RU2451786C1 - Method to construct deep wells under difficult geological conditions - Google Patents
Method to construct deep wells under difficult geological conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451786C1 RU2451786C1 RU2011100766/03A RU2011100766A RU2451786C1 RU 2451786 C1 RU2451786 C1 RU 2451786C1 RU 2011100766/03 A RU2011100766/03 A RU 2011100766/03A RU 2011100766 A RU2011100766 A RU 2011100766A RU 2451786 C1 RU2451786 C1 RU 2451786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- clay
- composition
- geological conditions
- well
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин в сложных геологических условиях.The invention relates to the field of drilling oil and gas wells in difficult geological conditions.
При строительстве вертикальных и наклонно-направленных скважин в сложных геологических условиях известны различные способы повышения скорости бурения горных пород, например, за счет увеличения давления и температуры в зоне контакта промывочной жидкости, разрушающего инструмента с забоем скважины (К.В.Иогансон. Спутник буровика. Справочник. М., Недра. 296 с.).In the construction of vertical and directional wells in difficult geological conditions, various methods are known for increasing the speed of rock drilling, for example, by increasing the pressure and temperature in the contact zone of the flushing fluid, which destroys the tool and the bottom of the well (K.V. Ioganson. Driller's satellite. Handbook. M., Nedra. 296 p.).
Известен малоглинистый буровой раствор, содержащий глину, карбок-симелцеллюлозу (КМЦ) термостабильную, крахмал, реагент для регулирования удельного электрического сопротивления, карбонатный утяжелитель и воду (Патент РФ №2327726, С09К 8/24, опубл. 27.06.2008, аналог).Known small clay drilling fluid containing clay, carbohydrate-simel cellulose (CMC) thermostable, starch, a reagent for regulating electrical resistivity, carbonate weighting agent and water (RF Patent No. 2323726, C09K 8/24, publ. June 27, 2008, analogue).
Использование данного бурового раствора обеспечивает проводку скважин в относительно устойчивых горных породах и проведение электрокаротажных исследований за счет повышения удельного электрического сопротивления при повышенной температуре. Однако этот состав раствора не может сохранить естественную проницаемость коллектора порядка 80-90%.The use of this drilling fluid ensures well drilling in relatively stable rocks and conduct electrical logging studies by increasing the electrical resistivity at elevated temperatures. However, this composition of the solution cannot preserve the natural permeability of the reservoir of about 80-90%.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению, взятый за прототип является способ регулирования водоотдачи бурового раствора (Патент РФ №2066684, С09К 7/02, опубл. 20.09.1996), по которому регулирование водоотдачи достигается за счет увеличения содержания в растворе наряду с КМЦ солей хлорида натрия или кальция. Данный способ позволяет регулировать водоотдачу из бурового раствора, и в частности, снижать ее при оптимальных расходах КМЦ и вязкости раствора.The closest to the claimed technical solution, taken as a prototype, is a method for controlling the fluid loss of a drilling fluid (RF Patent No. 2066684, C09K 7/02, publ. September 20, 1996), according to which the control of fluid loss is achieved by increasing the chloride salts in the solution along with CMC sodium or calcium. This method allows you to adjust the fluid loss from the drilling fluid, and in particular, to reduce it at the optimal costs of CMC and the viscosity of the fluid.
Задачи, на решение которых направлено изобретение, являются обеспечение устойчивости стенок скважин, предупреждение процессов поглощения промывочной жидкости и притока пластового флюида в скважину, а также сохранение естественной проницаемости коллектора на 80-90% при бурении в сложных условиях вертикальных и наклонно-направленных скважин, при этом обеспечение возможности проходки нескольких горизонтов различных по свойствам пород на одном по химическому составу растворе, с сохранением оптимальных скоростей проходки и снижением затрат на строительство глубоких скважин в сложных геологических условиях.The tasks the invention is directed to are ensuring the stability of the walls of the wells, preventing the processes of absorption of drilling fluid and the influx of formation fluid into the well, as well as maintaining the natural permeability of the reservoir by 80-90% when drilling in difficult conditions of vertical and directional wells, this provides the possibility of sinking several horizons of different rock properties on the same chemical composition solution, while maintaining optimal sinking speeds and reducing costs at construction of deep wells in difficult geological conditions.
Это достигается тем, что бурение различных по сложности геологических элементов по длине скважины осуществляют одним составом бурового раствора, причем проходку фильтрующих горных пород выполняют с учетом сохранения естественной проницаемости продуктивных коллекторов, исключения притоков пластового флюида в скважину за счет охлаждения малоглинистого раствора на 15-25°С при одновременном увеличении в нем давления на 3-6% от горного.This is achieved by the fact that the drilling of geological elements of various complexity along the length of the well is carried out with one drilling fluid composition, and filtering rocks are drilled taking into account the natural permeability of productive reservoirs, eliminating formation fluid inflows into the well by cooling the clay solution at 15-25 ° C with a simultaneous increase in pressure by 3-6% of the mountain pressure.
К существенным признакам заявляемого технического решения относятся следующие:The essential features of the proposed technical solution include the following:
- бурение различных по сложности геологических элементов по длине скважины осуществляют одним составом бурового раствора;- drilling of various geological elements of complexity along the length of the well is carried out by one composition of the drilling fluid;
- проходку фильтрующих горных пород выполняют с учетом сохранения естественной проницаемости продуктивных коллекторов;- sinking of filtering rocks is performed taking into account the preservation of the natural permeability of productive reservoirs;
- притоки пластового флюида в скважину исключают за счет охлаждения малоглинистого раствора на 15-25°С при одновременном увеличении в нем давления на 3-6% от горного.- inflows of formation fluid into the well are eliminated by cooling the clay solution at 15-25 ° C while increasing the pressure in it by 3-6% of the mountain pressure.
Признаки, отличающие заявляемое решение от известных разработок, не выявлены при изучении данной и смежных областей науки и техники, в других отечественных и зарубежных источниках. Таким образом, заявляемое техническое решение, имеющее вышеприведенную совокупность существенных признаков и преимуществ, соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».Signs that distinguish the claimed solution from the well-known developments were not identified in the study of this and related fields of science and technology, in other domestic and foreign sources. Thus, the claimed technical solution having the above set of essential features and advantages meets the criteria of patentability "novelty" and "inventive step".
Авторами изобретения в лабораториях Северного (Арктического) федерального университета имени М.В.Ломоносова и в процессе бурения на Приобском месторождении скважин на различных по физико-химическим свойствам буровых растворах были получены следующие результаты.The inventors in the laboratories of the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov and during drilling at the Priobskoye field of wells using drilling fluids of different physicochemical properties obtained the following results.
Строительство скважин в сложных условиях можно осуществлять на растворах, включающих аналогично прототипу следующие реагенты: глину бентонитовую (для структурообразования, регулирования тиксотропных свойств, повышения у растворов удерживающей и транспортирующей способности); КМЦ, обеспечивающую снижение фильтрации при одновременной стабилизации, регулировании реологических показателей бурового раствора; хлористый натрий или хлористый калий (для снижения лиофильности глин, ингибирования бурового раствора); карбонат кальция (мел, мраморная крошка и др.), выполняющего в растворе функции как утяжелителя, так и кольматанта.Well construction in difficult conditions can be carried out on solutions that include, similarly to the prototype, the following reagents: bentonite clay (for structure formation, regulation of thixotropic properties, increase in retention and transporting ability of solutions); CMC, providing a decrease in filtration while stabilizing, regulating the rheological parameters of the drilling fluid; sodium chloride or potassium chloride (to reduce the lyophilicity of clays, inhibition of drilling fluid); calcium carbonate (chalk, marble chips, etc.), performing in the solution the functions of both a weighting agent and colmatant.
Исследованиями установлено, что на скорость проходки скважин в сложных условиях наряду с рекомендуемыми в прототипе составом, рецептурой реагентов для промывочных жидкостей, существенно влияют температура и давление, варьируемые в определенном диапазоне значений: снижение температуры на 15-25°С и повышение давления на 3-6% от горного. По данным исследований, при различных осложнениях в бурении необходимо выполнять следующую технологию выполнения.Studies have established that the speed of drilling in difficult conditions, along with the recommended composition of the prototype, the formulation of reagents for flushing fluids, is significantly affected by temperature and pressure, varying in a certain range of values: lowering the temperature by 15-25 ° C and increasing the pressure by 3- 6% of the mountain. According to research, with various complications in drilling, it is necessary to perform the following execution technology.
Для обеспечения устойчивости стенок скважин целесообразно применять буровой раствор, содержащий в масс.% следующие реагенты: глину - 4,0-7,0; КМЦ - 0,5-2,0; хлористый натрий (хлористый калий) - 2,0-15,0; кольматант (карбонат кальция) - 3,0-7,0 и воду.To ensure the stability of the walls of the wells, it is advisable to use a drilling fluid containing in wt.% The following reagents: clay - 4.0-7.0; CMC - 0.5-2.0; sodium chloride (potassium chloride) - 2.0-15.0; colmatant (calcium carbonate) - 3.0-7.0 and water.
Предупреждение поглощений промывочных жидкостей в проницаемые породы исключается за счет применения следующей рецептуры бурового раствора, масс.%: глины - 4,0-7,0; КМЦ - 1,0-3,0; хлористого натрия (хлористого калия) - 2,0-15,0; кольматанта (карбоната кальция - мраморной крошки) - 5,0-12,0; воды - остальное.Prevention of absorption of drilling fluids in permeable rocks is eliminated by using the following drilling fluid formulation, wt.%: Clay - 4.0-7.0; CMC - 1.0-3.0; sodium chloride (potassium chloride) - 2.0-15.0; colmatant (calcium carbonate - marble chips) - 5.0-12.0; water - the rest.
В процессе практической реализации способа определен диапазон изменения температуры и давления. Для предотвращения термоокислительной деструкции КМЦ промывочную жидкость, как показали исследования, необходимо охлаждать на 15-25°С. При этом установлено, что охлаждение растворов менее чем на 15°С не снижает процесс поглощения из них фильтратов, а при достижении верхнего предела из охлаждаемых растворов выделяются соли и кольматант.In the process of practical implementation of the method, a range of changes in temperature and pressure is determined. To prevent thermo-oxidative degradation of CMC, the washing liquid, as shown by studies, must be cooled by 15-25 ° C. It was found that cooling solutions by less than 15 ° C does not reduce the absorption of filtrates from them, and when the upper limit is reached, salts and colmatant are released from the cooled solutions.
Для проходки на одном растворе различных по сложности геологических горизонтов наряду с незначительной корректировкой концентраций реагентов и охлаждением бурового раствора требуется повышать в растворе давление на 3-6% от горного, но не более значений, приводящих к гидроразрыву горных пластов. При этом, как показали исследования, повышение в растворе давления ниже указанных значений практически не отражается на процессе поглощения промывочных жидкостей в проницаемые породы, а давления свыше рекомендуемого предела приводят к снижению проницаемости продуктивных коллекторов.To drill geological horizons of varying complexity in one solution, along with a slight adjustment of reagent concentrations and cooling the drilling fluid, it is necessary to increase the pressure in the solution by 3-6% of the rock, but not more than the values that lead to hydraulic fracturing of the rock formations. At the same time, studies have shown that increasing the pressure in the solution below the indicated values practically does not affect the absorption of flushing fluids into permeable rocks, and pressures above the recommended limit lead to a decrease in the permeability of productive reservoirs.
Обнаружено, что исключение притоков пластового флюида в скважину, сохранения естественной проницаемости продуктивных коллекторов обеспечивается, например, за счет применения следующей рецептуры бурового раствора, масс.%: глины - 5,0; КМЦ-500 - 2,0; хлористого натрия - 15,0; кольматанта - карбоната кальция (мела) - 6,0; вода - 72. В процессе бурения проницаемых пород осуществляют охлаждение промывочной жидкости (бурового раствора) на 20°С и повышение в ней давления на 5% от горного (т.е. в указанных пределах: снижение температуры на 15-25°С и повышение давления на 3-6% от горного).It was found that the exclusion of formation fluid inflows into the well, preservation of the natural permeability of productive reservoirs is ensured, for example, through the use of the following drilling fluid formulation, wt.%: Clay - 5.0; KMTS-500 - 2.0; sodium chloride - 15.0; colmatant - calcium carbonate (chalk) - 6.0; water - 72. In the process of drilling permeable rocks, the washing fluid (drilling fluid) is cooled by 20 ° C and the pressure in it is increased by 5% from the mountain pressure (ie, within the specified limits: temperature decrease by 15-25 ° C and increase pressure of 3-6% of the mountain).
Вышеприведенный состав и концентрации химических реагентов в растворах при работе в указанных пределах изменения температуры и давления позволяют бурить неустойчивые горные породы при наличии допустимых значений водоотдачи (5…10 см3) и вязкости, обеспечивая возможность проходки нескольких горизонтов различных по свойствам пород на одном по химическому составу растворе.The above composition and concentration of chemical reagents in solutions when working within the specified temperature and pressure limits allow unstable rocks to be drilled in the presence of acceptable values of water loss (5 ... 10 cm 3 ) and viscosity, providing the possibility of sinking several horizons of different rock properties on one chemical composition of the solution.
Приведенные выше рецептуры промывочных жидкостей, рекомендуемые пределы изменения в них температуры и давления в совокупности позволяют обеспечить возможность проходки нескольких горизонтов различных по свойствам пород на одном по химическому составу растворе, исключить процессы потери устойчивости стенок скважины, поглощения промывочных жидкостей в проницаемые породы, притоки пластового флюида в скважину, сохранить проницаемость продуктивных горизонтов.The above formulations of flushing fluids, the recommended limits of temperature and pressure changes in them together allow one to provide the possibility of sinking several horizons of rocks of different properties in the same chemical composition of the solution, to exclude the processes of loss of stability of the walls of the well, the absorption of flushing fluids into permeable rocks, formation fluid inflows into the well, maintain the permeability of productive horizons.
При сравнении вышеприведенных аналогов и прототипа с предлагаемым способом строительства глубоких скважин в сложных геологических условиях были выявлены следующие технологические отличия:When comparing the above analogues and the prototype with the proposed method for the construction of deep wells in difficult geological conditions, the following technological differences were identified:
1) бурение различных по свойствам горных пород осуществляют на одном по химическому составу растворе;1) drilling of rocks of various properties is carried out on a solution of the same chemical composition;
2) для проходки сложных геологических горизонтов буровой раствор охлаждают на 15-25°С;2) for drilling complex geological horizons, the drilling fluid is cooled to 15-25 ° C;
3) при бурении скважин в сложных горно-геологических условиях гидравлическое давление в растворе повышают на 3-6% от горного.3) when drilling wells in difficult geological conditions, the hydraulic pressure in the solution is increased by 3-6% of the mountain pressure.
За счет выполнения принципиально новых технологических операций в отличие от аналогов и прототипа представляется возможным снизить затраты на строительство скважин в сложных геологических условиях, увеличить объемы добычи углеводородов из продуктивных горизонтов и снизить затраты на ресурсообеспечение процесса. Применение предлагаемой на практике технологии позволит на 5…10% снизить затраты на приготовление промывочных жидкостей, бурение глубоких скважин и обеспечить безопасность проведения буровых работ в сложных горно-технических условиях.Due to the implementation of fundamentally new technological operations, unlike analogues and prototype, it seems possible to reduce the cost of well construction in difficult geological conditions, increase hydrocarbon production from productive horizons and reduce the cost of resource supply of the process. The application of the technology proposed in practice will make it possible to reduce the costs of preparing flushing fluids, drilling deep wells by 5 ... 10% and ensure the safety of drilling operations in difficult mining conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100766/03A RU2451786C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method to construct deep wells under difficult geological conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100766/03A RU2451786C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method to construct deep wells under difficult geological conditions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2451786C1 true RU2451786C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011100766/03A RU2451786C1 (en) | 2011-01-12 | 2011-01-12 | Method to construct deep wells under difficult geological conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451786C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106988721A (en) * | 2017-05-26 | 2017-07-28 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | Drilling system and its control method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU692847A1 (en) * | 1975-06-12 | 1979-10-25 | Филиал Северо-Кавказского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Нефтяной Промышленности | Drilling mortar |
SU969708A1 (en) * | 1980-06-04 | 1982-10-30 | за вители t ,Г : /J3 ЛТЕНТН у ,, I j ИБС/М) / и. Македонов, К. В. ИогансеН, .Gfi;jV-r и С. А. Шел гова--.- , | Drilling mud |
RU2066684C1 (en) * | 1992-08-31 | 1996-09-20 | Рыжов Валентин Михайлович | Method for regulation of drilling mud water loss |
US5858928A (en) * | 1994-11-28 | 1999-01-12 | Rhone-Poulenc Chimie | Gel of an apolar medium, its use for the preparation of water-based drilling fluids |
RU2231534C2 (en) * | 2002-05-16 | 2004-06-27 | Закрытое акционерное общество"ИКФ-Сервис" | Drilling fluid and a method for preparation thereof |
RU2235751C1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-09-10 | ДФГУП Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Weighted drilling mud |
RU2318855C2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Clayless drilling mud |
RU2327726C2 (en) * | 2006-08-23 | 2008-06-27 | Елена Александровна Румянцева | Thin clay drilling mud |
-
2011
- 2011-01-12 RU RU2011100766/03A patent/RU2451786C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU692847A1 (en) * | 1975-06-12 | 1979-10-25 | Филиал Северо-Кавказского Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Нефтяной Промышленности | Drilling mortar |
SU969708A1 (en) * | 1980-06-04 | 1982-10-30 | за вители t ,Г : /J3 ЛТЕНТН у ,, I j ИБС/М) / и. Македонов, К. В. ИогансеН, .Gfi;jV-r и С. А. Шел гова--.- , | Drilling mud |
RU2066684C1 (en) * | 1992-08-31 | 1996-09-20 | Рыжов Валентин Михайлович | Method for regulation of drilling mud water loss |
US5858928A (en) * | 1994-11-28 | 1999-01-12 | Rhone-Poulenc Chimie | Gel of an apolar medium, its use for the preparation of water-based drilling fluids |
RU2231534C2 (en) * | 2002-05-16 | 2004-06-27 | Закрытое акционерное общество"ИКФ-Сервис" | Drilling fluid and a method for preparation thereof |
RU2235751C1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-09-10 | ДФГУП Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Weighted drilling mud |
RU2318855C2 (en) * | 2006-04-17 | 2008-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" | Clayless drilling mud |
RU2327726C2 (en) * | 2006-08-23 | 2008-06-27 | Елена Александровна Румянцева | Thin clay drilling mud |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПАУС К.Ф. Буровые растворы. - М.: Недра, 1973, с.3, 13. ИОГАНСОН К.В. Спутник буровика. Справочник. - М.: Недра, 1986, с.100-123. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106988721A (en) * | 2017-05-26 | 2017-07-28 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | Drilling system and its control method |
CN106988721B (en) * | 2017-05-26 | 2024-04-12 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | Drilling system and control method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2494214C1 (en) | Method for well construction | |
CA2564566A1 (en) | Inhibitive water-based drilling fluid system and method for drilling sands and other water-sensitive formations | |
CA2996151C (en) | Supplementing the immiscible water injection cycle with nutrients to improve oil release in oil-containing rock formations | |
CN104712287B (en) | A kind of horizontal well ' Safe Density Windows extended method | |
CN107614655A (en) | Control the technology of slip | |
RU2582197C1 (en) | Drilling mud | |
RU2451786C1 (en) | Method to construct deep wells under difficult geological conditions | |
Chizhov et al. | Hydraulically perfect modes of injection of grouting mixtures when isolating absorbing formations | |
CN106121568B (en) | A kind of in-situ processing technique of environment-friendly type polyethers hydramine drilling fluid | |
GB2089397A (en) | High density wellbore fluids | |
CN106366244A (en) | High-temperature-resistant and salt-resistant filtrate loss reducer for drilling fluid and preparation method and application of filtrate loss reducer | |
CN104962254A (en) | Low-cost formate drilling washing liquid | |
Shilova et al. | Development of the impermeable membranes using directional hydraulic fracturing | |
RU2768340C1 (en) | High-cation-inhibited drilling mud | |
CN105482793A (en) | Small particle size water-soluble temporary plugging agent for oil fields | |
Yodgorov et al. | Results of industrial testing of oil emulsion drilling mud in the Ustyurt urban area | |
CN104962255A (en) | Preparing process of low-cost formate drilling flushing fluid | |
CN105482792A (en) | Preparation method of small particle size water-soluble temporary plugging agent for oil fields | |
GauriNa-MeđiMurec et al. | Aphron-based drilling fluids: solution for low pressure reservoirs | |
CN106014200B (en) | A kind of boring method for wearing gypsic horizon | |
RU2753910C1 (en) | Method for drilling and primary opening of productive layers | |
Thakur et al. | Experimental investigation of ionic liquid as an additive in enhancing the rheological and filtration properties of water-based drilling fluid | |
Rejepovich | DRILLING OF DIRECTIONAL WELLS WITH HYDROCARBON-BASED DRILLING FLUID «VERSADRIL» | |
CA2884800A1 (en) | Free-flowing aqueous compositions for enhancing production rates of mineral oil or natural gas comprising oxidizing agents and glucans | |
Kolosov et al. | Analysis of the efficiency of drilling petrocom solution for primary exposure of production formation at the Bolshoy Olkhovsky field named after VN Vinogradov |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130113 |