими свойствами - для улучшения условий работы породоразрушающего инструмента на забое, облегчения прохождения бурильной колонны и предотвращения прихватов в сильно искривленном и горизонтальном участках ствола скважины;- high lubricating and water-repellent properties - to improve the working conditions of the rock cutting tool at the bottom, facilitate the passage of the drill string and prevent sticking in highly curved and horizontal sections of the wellbore;

- низкой скоростью динамической фильтрации - для предотвращения отрицательных последствий проникновения больших объемов бурового раствора и фильтрата в приствольную зону скважины;- low dynamic filtration rate - to prevent the negative consequences of the penetration of large volumes of drilling fluid and filtrate into the near-well zone of the well;

- высокой устойчивостью физико-химических и технологических свойств к поступлению химически активных примесей в процессе бурения или при проведении работ по ликвидации осложнений (в частности, при поступлении в раствор сероводорода, высокоминерализованных пластовых вод, цемента и других компонентов изоляционных составов после проведения изоляционных работ в процессе бурения и др.).- high resistance of physico-chemical and technological properties to the flow of chemically active impurities during drilling or when carrying out work to eliminate complications (in particular, when hydrogen sulfide, highly mineralized formation water, cement and other components of insulation compounds enter the solution after insulation work in the process drilling, etc.).

При бурении через потенциально неустойчивые глинистые породы традиционно используют буровые растворы, для повышения ингибирующей и крепящей способности которых применяют реагенты неорганической природы (хлорид калия, хлорид кальция, силикаты, фосфаты и др.), действующие с различным механизмом ингибирования гидратации глинистых пород, в частности изменяя обменный комплекс глин, кольматируя микротрещины слоистых сланцев.When drilling through potentially unstable clay rocks, drilling fluids are traditionally used, in order to increase their inhibitory and fixing ability, inorganic reagents (potassium chloride, calcium chloride, silicates, phosphates, etc.) are used, acting with a different mechanism of inhibiting clay hydration, in particular by changing clay exchange complex, colmatizing microcracks of layered schists.

Известно также применение реагентов органической природы в составе бурового раствора для бурения в обваливающихся породах, механизм действия которых обусловлен гидрофобизацией поверхности глинистых частиц за счет адсорбции на ней органических соединений, препятствующих контактированию и взаимодействию глин с водой. В качестве таких реагентов органической природы используют кремнийорганические соединения (например, ГКЖ), неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) (например, оксиэтилированные фенолы), синтетические жирные кислоты и спирты, этаноламиды жирных кислот, маслорастворимые полиэтиленгликоли и другие реагенты.It is also known the use of organic reagents in the composition of the drilling fluid for drilling in crumbling rocks, the mechanism of action of which is due to hydrophobization of the surface of clay particles due to the adsorption of organic compounds on it, which prevent contact and interaction of clays with water. Organic reagents such as organosilicon compounds (e.g., HCL), nonionic surfactants (e.g., ethoxylated phenols), synthetic fatty acids and alcohols, ethanolamides of fatty acids, oil-soluble polyethylene glycols and other reagents are used as such reagents of an organic nature.

Из уровня техники известен буровой раствор для бурения скважин в обваливающих породах, содержащий неорганическую добавку - силикат натрия для ингибирования пород и органическую добавку для повышения удельного электрического сопротивления - реагент Т-66 (кубовый остаток производства 4,4-диметилдиоксана-1,3) (авт. свид. СССР №933696, 1982 г.).BACKGROUND OF THE INVENTION A drilling fluid for drilling boreholes containing inorganic additive — sodium silicate for inhibiting rocks and an organic additive for increasing electrical resistivity — T-66 reagent (bottoms production of 4,4-dimethyldioxane-1,3) ( author certificate of the USSR No. 933696, 1982).

Недостатками этого бурового раствора являются сравнительно невысокие ингибирующие и крепящие свойства. Кроме того, у известного раствора структурно-реологические показатели обеспечиваются при достаточно большом содержании глинопорошка (не менее 5%). Известный раствор также характеризуется низкой устойчивостью к воздействию загрязняющих примесей, высокими значениями скорости динамической фильтрации.The disadvantages of this drilling fluid are relatively low inhibitory and fastening properties. In addition, the known solution structural and rheological indicators are provided with a sufficiently high content of clay powder (at least 5%). The known solution is also characterized by low resistance to contaminants, high dynamic filtration rates.

Также известен буровой раствор для бурения скважин в обваливающихся породах, содержащий глину, жидкое натриевое стекло, полиакриламид, кремнийорганическую жидкость марки ГКЖ-94 и воду (авт. свид. СССР №899626, 1982 г.).Also known is a drilling fluid for drilling wells in crumbling rocks, containing clay, liquid sodium glass, polyacrylamide, silicone fluid brand GKZH-94 and water (ed. Certificate of the USSR No. 899626, 1982).

Недостатками указанного раствора являются сравнительно низкие ингибирующие и крепящие свойства, низкая устойчивость к воздействию загрязняющих примесей, высокие значения скорости динамической фильтрации.The disadvantages of this solution are relatively low inhibitory and fastening properties, low resistance to contaminants, high values of the rate of dynamic filtration.

Известны также хлоркалиевый ингибирующий глинистый буровой раствор, стабилизированый крахмалом, конденсированной сульфит-спиртовой бардой (КССБ), окзилом и оксиэтилцеллюлозой (ОЭЦ), дополнительно содержащий гидроксид бария (Патент РФ №2327725, кл. С09К 8/20, 2006 г.), и силикатно-калиевый буровой раствор, стабилизированный КССБ и карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) и дополнительно содержащий ГКЖ (Патент РФ №1696451, кл. С09К 7/02, 1989 г.).Also known are potassium chloride inhibiting clay mud stabilized by starch, condensed sulphite-alcohol stillage (KSSB), oxyl and hydroxyethyl cellulose (OEC), additionally containing barium hydroxide (RF Patent No. 2323225, class C09K 8/20, 2006), and silicate-potassium drilling fluid stabilized by KSSB and carboxymethyl cellulose (CMC) and additionally containing GKZH (RF Patent No. 1696451, CL SKK 7/02, 1989).

Недостатками указанных известных буровых растворов являются недостаточно оптимизированные для бурения пологих и горизонтальных скважин структурно-реологические свойства, низкая устойчивость к воздействию загрязняющих примесей, высокие значения скорости динамической фильтрации, а также высокий коэффициент склонности к прилипанию (дифференциальному прихвату).The disadvantages of these known drilling fluids are insufficiently optimized for drilling shallow and horizontal wells structural and rheological properties, low resistance to contaminants, high values of dynamic filtration rate, as well as a high coefficient of tendency to stick (differential sticking).

Наиболее близким техническим решением является буровой раствор, содержащий глину, реагенты-стабилизаторы (КМЦ, крахмал, ПАЦ), комплекс ингибирующих, крепящих и гидрофобизирующих добавок, в качестве которых использованы: полигликоль - 3-5%; силикат калия 0,5-3,0% и хлорид калия 3-15% (Патент РФ №2163248, кл. С09К 7/02, 2001 г.).The closest technical solution is a drilling mud containing clay, stabilizing agents (CMC, starch, PAC), a complex of inhibitory, fixing and hydrophobizing additives, which are used as: polyglycol - 3-5%; potassium silicate 0.5-3.0% and potassium chloride 3-15% (RF Patent No. 2163248, class C09K 7/02, 2001).

Недостатками указанного известного бурового раствора с использованием комплекса гидрофобизирующих и ингибирующих реагентов являются:The disadvantages of this known drilling fluid using a complex of hydrophobic and inhibitory reagents are:

- высокое содержание твердой фазы - глины (не менее 10%), что заранее предопределяет низкие показатели механического бурения, склонность к желобообразованию, что особенно опасно при бурении скважин с большими зенитными углами;- high solids content - clay (at least 10%), which predetermines low rates of mechanical drilling, a tendency to groove, which is especially dangerous when drilling wells with large zenith angles;

- неудовлетворительные антиприхватные и смазочные свойства (коэффициент трения 0,29; коэффициент склонности к прилипанию Кдиф более 0,15);- unsatisfactory anti-seizing and lubricating properties (coefficient of friction 0.29; coefficient of tendency to stick To differential more than 0.15);

- недостаточно высокие крепящие свойства по отношению к неустойчивым породам (степень эрозии шлама более 5%);- insufficiently high fixing properties in relation to unstable rocks (degree of sludge erosion of more than 5%);

- низкая устойчивость к воздействию загрязняющих примесей;- low resistance to contaminants;

- высокие значения скорости динамической фильтрации.- high values of dynamic filtration rate.

Ввиду указанных недостатков эффективность бурения скважин известным буровым раствором является недостаточно высокой.Due to these drawbacks, the efficiency of well-known drilling fluid drilling is not high enough.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в оптимизации структурно-реологических и фильтрационных свойств бурового раствора при низком содержании глинистой фазы, за счет снижения показателя псевдопластичности и скорости динамической фильтрации, при одновременном повышении смазочных, антиприхватных и ингибирующих свойств бурового раствора и его устойчивости к воздействию загрязняющих примесей.The technical result achieved by the present invention is to optimize the structural-rheological and filtration properties of the drilling fluid with a low clay phase content, by reducing the pseudo-ductility rate and dynamic filtration rate, while increasing the lubricating, anti-stick and inhibitory properties of the drilling fluid and its resistance to impact contaminants.

Указанный технический результат достигается предлагаемым буровым раствором для строительства скважин в осложненных условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин, содержащим глинопорошок, реагент-стабилизатор, углеводородную гидрофобизирующую фазу, хлорид калия, силикат калия и воду, при этом согласно изобретению в качестве реагента-стабилизатора он содержит смесь из продукта модификации жирных кислот калиевой щелочью и неионогенного поверхностно-активного вещества, содержащего не менее 1,5 мг-экв/л сложных эфиров органических кислот в пересчете на сухой остаток, и из оксиэтилированной целлюлозы в массовом соотношении 1:(1÷2,0) соответственно, а в качестве углеводородной гидрофобизирующей фазы он содержит реагент, представляющий собой смесь диоксановых спиртов с массовой долей гидроксильных групп в пределах 15-36%, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the proposed drilling fluid for the construction of wells in difficult conditions, mainly for drilling shallow and horizontal wells containing clay powder, a stabilizing reagent, a hydrocarbon hydrophobizing phase, potassium chloride, potassium silicate and water, while according to the invention as a stabilizing reagent it contains a mixture of a product of the modification of fatty acids with potassium alkali and a nonionic surfactant containing at least 1.5 mEq / l of complex organic acids in terms of dry residue, and from ethoxylated cellulose in a mass ratio of 1: (1 ÷ 2.0), respectively, and as a hydrocarbon hydrophobizing phase, it contains a reagent, which is a mixture of dioxane alcohols with a mass fraction of hydroxyl groups within 15 -36%, in the following ratio of ingredients, wt.%:

ГлинопорошокClay powder 1,0-4,01.0-4.0 Указанный реагент-стабилизаторThe specified stabilizer reagent 0,5-0,850.5-0.85 Указанная углеводороднаяIndicated hydrocarbon гидрофобизирующая фазаhydrophobizing phase 2,0-5,02.0-5.0 Силикат калия Potassium silicate 0,5-2,00.5-2.0 Хлорид калияPotassium chloride 1-151-15 ВодаWater остальное.rest.

В качестве реагента, представляющего собой смесь диоксановых спиртов с массовой долей гидроксильных групп в пределах 15-36%, буровой раствор содержит смазочные добавки Бурфлюб БТ или ДСПБ или Т-80.As a reagent, which is a mixture of dioxane alcohols with a mass fraction of hydroxyl groups in the range of 15-36%, the drilling fluid contains lubricant additives Burflyub BT or DSPB or T-80.

Буровой раствор дополнительно содержит каустический магнезит 0,5-2,0 мас.%.The drilling fluid additionally contains caustic magnesite 0.5-2.0 wt.%.

Буровой раствор дополнительно содержит крахмал 0,5-1,5 мас.%.The drilling fluid additionally contains starch of 0.5-1.5 wt.%.

Буровой раствор дополнительно содержит смесь производных высших жирных кислот, получаемых при переработке древесных или нефтяных смол и гудронов, в виде реагента марок Soltex, САФ, Баратрол.The drilling fluid additionally contains a mixture of derivatives of higher fatty acids obtained by processing wood or petroleum resins and tars, in the form of a reagent brands Soltex, SAF, Baratrol.

Достижение указанного технического результата обеспечивается, по-видимому, благодаря следующему. При смешивании в заявленных количественных соотношениях производных диоксановых спиртов (углеводородной гидрофобизирующей составляющей заявляемого бурового раствора) со смесью производных высших жирных кислот и оксиэтилцеллюлозы в качестве стабилизаторов (водной фазы) в присутствии глинистой фазы и образуется стабильная эмульсионная система типа масло в воде (прямая эмульсия), которая характеризуется повышенными ингибирующими и гидрофобизирующими свойствами, оптимизированными фильтрационными и структурно-реологическими показателями, улучшенными смазочными и противоприхватными свойствами. Таким образом, предлагаемый раствор представляет собой эмульсионный буровой раствор, характеризующийся вышеуказанными свойствами.The achievement of the specified technical result is provided, apparently, due to the following. When mixing in the claimed quantitative proportions of derivatives of dioxane alcohols (hydrocarbon hydrophobic component of the claimed drilling fluid) with a mixture of derivatives of higher fatty acids and hydroxyethyl cellulose as stabilizers (aqueous phase) in the presence of a clay phase, a stable oil-in-water emulsion system forms (direct emulsion), which is characterized by increased inhibitory and hydrophobizing properties, optimized filtration and structural-rheological displays spruce, and protivoprihvatnymi improved lubricating properties. Thus, the proposed solution is an emulsion drilling fluid, characterized by the above properties.

Введение в преимущественном варианте дополнительно каустического магнезита, крахмала, смеси производных высших жирных кислот, получаемых при переработке древесных или нефтяных смол и гудронов, направлено на улучшение ряда технологических свойств, таких как устойчивость к воздействию загрязняющих примесей за счет буфера рН - каустического магнезита и крахмала и усиление гидрофобизирующих свойств за счет смеси жирных кислот.The introduction of predominantly additional caustic magnesite, starch, a mixture of derivatives of higher fatty acids obtained from the processing of wood or petroleum resins and tars is aimed at improving a number of technological properties, such as resistance to the effects of contaminants due to the pH buffer - caustic magnesite and starch and enhanced hydrophobic properties due to a mixture of fatty acids.

Для приготовления заявляемого бурового раствора в лабораторных условиях были использованы следующие вещества.For the preparation of the inventive drilling fluid in laboratory conditions, the following substances were used.

1. Продукт модификации жирных кислот калиевой щелочью и неионогенного поверхностно-активного вещества, содержащего не менее 1,5 мг-экв/л сложных эфиров органических кислот в пересчете на сухой остаток:1. The product of the modification of fatty acids with potassium alkali and a nonionic surfactant containing at least 1.5 mEq / l of esters of organic acids in terms of dry residue:

- Синтал БТ по ТУ 2482-016-40912231-2003,- Sintal BT according to TU 2482-016-40912231-2003,

- реагент МИГ по ТУ 2482-014-53501222-2000.- MIG reagent according to TU 2482-014-53501222-2000.

2. Оксиэтилированная целлюлоза марки Cellosize QP100 МН (по импорту); РЕОЦЕЛ В по ТУ 2231-012-40912231-2003.2. Oxyethylated cellulose of the Cellosize QP100 MN brand (by import); REOZEL B according to TU 2231-012-40912231-2003.

3. Производные высших жирных кислот, получаемых при переработке древесных или нефтяных смол: реагент марки САФ по ТУ 2471-037-40912231-2006, Soltex или Baratrol (по импорту).3. Derivatives of higher fatty acids obtained from the processing of wood or petroleum resins: reagent grade SAF according to TU 2471-037-40912231-2006, Soltex or Baratrol (for import).

4. Углеводородная гидрофобизирующая фаза - производные диоксановых спиртов с массовой долей гидроксильных групп в пределах 15-36%: БУРФЛЮБ-БТ по ТУ 2452-018-40912231-2003; Флотореагент - Оксаль Т-92, 94 по ТУ 2452-029-05766801-94; ДСПБ-БС по ТУ 2452-002-52412574-00.4. Hydrophobic hydrophobizing phase - derivatives of dioxane alcohols with a mass fraction of hydroxyl groups in the range of 15-36%: BURFLUB-BT according to TU 2452-018-40912231-2003; Flotoreagent - Oxal T-92, 94 according to TU 2452-029-05766801-94; DSPB-BS according to TU 2452-002-52412574-00.

5. Глинопорошок марки ППБ, ГОСТ 25795-383.5. Clay powder brand PPB, GOST 25795-383.

6. Крахмал модифицированный Бурамил БТ по ТУ 9187-020-40912231-2003.6. Modified starch Buramil BT according to TU 9187-020-40912231-2003.

7. Каустический магнезит ПМК-75, ГОСТ 1216-87.7. Caustic magnesite PMK-75, GOST 1216-87.

8. Жидкое калийное стекло (силикат калия) по ТУ 2145-003-52257004-2003.8. Liquid potash glass (potassium silicate) according to TU 2145-003-52257004-2003.

9. Хлорид калия по ТУ 2184-072-00209527-2001.9. Potassium chloride according to TU 2184-072-00209527-2001.

10. Вода техническая.10. Technical water.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующим примером.The essence of the invention is illustrated by the following example.

Пример.Example.

Для получения заявляемого бурового раствора к 825 г технической воды добавляли 20 г глинопорошка марки ППБ, перемешивали 30 минут на лабораторной мешалке при 1000 об/мин и 6 минут на миксере при 9000 об/мин, затем добавляли 8 г реагента-стабилизатора - смесь, состоящую из продукта модификации жирных кислот калиевой щелочью и неионогенного поверхностно-активного вещества, содержащего не менее 1,5 мг-экв/л сложных эфиров органических кислот в пересчете на сухой остаток (Синтал БТ), и из оксиэтилированной целлюлозы (РЕОЦЕЛ В) в массовом соотношении 1,5:2,0 соответственно, образовавшуюся массу перемешивали 0,5 ч, затем вводили в нее 40 г углеводородной фазы (БУРФЛЮБ-БТ) и 7 г САФ, перемешивали 0,5 ч, добавляли неорганические ингибиторы 50 г KCl и 20 г силиката калия, а для утяжеления - 30 г хлорида натрия, после перемешивания в течение 0,5 часа получали буровой раствор со следующими содержанием ингредиентов, мас.%: глинопорошок ППБ - 2,0; реагент-стабилизатор - 0,8; углеводородная фаза - 4,0; KCl - 5,0; силикат калия - 2,0; NaCl - 3,0; производные высших жирных кислот САФ - 0,7; вода - 82,5.To obtain the claimed drilling fluid, 8 g of industrial water was added with 20 g of PPB brand clay powder, stirred for 30 minutes on a laboratory mixer at 1000 rpm and 6 minutes on a mixer at 9000 rpm, then 8 g of stabilizing reagent was added - a mixture consisting from a product of modification of fatty acids with potassium alkali and a nonionic surfactant containing at least 1.5 mEq / l of organic acid esters in terms of dry residue (Synthal BT), and from ethoxylated cellulose (REOCEL B) in a weight ratio 1.5: 2.0 accordingly, the resulting mass was stirred for 0.5 h, then 40 g of the hydrocarbon phase (BURFLUB-BT) and 7 g of SAF were introduced into it, stirred for 0.5 h, inorganic inhibitors of 50 g of KCl and 20 g of potassium silicate were added, and for weighting, 30 g of sodium chloride, after stirring for 0.5 hours received a drilling fluid with the following ingredients, wt.%: Clay powder PPB - 2.0; stabilizer reagent - 0.8; hydrocarbon phase - 4.0; KCl - 5.0; potassium silicate - 2.0; NaCl - 3.0; derivatives of higher fatty acids SAF - 0.7; water - 82.5.

Аналогичным образом готовили другие составы заявляемого бурового раствора с различным соотношением ингредиентов.Similarly prepared other compositions of the inventive drilling fluid with a different ratio of ingredients.

В лабораторных условиях исследовали следующие свойства заявляемого и известного по прототипу буровых растворов:In laboratory conditions, the following properties of the claimed and well-known prototype drilling fluids were investigated:

- показатель фильтрации (Ф30, см3) и скорость динамической фильтрации (Vф, см3/мин) замеряли на динамическом фильтр-прессе фирмы OFI при ΔP=0,7 МПа;- the filtration rate (F 30 , cm 3 ) and the dynamic filtration rate (V f , cm 3 / min) were measured on a OFI dynamic filter press at ΔP = 0.7 MPa;

- реологические свойства - пластическую вязкость (η, мПа·с), динамическое напряжение сдвига (τ0, дПа), прочность геля (Gel, фунт/100 фут2) замеряли на вискозиметре фирмы OFITE; вязкость при низкой скорости сдвига (ВНСС, мПа·с) замеряли на вискозиметре Брукфильда;- rheological properties — plastic viscosity (η, MPa · s), dynamic shear stress (τ 0 , dPa), gel strength (Gel, lb / 100 ft 2 ) were measured on an OFITE viscometer; viscosity at low shear rate (VNSS, MPa · s) was measured on a Brookfield viscometer;

- показатели псевдопластичности «n» вычисляли по известным формулам (Маковей Н. Гидравлика бурения. - М.: Недра, 1986);- indicators of pseudoplasticity "n" was calculated according to well-known formulas (Macovei N. Hydraulics of drilling. - M .: Nedra, 1986);

- смазочные свойства (Ктр) изучали на приборе "Extreme Pressure and Lubricity Testes Complete" фирмы OFI;- Lubricating properties (K Tr ) were studied on an OFI Extreme Pressure and Lubricity Testes Complete instrument;

- антиприхватные свойства буровых растворов определяли на тестере дифференциального прихвата при ΔР=3,3 МПа (Fann, модель 21150);- the anti-seizing properties of drilling fluids were determined on a differential stick tester at ΔР = 3.3 MPa (Fann, model 21150);

- коэффициент липкости фильтрационной корки (Кл) определяли на приборе КТК-2;- the stickiness coefficient of the filter cake (K l ) was determined on a CTK-2 device;

- ингибирующие свойства определяли по степени эрозии шлама в среде бурового раствора в течение 16 часов при температуре 75°С;- inhibitory properties were determined by the degree of erosion of the sludge in the medium of the drilling fluid for 16 hours at a temperature of 75 ° C;

- устойчивость к воздействию загрязняющих примесей (цементу, сероводороду, полисолевой минерализации) оценивали по изменению фильтрационных и реологических показателей после введения указанных загрязняющих примесей. Методика исследований по влиянию загрязняющих примесей заключалась в следующем. Первоначально получили сероводородную воду с содержанием сероводорода 1,3 г/л. Поскольку, как правило, сероводород поступает в буровой раствор с пластовой водой, была подготовлена пластовая вода плотностью 1142 кг/м3 с содержанием сероводорода 0,29 г/л. В отдельные пробы бурового раствора добавляли:- resistance to the effects of contaminants (cement, hydrogen sulfide, polysalt mineralization) was evaluated by the change in filtration and rheological parameters after the introduction of these contaminants. The research methodology on the influence of contaminants was as follows. Initially, hydrogen sulfide water was obtained with a hydrogen sulfide content of 1.3 g / l. Since, as a rule, hydrogen sulfide enters the drilling fluid with produced water, formation water with a density of 1142 kg / m 3 and a hydrogen sulfide content of 0.29 g / l was prepared. The following were added to separate mud samples:

- 6% пластовой воды плотностью 1142 кг/м3, несодержащей сероводород;- 6% of produced water with a density of 1142 kg / m 3 not containing hydrogen sulfide;

- 6% пластовой воды плотностью 1142 кг/м3, содержащей сероводород в количестве 0,29 г/л;- 6% of produced water with a density of 1142 kg / m 3 containing hydrogen sulfide in an amount of 0.29 g / l;

- 5% цемента (при водоцементном соотношении 0,5).- 5% of cement (with a water-cement ratio of 0.5).

После 16 часов выдержки при комнатной температуре замеряли показатели свойств буровых растворов.After 16 hours exposure at room temperature, the properties of the drilling fluids were measured.

В таблице 1 приведены данные об ингредиентном составе заявляемого и известного по прототипу буровых растворов.Table 1 shows data on the ingredient composition of the claimed and known prototype drilling fluids.

В таблице 2 приведены данные о показателях свойств заявляемого и известного по прототипу буровых растворов.Table 2 shows data on indicators of the properties of the claimed and well-known prototype drilling fluids.

В таблице 3 приведены данные по изменению показателей заявляемого и известного по прототипу буровых растворов после введения в них загрязняющих примесей.Table 3 shows the data on the performance of the claimed and well-known prototype drilling fluids after the introduction of contaminants into them.

Данные, приведенные в таблицах 1-3, показывают, что заявляемый буровой раствор характеризуется:The data shown in tables 1-3 show that the inventive drilling fluid is characterized by:

- оптимальными структурно-реологическими и фильтрационными показателями при низком содержании глинистой фазы (менее 4%), а именно: показатель псевдопластичности 0,31-0,76; ВНСС=26256-82547; показатель фильтрации (Ф0,7)=6-10; скорости динамической фильтрации = 0,13-0,26 см3/мин;- optimal structural, rheological and filtration indices with a low clay phase content (less than 4%), namely: pseudoplasticity index 0.31-0.76; VNSS = 26256-82547; filtration rate (F 0.7 ) = 6-10; dynamic filtration rate = 0.13-0.26 cm 3 / min;

- высокими смазочными свойствами: коэффициент трения (Ктр)=0,13-0,08; коэффициент липкости корки (Кл)=3°-3°30;- high lubricating properties: coefficient of friction (K Tr ) = 0.13-0.08; the stickiness coefficient of the peel (K l ) = 3 ° -3 ° 30;

- высокими антиприхватными свойствами (Кдиф=0-0,1);- high non-stick properties (K diff = 0-0.1);

- высокими ингибирующими свойствами по отношению к глинистым породам (степень эрозии шлама 3,8-4,8%).- high inhibitory properties in relation to clay rocks (degree of erosion of sludge 3.8-4.8%).

Исследованиями подтверждено, что заявляемый буровой раствор характеризуется высокой устойчивостью к воздействию загрязняющих примесей, т.е. он сохраняет технологические свойства в пределах регламентированных значений при поступлении в буровой раствор, например, цемента, высокоминерализованной пластовой воды, сероводородсодержащей пластовой воды.Studies have confirmed that the claimed drilling fluid is highly resistant to contaminants, i.e. it retains the technological properties within the regulated values when it enters the drilling fluid, for example, cement, highly saline formation water, hydrogen sulfide-containing formation water.

Таким образом, предлагаемый буровой раствор при заявляемом комплексе ингредиентов соответствует требованиям для бурения скважин в осложненных условиях, в том числе при бурении пологих участков ствола скважин и горизонтальных скважин.Thus, the proposed drilling fluid with the claimed complex of ingredients meets the requirements for drilling wells in difficult conditions, including the drilling of shallow sections of the wellbore and horizontal wells.

Технико-экономические преимущества предлагаемых буровых растворов по сравнению с прототипом заключаются в следующем:The technical and economic advantages of the proposed drilling fluids compared to the prototype are as follows:

- показатель фильтрации и скорость динамической фильтрации заявляемого бурового раствора меньше, чем аналогичный показатель прототипа, что обеспечивает меньший объем проникновения фильтрата в приствольную зону скважины и меньшую скорость гидратации неустойчивых пород, в том числе и в продуктивном пласте;- the rate of filtration and the rate of dynamic filtration of the claimed drilling fluid is less than the same indicator of the prototype, which provides less penetration of the filtrate into the near-well zone of the well and a lower rate of hydration of unstable rocks, including in the reservoir;

- структурно-реологические свойства получаемых растворов, особенно при низких скоростях сдвига, имеют более высокие значения, а показатель псевдопластичности меньшие значения, чем у прототипа, и при этом они соответствуют требованиям для проводки пологих и субгоризонтальных участков ствола скважины.- the structural and rheological properties of the resulting solutions, especially at low shear rates, have higher values, and the pseudoplasticity index is lower than that of the prototype, and at the same time they meet the requirements for conducting shallow and subhorizontal sections of the wellbore.

Заявляемый раствор характеризуется более высокими смазывающими и антиприхватными свойствами, что позволит повысить технико-экономические показатели работы долот и предупредить осложнения и аварии бурильного инструмента.The inventive solution is characterized by higher lubricating and anti-seizing properties, which will improve the technical and economic performance of the bits and prevent complications and accidents of the drilling tool.

Заявляемый раствор характеризуется более высокими ингибирующими свойствами, что позволит предупредить осложнения при бурении неустойчивых и высокопроницаемых пород.The inventive solution is characterized by higher inhibitory properties, which will prevent complications when drilling unstable and highly permeable rocks.

Кроме того, заявляемый буровой раствор характеризуется высокой солестойкостью и устойчивостью к попаданию в систему загрязняющих компонентов (сероводорода, цемента, пластовых вод), что позволит значительно снизить материальные и трудовые затраты на восстановление регламентированных показателей бурового раствора в процессе бурения.In addition, the inventive drilling fluid is characterized by high salt resistance and resistance to ingress of contaminating components (hydrogen sulfide, cement, formation water) into the system, which will significantly reduce material and labor costs for the restoration of regulated parameters of the drilling fluid during drilling.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Таблица 3Table 3 Влияние загрязняющих примесей на свойства заявляемого и известного по прототипу буровых растворовThe effect of contaminants on the properties of the claimed and well-known prototype drilling fluids №№ составов из таблицыNo. of compositions from the table Показатели свойств буровых растворовDrilling Fluid Properties Изменение показателей после ввода примесейChange in indicators after entering impurities Без добавокWithout additives 6% сероводородной воды6% hydrogen sulfide water 6% пластовой воды6% produced water 5% цемента5% cement 33 τ, дПаτ, dPa 218,4218.4 202,6202.6 210,2210.2 220,8220.8 ФΔ0,7, см3 F Δ0.7 cm 3 6,06.0 7,57.5 6,56.5 7,07.0 Gel, lb/100ft2 Gel, lb / 100ft 2 10/1110/11 9/109/10 9/109/10 11/1311/13 55 τ, дПаτ, dPa 117,6117.6 93,693.6 95,595.5 230230 ФΔ0,7, см3 F Δ0.7 cm 3 17,517.5 28,528.5 26,026.0 40,040,0 Gel, lb/100ft2 Gel, lb / 100ft 2 31/33,531 / 33.5 22/23,522 / 23.5 23/26,523 / 26.5 37/43,537 / 43.5

Claims (5)

1. Буровой раствор для строительства скважин в осложненных условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин, содержащий глинопорошок, реагент-стабилизатор, углеводородную гидрофобизирующую фазу, хлорид калия, силикат калия и воду, отличающийся тем, что в качестве реагента стабилизатора он содержит смесь из продукта модификации жирных кислот калиевой щелочью и неионогенного поверхностно-активного вещества, содержащего не менее 1,5 мг-экв/л сложных эфиров органических кислот в пересчете на сухой остаток, и из оксиэтилированной целлюлозы в массовом соотношении 1: (1÷2,0) соответственно, а в качестве углеводородной гидрофобизирующей фазы он содержит реагент, представляющий собой смесь диоксановых спиртов с массовой долей гидроксильных групп в пределах 15-36%, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Глинопорошок 1,0-4,0 Указанный реагент-стабилизатор 0,5-0,85 Указанная углеводородная гидрофобизирующая фаза 2,0-5,0 Силикат калия 0,5-2,0 Хлорид калия 1-15 Вода Остальное
1. Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling shallow and horizontal wells, containing clay powder, stabilizing reagent, hydrocarbon hydrophobizing phase, potassium chloride, potassium silicate and water, characterized in that it contains a mixture of a product of the modification of fatty acids with potassium alkali and a nonionic surfactant containing at least 1.5 mEq / l of organic acid esters, calculated on the dry residue, and from hydroxyethyl cellulose in a mass ratio of 1: (1 ÷ 2.0), respectively, and as a hydrocarbon hydrophobic phase, it contains a reagent that is a mixture of dioxane alcohols with a mass fraction of hydroxyl groups in the range of 15-36%, in the following ratio of ingredients, wt. %:
Clay powder 1.0-4.0 The specified stabilizer reagent 0.5-0.85 Indicated hydrocarbon hydrophobizing phase 2.0-5.0 Potassium silicate 0.5-2.0 Potassium chloride 1-15 Water Rest
2. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента, представляющего собой смесь диоксановых спиртов с массовой долей гидроксильных групп в пределах 15-36%, он содержит смазочную добавку Бурфлюб БТ или ДСПБ, или Т-80.2. The drilling fluid according to claim 1, characterized in that as a reagent, which is a mixture of dioxane alcohols with a mass fraction of hydroxyl groups in the range of 15-36%, it contains a lubricant additive Burflyub BT or DSPB, or T-80. 3. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит каустический магнезит 0,5-2,0 мас.%.3. The drilling fluid according to claim 1, characterized in that it further comprises caustic magnesite 0.5-2.0 wt.%. 4. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит крахмал 0,5-1,5 мас.%.4. The drilling fluid according to claim 1, characterized in that it further comprises starch of 0.5-1.5 wt.%. 5. Буровой раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит смесь производных высших жирных кислот, получаемых при переработке древесных или нефтяных смол и гудронов, в виде реагента марок Soltex, САФ, Баратрол. 5. The drilling fluid according to claim 1, characterized in that it further comprises a mixture of derivatives of higher fatty acids obtained from the processing of wood or oil resins and tar, in the form of a reagent brands Soltex, SAF, Baratrol.
RU2008144851/03A 2008-11-13 2008-11-13 Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells RU2386656C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144851/03A RU2386656C1 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144851/03A RU2386656C1 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2386656C1 true RU2386656C1 (en) 2010-04-20

Family

ID=46275146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144851/03A RU2386656C1 (en) 2008-11-13 2008-11-13 Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386656C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467163C1 (en) * 2011-04-01 2012-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone
RU2490293C1 (en) * 2012-02-13 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of preparing hydrophobic emulsion drilling mud by phase inversion technique for drilling low-angle and horizontal wells
RU2505577C1 (en) * 2012-07-30 2014-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Method for make-up of reversive-inverted drilling fluid by phase inversion
RU2563856C2 (en) * 2014-02-13 2015-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of drilling of wells complicated by absorbing horizons
RU2698389C1 (en) * 2018-10-26 2019-08-26 Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНАЯ СЕРВИСНАЯ КОМПАНИЯ" Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
RU2787698C1 (en) * 2022-05-16 2023-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь") Technological liquid for fixing unstable clay-argillite deposits in oil and gas wells

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467163C1 (en) * 2011-04-01 2012-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone
RU2490293C1 (en) * 2012-02-13 2013-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of preparing hydrophobic emulsion drilling mud by phase inversion technique for drilling low-angle and horizontal wells
RU2505577C1 (en) * 2012-07-30 2014-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Method for make-up of reversive-inverted drilling fluid by phase inversion
RU2563856C2 (en) * 2014-02-13 2015-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") Method of drilling of wells complicated by absorbing horizons
RU2698389C1 (en) * 2018-10-26 2019-08-26 Общество с ограниченной ответственностью "НАЦИОНАЛЬНАЯ СЕРВИСНАЯ КОМПАНИЯ" Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
RU2787698C1 (en) * 2022-05-16 2023-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь") Technological liquid for fixing unstable clay-argillite deposits in oil and gas wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9840652B2 (en) Water-based drilling fluid with cyclodextrin shale stabilizer
DE69614555T2 (en) DRILLING LIQUID BASED ON GLYCOL
Falode et al. Evaluation of local bentonitic clay as oil well drilling fluids in Nigeria
US20080214413A1 (en) Water-Based Polymer Drilling Fluid and Method of Use
RU2698389C1 (en) Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
RU2521259C1 (en) Drilling mud
RU2386656C1 (en) Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells
RU2481374C1 (en) Clayless loaded drilling mud
Gueciouer et al. Valorization of KCl/PHPA system of water-based drilling fluid in presence of reactive clay: Application on Algerian field
Iqbal et al. An experimental study on the performance of calcium carbonate extracted from eggshells as weighting agent in drilling fluid
RU2648379C1 (en) Polysalt biopolymer mud flush poly-s
IT9048312A1 (en) PERFORATION FLUID WITH ANIONIC CARBOHYDRATE BROWN REACTION AND RELATIVE METHOD
Nlemedim et al. Comparative study of bentonite and Ikwo clay for oil-based drilling mud formulation
RU2582197C1 (en) Drilling mud
RU2710654C1 (en) Highly inhibited invert drilling agent
RU2516400C1 (en) Alum-gypsum-potassium drill mud and method of its production
RU2186819C1 (en) Clayless drilling mud basically designed for boring horizontal holes (versions)
RU2768340C1 (en) High-cation-inhibited drilling mud
RU2483091C1 (en) Drilling fluid for flushing of long-distance steeply inclined wells under conditions of permafrost and highly colloidal clay rocks, and its application method
RU2427605C1 (en) Clay-less polysaccharide drilling agent
RU2683448C1 (en) Strengthened mineralized boring solution for the opening of productive plates with abnormally high plastic pressure
RU2255105C1 (en) Method of preparing emulsion drilling mud based on polysaccharide polymer
RU2804720C1 (en) Biopolymer drilling fluid
RU2215016C1 (en) Process fluid for boring, completion and major repairs of oil and gas wells under abnormally high formation pressure and elevated temperature conditions
RU2505577C1 (en) Method for make-up of reversive-inverted drilling fluid by phase inversion

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20111031

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116

Effective date: 20151123

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170131

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20171211

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171228

Effective date: 20171228

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170131

Effective date: 20180625

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190301

Effective date: 20190301

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211

Effective date: 20190429

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116

Effective date: 20190528

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211

Effective date: 20190528

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210928

Effective date: 20210928

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211

Effective date: 20210928

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220224

Effective date: 20220224

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220420

Effective date: 20220420