RU2520101C2 - Method for prevention of drilling equipment sticking in well - Google Patents

Method for prevention of drilling equipment sticking in well Download PDF

Info

Publication number
RU2520101C2
RU2520101C2 RU2012140598/03A RU2012140598A RU2520101C2 RU 2520101 C2 RU2520101 C2 RU 2520101C2 RU 2012140598/03 A RU2012140598/03 A RU 2012140598/03A RU 2012140598 A RU2012140598 A RU 2012140598A RU 2520101 C2 RU2520101 C2 RU 2520101C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
salt
well
drilling
glycerol
sodium chloride
Prior art date
Application number
RU2012140598/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012140598A (en
Inventor
Сергей Николаевич Горонович
Александр Николаевич Олейников
Татьяна Владимировна Кожина
Роман Юрьевич Кузнецов
Всеволод Владимирович Черепанов
Дмитрий Геннадьевич Бельский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз")
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 "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз")
Priority to RU2012140598/03A priority Critical patent/RU2520101C2/en
Publication of RU2012140598A publication Critical patent/RU2012140598A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520101C2 publication Critical patent/RU2520101C2/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method includes suppression of sodium chloride crystallisation on the well walls by treatment of salt-saturated mud with an inhibitor of sodium chloride crystallisation. Glycerine is used as an inhibitor of sodium chloride crystallisation; it is added to the salt-saturated mud in quantity of 5-30 wt % to the volume of the salt-saturated mud depending on the temperature in the well.
EFFECT: enlargement of inventory for sticking prevention, simplified technology, improved characteristics of the drilling mud.
4 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам предотвращения прихватов бурильного инструмента при бурении соленосных отложений.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods of preventing sticking of a drilling tool while drilling saline deposits.

При бурении соленосных отложений часто имеют место такие осложнения, как сужение ствола скважины, в результате чего происходит прихват колонны бурильных труб и бурильного инструмента. Сужение ствола скважины происходит вследствие кристаллизации мелкодисперсной соли хлорида натрия из перенасыщенных буровых растворов на стенке скважины, представленной галитом, что приводит к уменьшению номинального диаметра ствола скважины.When drilling saline deposits, complications such as narrowing the wellbore often occur, resulting in a sticking of the drill pipe string and the drill tool. The narrowing of the wellbore occurs due to the crystallization of the finely dispersed salt of sodium chloride from oversaturated drilling fluids on the wall of the well, represented by halite, which leads to a decrease in the nominal diameter of the wellbore.

Известен способ ликвидации прихватов породоразрушающего инструмента при бурении солевых отложений путем установки водяных ванн, при котором закачка порций пресной воды в зону прихвата позволяет освободить инструмент [Хуршудов В.А., Хуршудов Д.В. Характерные особенности борьбы с осложнениями в солевых отложениях верхней юры при бурении сверхглубоких скважин на площадях Восточного Предкавказья (борьба с пластическим течением солей), Ж. «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море», «ВНИИОЭНГ», №12, 2009, с.16-20].There is a method of eliminating sticks of a rock cutting tool when drilling salt deposits by installing water baths, in which pumping portions of fresh water into the sticking zone allows you to free the tool [Khurshudov V.A., Khurshudov D.V. Characteristic features of the fight against complications in the salt deposits of the Upper Jurassic when drilling superdeep wells in the Eastern Ciscaucasia (struggle against the plastic flow of salts), J. “Construction of oil and gas wells on land and at sea”, “VNIIOENG”, No. 12, 2009, p.16-20].

Недостатком известного способа является ухудшение свойств бурового раствора за счет попадания пресной воды. В результате повышается фильтрация бурового раствора, снижается его плотность, что неизбежно приводит к увеличению материальных затрат, вызванных дополнительными направленными обработками реагентами и утяжелителем для восстановления проектных значений технологических параметров бурового раствора. Помимо этого, закачка порций пресной воды в зону прихвата может привести к серьезным осложнениям: растворению и размыву солей и образованию каверн, возникновению обвалов и осыпей.The disadvantage of this method is the deterioration of the properties of the drilling fluid due to the ingress of fresh water. As a result, the filtration of the drilling fluid increases, its density decreases, which inevitably leads to an increase in material costs caused by additional directed treatments with reagents and weighting agent to restore the design values of the technological parameters of the drilling fluid. In addition, the injection of fresh water into the sticking zone can lead to serious complications: dissolution and erosion of salts and the formation of caverns, the occurrence of landslides and talus.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков и принятым за прототип является способ предотвращения прихватов верхней части колонны бурильных труб при бурении глубокозалегающих соленосных пород, заключающийся в подавлении процесса кристаллизации хлорида натрия на поверхностях бурильных и обсадных труб путем обработки соленасыщенного бурового раствора ингибитором кристаллизации хлорида натрия, в качестве которого используют анионактивные ПАВ и минеральное масло, при этом ингибитор добавляют в буровой раствор в количестве 1,0-1,5 об.% к объему бурового раствора [Патент РФ №2417302, МПК Е21В 31/00, з. №2009133767, приоритет 08.09.2009, опубл. 27.04.2011].Closest to the claimed purpose and a set of essential features and adopted as a prototype is a method of preventing sticking of the upper part of the drill pipe string while drilling deep-seated saline rocks, which consists in suppressing the crystallization of sodium chloride on the surfaces of drill and casing pipes by treating the salt-saturated drilling fluid with a chloride crystallization inhibitor sodium, which is used anionic surfactants and mineral oil, while the inhibitor is added to drilling fluid in an amount of 1.0-1.5 vol.% to the volume of drilling fluid [RF Patent No. 2417302, IPC ЕВВ 31/00, s. No. 2009133767, priority 09/08/2009, publ. 04/27/2011].

Существенным недостатком данного способа является необходимость предварительной подготовки ингибитора кристаллизации в перемешивающем устройстве путем добавления в минеральное масло анионоактивных ПАВ и смешивания композиции до однородной массы.A significant disadvantage of this method is the need for preliminary preparation of the crystallization inhibitor in a mixing device by adding anionic surfactants to the mineral oil and mixing the composition to a homogeneous mass.

Задачей заявляемого технического решения является расширение арсенала средств по предотвращению прихватов бурильного инструмента при бурении соленосных пород за счет подавления кристаллизации хлорида натрия на стенках скважины при одновременном улучшении характеристик бурового раствора.The objective of the proposed technical solution is to expand the arsenal of tools to prevent sticking of drilling tools during drilling of saline rocks by suppressing crystallization of sodium chloride on the walls of the borehole while improving the characteristics of the drilling fluid.

Поставленная задача в заявляемом способе предотвращения прихватов бурильного инструмента в скважине, заключающемся в подавлении процесса кристаллизации хлорида натрия на стенках скважины путем обработки соленасыщенного бурового раствора ингибитором кристаллизации хлорида натрия, решается тем, что используемый в качестве ингибитора кристаллизации хлорида натрия глицерин добавляют в количестве 5-30 мас.% к объему соленасыщенного бурового раствора в зависимости от температуры в скважине.The problem in the claimed method of preventing sticking of a drilling tool in the well, which consists in suppressing the process of crystallization of sodium chloride on the walls of the well by treating a saline drilling fluid with a sodium chloride crystallization inhibitor, is solved by the fact that glycerol is used as an inhibitor of crystallization of sodium chloride in an amount of 5-30 wt.% to the volume of saline drilling fluid, depending on the temperature in the well.

Отличием заявляемого технического решения является то, что используемый в качестве ингибитора кристаллизации хлорида натрия глицерин добавляют в количестве 5-30 мас.% к объему соленасыщенного бурового раствора в зависимости от температуры в скважине.The difference of the claimed technical solution is that glycerol used as an inhibitor of crystallization of sodium chloride is added in an amount of 5-30 wt.% To the volume of saline drilling fluid depending on the temperature in the well.

Глицерин - химическое соединение с формулой HOCH2CH(ОН)-CH2OH или C3H5(OH)3, является представителем трехатомных спиртов и представляет собой вязкую прозрачную жидкость, неограниченно растворимую в воде. Область применения глицерина разнообразна: пищевая промышленность, табачное производство, медицинская промышленность, производство моющих и косметических средств, сельское хозяйство, текстильная, бумажная и кожевенная отрасли промышленности, производство пластмасс, лакокрасочная промышленность, электротехника и радиотехника. Технический глицерин используется для заполнения виброустойчивых манометров типа ДМ8008 ВУ, заполнения торцевых уплотнений мешалок и др.Glycerin is a chemical compound with the formula HOCH 2 CH (OH) -CH 2 OH or C 3 H 5 (OH) 3 , is a representative of trihydric alcohols and is a viscous transparent liquid, unlimitedly soluble in water. The scope of glycerin is diverse: food industry, tobacco production, medical industry, production of detergents and cosmetics, agriculture, textile, paper and leather industries, plastics, paint and varnish, electrical and radio engineering. Technical glycerin is used to fill vibration-resistant pressure gauges of the DM8008 VU type, fill mechanical seals of mixers, etc.

Глицерин выпускается промышленностью по ГОСТ 6824-96.Glycerin is produced by industry according to GOST 6824-96.

Известно применение глицерина в буровых растворах по другому назначению, например в качестве понизителя вязкости (а.с. СССР №№1125226, 1640137), для снижения проницаемости фильтрационной корки (а.с. СССР №1661186), для ликвидации поглощения (патент РФ №2241818), для изоляции водопритока (патент РФ №2081297), для освобождения прихваченных бурильных труб в скважине (а.с. СССР №№939722, 1744242).It is known that glycerol is used in drilling fluids for other purposes, for example, as a viscosity reducer (USSR AS No. 1125226, 1640137), to reduce the filter cake permeability (USSR AS No. 1661186), to eliminate absorption (RF patent No. 2241818), for isolating water inflow (RF patent No. 2081297), for releasing stuck drill pipes in a well (USSR AS No. 939722, 1744242).

Из уровня техники также известно применение глицерина в качестве одного из компонентов ингибитора водорастворимых солевых отложений в газовых скважинах, предназначенного для замедления солеотложений в обсаженных эксплуатационных скважинах, который подают в затрубное пространство скважины (а.с. СССР №791644). Технический результат, достигаемый от использования данного ингибитора, состоит в уменьшении скорости процесса солеотложения за счет введения сульфоуреида и замедления процесса адгезии.The prior art also knows the use of glycerol as one of the components of an inhibitor of water-soluble salt deposits in gas wells, designed to slow down scaling in cased production wells, which is fed into the annulus of the well (AS USSR No. 791644). The technical result achieved by the use of this inhibitor is to reduce the rate of scaling due to the introduction of sulfoureid and slow down the adhesion process.

Процесс адгезии, происходящий в скважине, обусловлен молекулярным взаимодействием стенок скважины с молекулами соли из раствора с сохранением границы между контактирующими телами, в результате которого происходит «налипание» соли на стенки скважины.The adhesion process occurring in the well is due to the molecular interaction of the walls of the well with salt molecules from the solution while maintaining the boundary between the contacting bodies, as a result of which salt “sticks” to the well walls.

Известный ингибитор обволакивает кристаллики хлорида натрия и органические высокомолекулярные компоненты пластового флюида и уменьшает скорость дальнейшего развития отложений на внутренней стенке насосно-компрессорных труб и за счет этого обеспечивается замедление процесса молекулярного взаимодействия твердых фаз и образования «солевых пробок».The known inhibitor envelops crystals of sodium chloride and organic high molecular weight components of the reservoir fluid and reduces the rate of further development of deposits on the inner wall of the tubing and thereby slows down the process of molecular interaction of solid phases and the formation of “salt plugs”.

При вскрытии солевых отложений большой толщины на водных буровых растворах физико-химические процессы взаимодействия солей стенки скважины и среды бурового раствора обусловлены ростом их растворимости с повышением температуры по мере углубления скважины, образованием и накоплением мелкодисперсной твердой фазы солей при снижении температуры в верхней части соленого разреза пород при промывке. Накопление мелких кристаллов в среде бурового раствора сопровождается переносом молекул с мелких кристаллов из среды на крупные кристаллы, что обуславливает кристаллизацию соли на стенке скважины и сужение ее ствола без сохранения границы между контактирующими телами. При этом процесс вторичной кристаллизации отвечает известному физико-химическому процессу «старения осадка», скорость которого значительно превышает время работы долота, что создает условия сужения ствола скважины и аварий при подъеме бурильного инструмента.When opening large-scale salt deposits on aqueous drilling fluids, the physicochemical processes of the interaction of the salts of the borehole wall and the drilling fluid medium are caused by an increase in their solubility with increasing temperature as the well deepens, the formation and accumulation of a finely divided solid phase of salts with a decrease in temperature in the upper part of the salt section of the rocks when flushing. The accumulation of small crystals in the drilling fluid medium is accompanied by the transfer of molecules from small crystals from the medium to large crystals, which causes the crystallization of salt on the wall of the well and the narrowing of its bore without maintaining the boundary between the contacting bodies. In this case, the secondary crystallization process corresponds to the well-known physicochemical process of “sludge aging”, the speed of which significantly exceeds the working time of the bit, which creates the conditions for narrowing the wellbore and accidents when raising the drilling tool.

Заявляемое техническое решение направлено на достижение нового технического результата, заключающегося в подавлении вторичной кристаллизации хлорида натрия на стенках скважины, представленной солью в интервале глубин и, соответственно, диапазона температур их залегания, путем добавления расчетного объема глицерина в буровой раствор для модификации его среды и изменения направления процесса старения осадка.The claimed technical solution is aimed at achieving a new technical result, which consists in suppressing the secondary crystallization of sodium chloride on the walls of the well, represented by salt in the depth range and, accordingly, the temperature range of their occurrence, by adding the estimated volume of glycerol to the drilling fluid to modify its medium and change direction sludge aging process.

В заявляемом изобретении авторами установлена новая зависимость количественной добавки глицерина в буровой раствор, используемый для бурения скважин в соленосных отложениях, учитывающая условия скважины, а именно температуру залегания солей.In the claimed invention, the authors established a new dependence of the quantitative addition of glycerol to the drilling fluid used for drilling wells in saline deposits, taking into account the conditions of the well, namely the salt bed temperature.

Добавка глицерина определяется решением термодинамического уравнения Томсона (Кельвина) в зависимости от температуры в стволе скважиныGlycerol supplementation is determined by the solution of the Thomson (Kelvin) thermodynamic equation depending on the temperature in the wellbore

Figure 00000001
Figure 00000001

где P1 - давление пара чистого растворителя, Па;where P 1 is the vapor pressure of the pure solvent, Pa;

P2 - давление пара модифицированного растворителя, Па;P 2 is the vapor pressure of the modified solvent, Pa;

σт-ж - поверхностное натяжение на границе кристалл - раствор, Дж/м2;σ tj - surface tension at the crystal-solution interface, J / m 2 ;

М - масса выкристаллизованной соли, кг;M is the mass of crystallized salt, kg;

dж - относительная плотность жидкости, б/р;d W - the relative density of the liquid, b / r;

R - универсальная газовая постоянная - 8,134 Дж/(моль·К);R is the universal gas constant - 8.134 J / (mol · K);

Т - температура, К;T is the temperature, K;

r - средний размер мелких кристаллов в соленасыщенном растворе. Решение уравнения (1) в параметрическом виде осуществляется путем представления каждого параметра уравнения как функции от температуры:r cp is the average size of small crystals in a saline solution. The solution of equation (1) in a parametric form is carried out by presenting each parameter of the equation as a function of temperature:

Figure 00000002
Figure 00000002

где M1 и М2 - массы выкристаллизованной соли, полученные экспериментальным путем, кг.where M 1 and M 2 are the masses of crystallized salt obtained experimentally, kg

Полученные значения M1 и М2 пересчитываются на 1 м2 поверхности.The obtained values of M 1 and M 2 are converted to 1 m 2 surface.

Figure 00000003
Figure 00000003

Уравнение подбора температуры для достижения равенства М2=M1 представляет собой:The equation for the selection of temperature to achieve the equality M 2 = M 1 is:

Figure 00000004
Figure 00000004

Исследование процесса кристаллизации хлорида натрия в присутствии глицерина проводилось по разработанной в ООО «ВолгоУралНИПИгаз» методике оценки способности реагентов предотвращать рост кристаллов хлорида натрия в водных растворах.The study of the crystallization of sodium chloride in the presence of glycerol was carried out according to the method developed by OOO VolgoUralNIPIgaz for assessing the ability of reagents to prevent the growth of crystals of sodium chloride in aqueous solutions.

Исследования процесса кристаллизации соли на стенке соляного стакана проводились с применением бурового раствора на водной основе со следующими технологическими параметрами: плотность - 1450 кг/м3, условная вязкость - 124 с, показатель фильтрации - 2 см3/30 мин, рН - 8,3, динамическое напряжение сдвига - 26 Па, пластическая вязкость - 0,06 Па·с, при этом было получено увеличение массы соляного стакана на 0,56 г.Studies salt crystallization process for the salt cup wall performed with the application of water-based drilling fluid with the following process parameters: density - 1450 kg / m 3, relative viscosity - 124, filter component - 2 cm 3/30 min, pH - 8.3 a dynamic shear stress of 26 Pa, a plastic viscosity of 0.06 Pa · s, and an increase in the weight of a salt beaker by 0.56 g was obtained.

Согласно указанной методике определяли массу выкристаллизовавшейся соли хлорида натрия из объема соленасыщенного бурового раствора на стенке соляного стакана, изготовленного из галитового керна, после его циркуляции в условиях, моделирующих процессы, происходящие в скважине.According to this technique, the mass of crystallized sodium chloride salt was determined from the volume of saline drilling fluid on the wall of a salt glass made of halite core after its circulation under conditions simulating the processes occurring in the well.

Образование кристаллов на стенке соляного стакана оценивается по изменению внутреннего диаметра и глубины цилиндрического отверстия в соляном стакане, а также по изменению его массы по сравнению с первоначальной. Результаты проведенных исследований отражены в таблице 1, где dn - диаметр цилиндрического отверстия соляного стакана, hn - глубина цилиндрического отверстия соляного стакана.The formation of crystals on the wall of the salt glass is estimated by the change in the inner diameter and depth of the cylindrical hole in the salt glass, as well as by the change in its mass compared to the original. The results of the studies are shown in table 1, where d n is the diameter of the cylindrical hole of the salt glass, h n is the depth of the cylindrical hole of the salt glass.

Таблица 1Table 1 No. СоставStructure Масса,Weight, d1,d 1 d2,d 2 d3,d 3 , d4,d 4 h1,h 1 h2,h 2 h3,h 3 , h4,h 4 п/пp / p гg мm мm мm мm мm мm мm мm 1one бур. p-pBoer. p-p 1350,801350.80 0,040.04 0,0420,042 0,0410,041 0,0430,043 0,0520,052 0,0510.051 0,0470,047 0,0480,048 22 б.р.+5 мас.%глb.p. + 5 wt.% hl 1346,951346.95 0,0410,041 0,0430,043 0,0420,042 0,0450,045 0,0520,052 0,0510.051 0,0470,047 0,0480,048 33 б.р.+10 мас.%глb.p. + 10 wt.% hl 1343,131343.13 0,0430,043 0,0440,044 0,0430,043 0,0470,047 0,0520,052 0,0510.051 0,0470,047 0,0480,048 4four б.р.+20 мас.%глb.p. + 20 wt.% hl 1339,051339.05 0,0440,044 0,0450,045 0,0440,044 0,0490,049 0,0530,053 0,0510.051 0,0470,047 0,0480,048 55 б.р.+30 мас.%глb.p. + 30 wt.% hl 1334,711334.71 0,0450,045 0,0460,046 0,0450,045 0,0500,050 0,0540,054 0,0520,052 0,0470,047 0,0480,048

Постепенное уменьшение массы выкристаллизованной соли на поверхности стенок стакана свидетельствует о том, что глицерин обладает способностью предотвращать образование солеотложений.A gradual decrease in the mass of crystallized salt on the surface of the glass walls indicates that glycerin has the ability to prevent scaling.

Из таблицы 1 видно, что чем большее количество глицерина было добавлено к буровому раствору, тем меньшее количество соли хлорида натрия выкристаллизовывалось.From table 1 it is seen that the more glycerol was added to the drilling fluid, the smaller the amount of sodium chloride salt crystallized out.

Оптимальным является добавление глицерина к соленасыщенному буровому раствору в количестве 5-30 мас.%.Optimal is the addition of glycerol to the saline drilling fluid in an amount of 5-30 wt.%.

Увеличение содержания глицерина до 35 мас.% в буровом растворе нецелесообразно, т.к. дальнейшего улучшения показателей не происходит.An increase in glycerol content to 35 wt.% In the drilling fluid is impractical because further improvement of indicators does not occur.

Лабораторными исследованиями процесса вторичной кристаллизации соли и направления процесса массообмена при модификации среды бурового раствора и использования уравнения (4) определяли предельные температуры, исключающие процессы массопереноса на стенку скважины от концентрации глицерина в буровом растворе.Laboratory studies of the process of secondary crystallization of salt and the direction of the mass transfer process when modifying the drilling fluid and using equation (4) determined the limiting temperatures that exclude the processes of mass transfer to the wall of the well from the concentration of glycerol in the drilling fluid.

Зависимость добавки глицерина в соленасыщенный буровой раствор от температуры залегания солей, рассчитанная по термодинамическому уравнению для северного борта Прикаспийской синеклизы, представлена в таблице 2.The dependence of the glycerol addition to the salt-saturated drilling fluid on the salt bed temperature calculated by the thermodynamic equation for the northern side of the Caspian syneclise is presented in table 2.

Таблица 2table 2 № п/пNo. p / p СоставStructure Т,КT, K 1one Буровой p-p+5 мас.% глицеринаDrilling p-p + 5 wt.% Glycerol 309,62309.62 22 Буровой p-p+10 мас.% глицеринаDrilling p-p + 10 wt.% Glycerol 314,93314.93 33 Буровой p-p+20 мас.% глицеринаDrilling p-p + 20 wt.% Glycerol 337,57337.57 4four Буровой p-p+30 мас.% глицеринаDrilling p-p + 30 wt.% Glycerol 359,64359.64

Наглядно данные таблицы 2 можно представить в виде графика.Visually, the data of table 2 can be represented in the form of a graph.

Figure 00000005
Figure 00000005

Полученные данные, отраженные на графике, позволили аппроксимировать уравнениеThe data obtained, reflected in the graph, allowed us to approximate the equation

Figure 00000006
Figure 00000006

где Сг - концентрация глицерина, %;where Cr is the concentration of glycerol,%;

Т - температура, К.T is the temperature, K.

Использование данного графика позволит исключить большой объем лабораторных исследований при разработке составов буровых растворов.The use of this schedule will eliminate a large amount of laboratory research in the development of drilling fluid compositions.

При бурении скважин, стенки которых представлены глинистыми породами, возникают осложнения, связанные с набуханием глин. Набухание глин приводит к неустойчивости стенок скважины, образованию каверн, проработкам и авариям.When drilling wells, the walls of which are represented by clay rocks, there are complications associated with the swelling of clays. Clay swelling leads to instability of the walls of the well, the formation of caverns, explorations and accidents.

Коэффициент набухания глины - это величина, определяемая отношением объема набухания навески глины к начальному объему навески глины. Коэффициент характеризует способность набухания глины в данной среде. Чем меньше коэффициент набухания, тем сильнее ингибирующие по отношению к глинистым породам геологического разреза свойства фильтрата бурового раствора.Clay swelling coefficient is a value determined by the ratio of the volume of swelling of a clay sample to the initial volume of a clay sample. The coefficient characterizes the ability of clay to swell in a given environment. The lower the swelling coefficient, the stronger the properties of the mud filtrate that inhibit the clay rocks of the geological section.

Существует несколько методик по исследованию влияния фильтрата бурового раствора на набухаемость глин. Наиболее применяемой является методика по определению коэффициента набухания глинистых материалов на приборе Жигача-Ярова. Исследования сравнительной эффективности ингибирующей способности глицерина проводились по измерению значения коэффициента набухания образцов глины (СТО Газпром 2-3.2-020-2005 Буровые растворы. Методика выполнения измерений коэффициента набухания глин и глинопорошков).There are several methods for studying the effect of mud filtrate on clay swelling. The most used is the method for determining the coefficient of swelling of clay materials on a Zhigach-Yarov instrument. Studies of the comparative effectiveness of the inhibitory ability of glycerol were carried out by measuring the value of the swelling coefficient of clay samples (STO Gazprom 2-3.2-020-2005 Drilling fluids. Methods of measuring the coefficient of swelling of clays and clay powders).

Результаты проведенных исследований по определению влияния фильтрата соленасыщенного бурового раствора с различными добавками глицерина на значение коэффициента набухания глин представлены в таблице 3.The results of studies to determine the effect of saline saturated mud filtrate with various glycerol additives on the value of clay swelling coefficient are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 № п/пNo. p / p СоставStructure Коэффициент набухания глинClay swelling ratio 1one фильтрат бурового раствораmud filtrate 0,3710.371 22 фильтрат бур. p-pa+5 мас.% глицеринаfiltrate drill. p-pa + 5 wt.% glycerol 0,2160.216 33 фильтрат бур. p-pa +10 мас.% глицеринаfiltrate drill. p-pa + 10 wt.% glycerol 0,1950.195 4four фильтрат бур. p-pa +20 мас.% глицеринаfiltrate drill. p-pa +20 wt.% glycerol 0,1530.153 55 фильтрат бур. p-pa +30 мас.% глицеринаfiltrate drill. p-pa +30 wt.% glycerol 0,1520.152

Анализируя данные таблицы 3, можно отметить, что добавка глицерина эффективно предотвращает набухание глин, о чем свидетельствует значительное уменьшение величины коэффициента набухания.Analyzing the data of table 3, it can be noted that the addition of glycerol effectively prevents clay swelling, as evidenced by a significant decrease in the swelling coefficient.

Немаловажным параметром бурового раствора, характеризующим его качество, является значение показателя его фильтрации. Чем меньше фильтрация бурового раствора, тем меньше вероятность возникновения различных осложнений при бурении скважин. Результаты лабораторных исследований по влиянию добавки глицерина на значение показателя фильтрации соленасыщенного бурового раствора представлены в таблице 4, измерения показателя фильтрации проводились на приборе ВМ-6 (СТО Газпром 2-3.2-003-2005 Буровые растворы. Методика выполнения измерений фильтрации на приборе ВМ-6).An important parameter of the drilling fluid, characterizing its quality, is the value of its filtration rate. The lower the mud filtration, the less likely there are various complications when drilling wells. The results of laboratory studies on the effect of glycerol addition on the value of the filtration rate of saline drilling fluid are presented in table 4, the filtration index was measured on a VM-6 instrument (STO Gazprom 2-3.2-003-2005 Drilling fluids. Method for performing filtration measurements on a VM-6 instrument )

Таблица 4Table 4 Технологические параметры раствораTechnological parameters of the solution СоставStructure Плотность, ρ, кг/м3 Density, ρ, kg / m 3 Условная вязкость, Т, сConditional viscosity, T, s Показатель фильтрации, Ф, см3/30 минIndicator filtration, F, cm3 / 30 min pHpH Статическое напряжение сдвига, Q1/10, дПаStatic shear stress, Q 1/10 , dPa Пластическая вязкость, η, мПа·сPlastic viscosity, η, MPa · s Динамическое напряжение сдвига, τ0, ПаDynamic shear stress, τ 0 , Pa буровой растворdrilling mud 14201420 7676 7,07.0 7,97.9 25/4925/49 3838 16,816.8 буровой р-р+5 мас.% глиц.drilling mud + 5 wt.% glyc. 14101410 6060 5,05,0 7,97.9 20/4320/43 3333 13,913.9 буровой р-р+10 мас.% глиц.drilling mud + 10 wt.% glyc. 14001400 5656 5,05,0 7,77.7 15/2515/25 2929th 12,112.1 буровой р-р+20 мас.% глиц.drilling mud + 20 wt.% glyc. 13901390 5353 5,05,0 7,67.6 7/167/16 2525 9,89.8 буровой р-р+30 мас.% глиц.drilling mud + 30 wt.% glyc. 13801380 50fifty 5,05,0 7,67.6 2/62/6 2222 7,67.6

Как видно из таблицы 4, ввод в соленасыщенный буровой раствор добавки глицерина обеспечивает снижение значения показателя фильтрации на 2 см3/30 мин.As seen from Table 4, introduced into the salt-additive glycerin drilling mud provides filtering index values decrease at 2 cm 3/30 min.

Авторами также было установлено, что образование коагуляционных структур, способных затруднить процесс цементирования обсадных колонн при смешении бурового раствора с цементным раствором в соотношении объемов 1:1, не выявлено.The authors also found that the formation of coagulation structures that could complicate the process of cementing casing when mixing drilling fluid with cement in a volume ratio of 1: 1 was not detected.

Таким образом, в результате действия глицерина в растворе меняется направление процесса массообмена с крупных кристаллов (стенка скважины) на мелкие кристаллы, зародившиеся в среде бурового раствора, что приводит к увеличению диаметра ствола скважины, исключает аварии при подъеме бурильного инструмента и снижает затраты.Thus, as a result of the action of glycerol in the solution, the direction of the mass transfer process changes from large crystals (well wall) to small crystals that originate in the drilling fluid, which leads to an increase in the diameter of the wellbore, eliminates accidents when raising a drilling tool and reduces costs.

При этом расчетная добавка глицерина определяет необходимое изменение поверхностной энергии соли на поверхностях «соль-жидкость» и «жидкость-газ», а также снижение растворимости соли в объеме среды бурового раствора.In this case, the calculated addition of glycerol determines the necessary change in the surface energy of salt on the surfaces "salt-liquid" and "liquid-gas", as well as a decrease in the solubility of salt in the volume of the drilling fluid medium.

Из доступных источников патентной и научно-технической информации сведений о технических решениях, содержащих признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого изобретения и дающие аналогичный технический результат, не выявлено. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».From available sources of patent and scientific and technical information, information about technical solutions containing features that match the distinctive features of the claimed invention and give a similar technical result is not identified. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Осуществление способа в промышленных условиях заключается в добавке глицерина в количестве 5-30 мас.% к объему соленасыщенного бурового раствора в зависимости от температуры в скважине, после чего данным раствором разбуривают всю толщу соленосных отложений.The implementation of the method in an industrial environment consists in the addition of glycerol in an amount of 5-30 wt.% To the volume of saline drilling fluid depending on the temperature in the well, after which the entire thickness of saline deposits is drilled with this solution.

Использование предлагаемого способа позволит ликвидировать осложнения и аварии при бурении терригенно-хемогенных отложений большой толщины за счет подавления вторичной кристаллизации хлорида натрия на стенках скважины, сложенных отложениями галита, а также значительно улучшить технологические параметры бурового раствора.Using the proposed method will eliminate the complications and accidents when drilling terrigenous chemogenic deposits of large thickness by suppressing the secondary crystallization of sodium chloride on the walls of the well, folded by halite deposits, and also significantly improve the technological parameters of the drilling fluid.

Claims (1)

Способ предотвращения прихватов бурильного инструмента в скважине, заключающийся в подавлении процесса кристаллизации хлорида натрия на стенках скважины путем обработки соленасыщенного бурового раствора ингибитором кристаллизации хлорида натрия, отличающийся тем, что используемый в качестве ингибитора кристаллизации хлорида натрия глицерин добавляют в количестве 5-30 мас.% к объему соленасыщенного бурового раствора в зависимости от температуры в скважине. A method of preventing sticking of a drilling tool in a well, comprising suppressing a process of crystallization of sodium chloride on the walls of a well by treating a salt-saturated drilling fluid with a sodium chloride crystallization inhibitor, characterized in that glycerol is used as an inhibitor of crystallization of sodium chloride in an amount of 5-30 wt.% To the volume of saline drilling fluid depending on the temperature in the well.
RU2012140598/03A 2012-09-21 2012-09-21 Method for prevention of drilling equipment sticking in well RU2520101C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140598/03A RU2520101C2 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method for prevention of drilling equipment sticking in well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140598/03A RU2520101C2 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method for prevention of drilling equipment sticking in well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140598A RU2012140598A (en) 2014-03-27
RU2520101C2 true RU2520101C2 (en) 2014-06-20

Family

ID=50342837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140598/03A RU2520101C2 (en) 2012-09-21 2012-09-21 Method for prevention of drilling equipment sticking in well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520101C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU791644A1 (en) * 1979-04-16 1980-12-30 Украинский научно-исследовательский институт природных газов Inhibitor of water-soluble salt deposits in gas well
SU939722A1 (en) * 1981-02-27 1982-06-30 Среднеазиатский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности "Средазнипинефть" Method of releasing stuck drill pipes
SU1081166A1 (en) * 1983-03-15 1984-03-23 Предприятие П/Я А-1785 Process for preparing inhibitor of salt deposition
RU2417302C1 (en) * 2009-09-08 2011-04-27 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Procedure preventing strap of upper part of drill string
US20120040873A1 (en) * 2007-11-27 2012-02-16 Daniel Guy Pomerleau Glycerol based drilling fluids

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU791644A1 (en) * 1979-04-16 1980-12-30 Украинский научно-исследовательский институт природных газов Inhibitor of water-soluble salt deposits in gas well
SU939722A1 (en) * 1981-02-27 1982-06-30 Среднеазиатский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности "Средазнипинефть" Method of releasing stuck drill pipes
SU1081166A1 (en) * 1983-03-15 1984-03-23 Предприятие П/Я А-1785 Process for preparing inhibitor of salt deposition
US20120040873A1 (en) * 2007-11-27 2012-02-16 Daniel Guy Pomerleau Glycerol based drilling fluids
RU2417302C1 (en) * 2009-09-08 2011-04-27 Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" Procedure preventing strap of upper part of drill string

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140598A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5539189B2 (en) Aqueous fluid for preventing the formation of a W / O emulsion or for decomposing a W / O emulsion already formed in a porous matrix
AU2017296043B2 (en) High density clear brine fluids
RU2492208C2 (en) Cation-inhibiting drilling mud
Blinov et al. Rheological and Filtration Parameters of the Polymer Salt Drilling Fluids
BRPI0708625A2 (en) bypass compositions, fluid loss control plugs and disconnectors
EA015201B1 (en) Water-based drilling fluid
Skauge et al. Influence of polymer structural conformation and phase behaviour on in-situ viscosity
RU2601635C1 (en) Polymer-based drilling mud for well construction
RU2582197C1 (en) Drilling mud
RU2266312C1 (en) Polymeric drilling fluid for exposing production formations
EP2814899B1 (en) Methods relating to predicting subterranean formation damage from deformable additives
RU2520101C2 (en) Method for prevention of drilling equipment sticking in well
RU2386656C1 (en) Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells
RU2535723C1 (en) Invert emulsion solution based on mineral oil for exposure of productive beds
RU2612040C2 (en) Polymer-emulsion drilling mud
US2689230A (en) Acidizing wells
RU2541666C1 (en) Mud fluid for stabilisation of mud shale
RU2252238C1 (en) Foam forming composition for productive stratum perforation
BR112018007246B1 (en) METHOD AND COMPOSITION
RU2630007C2 (en) Liquid for oil and gas wells control and cleanout
RU2215016C1 (en) Process fluid for boring, completion and major repairs of oil and gas wells under abnormally high formation pressure and elevated temperature conditions
JP7108248B2 (en) Mixtures for obtaining drilling fluids for drilling plants dealing with wells and holes for civil or industrial use, and drilling fluids so obtained
CN111566181A (en) Double emulsifying acids and methods of making and using the same
CA2819952A1 (en) Formulations based on crude glycerol (cg), cellulose ether and urea, process for producing mineral oil from mineral oil deposits having inhomogeneous permeability and process for producing these formulations
Zhang et al. Experimental study of low-damage drilling fluid to minimize waterblocking of low-permeability gas reservoirs

Legal Events

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

Effective date: 20140922