RU2607564C1 - Дисперсионная жидкость для бурения и способ добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости - Google Patents
Дисперсионная жидкость для бурения и способ добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607564C1 RU2607564C1 RU2015128010A RU2015128010A RU2607564C1 RU 2607564 C1 RU2607564 C1 RU 2607564C1 RU 2015128010 A RU2015128010 A RU 2015128010A RU 2015128010 A RU2015128010 A RU 2015128010A RU 2607564 C1 RU2607564 C1 RU 2607564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrolysis
- well
- drilling
- acid
- resin material
- Prior art date
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 56
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 53
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 58
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 23
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 23
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 13
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 13
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 11
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- -1 for example Substances 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 6
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 6
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 6
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 6
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 3
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 3
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N (2R)-2-hydroxy-2-phenylacetic acid Chemical compound O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1.O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1 QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MVOSYKNQRRHGKX-UHFFFAOYSA-N 11-Undecanolactone Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCO1 MVOSYKNQRRHGKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NYHNVHGFPZAZGA-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyhexanoic acid Chemical compound CCCCC(O)C(O)=O NYHNVHGFPZAZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRHWHSJDIILJAT-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypentanoic acid Chemical compound CCCC(O)C(O)=O JRHWHSJDIILJAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropionic acid Chemical compound OCCC(O)=O ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybutyric acid Chemical compound OCCCC(O)=O SJZRECIVHVDYJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 229930182843 D-Lactic acid Natural products 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UWTATZPHSA-N D-lactic acid Chemical compound C[C@@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- LOMVENUNSWAXEN-UHFFFAOYSA-N Methyl oxalate Chemical compound COC(=O)C(=O)OC LOMVENUNSWAXEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N R-2-phenyl-2-hydroxyacetic acid Natural products OC(=O)C(O)C1=CC=CC=C1 IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920008262 Thermoplastic starch Polymers 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FNGGVJIEWDRLFV-UHFFFAOYSA-N anthracene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C3C=C21 FNGGVJIEWDRLFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003429 antifungal agent Substances 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- VEZXCJBBBCKRPI-UHFFFAOYSA-N beta-propiolactone Chemical compound O=C1CCO1 VEZXCJBBBCKRPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-dicarboxylate;hydron Chemical compound OC(=O)C1(C(O)=O)CCCCC1 QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940022769 d- lactic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229960002510 mandelic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N octane-1,8-diol Chemical compound OCCCCCCCCO OEIJHBUUFURJLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 1
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 1
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 229960000380 propiolactone Drugs 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- UYCAUPASBSROMS-AWQJXPNKSA-M sodium;2,2,2-trifluoroacetate Chemical compound [Na+].[O-][13C](=O)[13C](F)(F)F UYCAUPASBSROMS-AWQJXPNKSA-M 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000004628 starch-based polymer Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004260 weight control Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
- C09K8/06—Clay-free compositions
- C09K8/12—Clay-free compositions containing synthetic organic macromolecular compounds or their precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/885—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/003—Means for stopping loss of drilling fluid
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/26—Gel breakers other than bacteria or enzymes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к добыче нефти и газа. Технический результат - высокая способность к гидролизу при низкой температуре реагента жидкости, применяемой при бурении и обработке пласта. Дисперсионную жидкость для бурения получают диспергированием в водной среде полиоксалата в качестве способного к гидролизу смоляного материала. Способ добычи полезных ископаемых из скважины, образованной бурением, включает этап ввода указанной выше дисперсионной жидкости в скважину под давлением для осуществления гидролиза способного к гидролизу смоляного материала в горячей воде с температурой не ниже 40°C. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дисперсионной жидкости для бурения, применяемой для добычи полезных ископаемых, таких как нефть, природные газы и т.п., с помощью способа бурения скважин, например, способа вращательного бурения или способа бескондукторного бурения, и относится к способу добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости.
Уровень техники
Способы бурения скважин, такие как способ вращательного бурения и способ бескондукторного бурения, а также способ гидравлического разрыва пласта, в настоящее время широко применяются для добычи полезных ископаемых.
Способ вращательного бурения заключается в формировании скважины при возврате бурового раствора и образовании фильтрационной корки, называемой глинистой коркой, на поверхности стенок скважины, с помощью отделочной жидкости, смешанной с реагентом, предотвращающим потерю воды. Корка сохраняет устойчивость стенок желоба, не дает обрушиться стенкам желоба и снижает трение с жидкостью, протекающей по скважине.
Способ гидравлического разрыва заключается в создании давления над жидкостью, которой заполнена скважина, для образования трещин (разломов) в окрестностях скважины для повышения тем самым проницаемости в окрестностях скважины (для облегчения протекания жидкости) в попытке повысить эффективную площадь сечения, через которую полезные ископаемые, например, нефть и газы, протекают в скважину, и, следовательно, повысить производительность скважины.
При этом в качестве реагента, предотвращающего потерю воды, добавляемого к отделочной жидкости, в основном, используется карбонат кальция или различные виды солей в гранулированной форме. Однако применение реагента, предотвращающего потерю воды, вызывает необходимость проводить обработку кислотой для его извлечения; иначе его гранулы поступают в пласт, а конкретнее - в трещины пласта, блокируя поток газов. То есть реагент, предотвращающий потерю воды, остается закупоренным в пласте, откуда должны добываться ископаемые, препятствуя их добыче.
Жидкости, применяемые в способе гидравлического разрыва, могут быть разделены на два класса: жидкости для гидроразрыва и наполнители. Жидкость для гидроразрыва пласта используется для проникновения в окрестности скважины в условиях приложения высокого давления, в то время как наполнитель используется для блокирования прохождения потока в скважину. Прежде в качестве жидкости для способа гидравлического разрыва использовалась вязкая жидкость, например, желеобразный бензин. Однако в последние годы, поскольку сланцевый газ или аналогичный газ добывают из сланцевого пласта, который находится в сравнительно неглубоких местах, и с учетом воздействия на окружающую среду, общей практикой становится применение водной дисперсионной жидкости, получаемой растворением или диспергированием в воде полимера. Известным примером полимера является полимолочная кислота (см. патентный документ 1).
Полимолочная кислота - это вещество, имеющее способность к гидролизу и биодеградации, и даже если она остается под землей, она разлагается водой или ферментом в грунте и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. Кроме того, вода, применяемая в качестве диспергента, также считается не оказывающей вредного воздействия на окружающую среду по сравнению с бензином или подобным ему веществом.
Скважина заполняется водной дисперсионной жидкостью, в котором диспергирована полимолочная кислота в качестве жидкости для гидроразрыва, и создается избыточное давление, в результате чего полимолочная кислота проникает в окрестности скважины. Здесь полимолочная кислота подвергается гидролизу, и она теряет форму смолы. Следовательно, полости (или трещины) образуются в тех частях, куда проникла полимолочная кислота, обеспечивая рост пространства скважины, куда могут поступать полезные ископаемые.
Кроме того, полимолочная кислота также работает как предотвращающий потерю воды реагент. То есть, формируя фильтрационную корку в скважине при помощи отделочной жидкости, которая смешивается с полимолочной кислотой как реагент, предотвращающий потерю воды, можно не дать воде, содержащейся в качестве дисперсионной среды в различных жидкостях, применяемых в последующих операциях добычи, слишком сильно проникать в грунт. Следовательно, полимолочная кислота имеет преимущества в отношении сведения к минимуму изменений в окружающей среде в пласте. Кроме того, отпадает необходимость в обработке кислотой, так как она разлагается в грунте.
В дополнение к этому, молочная кислота, которая получается в результате разложения полимолочной кислоты, является органической кислотой. По мере разложения полимолочной кислоты высвобождается молочная кислота. Молочная кислота окисляет сланцевый слой и ускоряет приобретение сланцевым слоем пористости.
Однако, несмотря на то, что полимолочная кислота подвергается гидролизу относительно быстро при температуре не ниже 100°C, скорость ее гидролиза становится малой при температуре ниже 100°C. Если ее применять, например, для добычи сланцевого газа из-под грунта, где температура низкая, то, следовательно, эффективность добычи становится хуже, и здесь желательны улучшения.
С другой стороны, было сделано предложение использовать полигликолевую кислоту вместо полимолочной кислоты (см. патентный документ 2).
Также известно, что полигликолевая кислота используется в качестве биодеградируемой смолы. Кроме того, способность к гидролизу у нее выше, чем у полимолочной кислоты, т.е. скорость ее гидролиза при температуре, например, около 80°C значительно выше, чем у полимолочной кислоты, и ее можно эффективно использовать взамен полимолочной кислоты. Однако при температуре не выше, например, 80°C, а конкретнее, не выше 60°C, скорость гидролиза полигликолевой кислоты становится очень низкой. Кроме того, полигликолевая кислота значительно дороже по сравнению с полимолочной кислотой.
Документы из уровня техники:
Патентные документы:
Патентный документ 1: USP 7,833,950
Патентный документ 2: WO 2012-050187
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые необходимо решить изобретением
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание дисперсионной жидкости для бурения, которая имеет высокую способность к гидролизу при такой низкой температуре, как 80°C или ниже и, кроме того, при температуре 60°C или ниже, который получается диспергированием недорогого, способного к гидролизу смоляного материала в водной среде и применяется в качестве отделочной жидкости в способе бурения скважины, либо используется в качестве жидкости для гидроразрыва или в качестве наполнителя для добычи полезных ископаемых способом гидравлического разрыва.
Другой задачей настоящего изобретения является создание способа добычи с применением вышеуказанной дисперсионной жидкости для бурения.
При этом под дисперсионной жидкостью в рамках настоящего описания понимается жидкая дисперсная система, в которой имеется две или большее число фаз, практически не смешивающихся и не реагирующих друг с другом химически. Как известно, особенность дисперсных систем состоит в их дисперсности: одна из фаз является раздробленной, ее называют дисперсной фазой. Сплошная среда, в которой распределены частицы дисперсной фазы, носит название дисперсионной среды.
Средства для решения проблем
Согласно настоящему изобретению предлагается дисперсионная жидкость для бурения, получаемая диспергированием в водной среде полиоксалата в качестве способного к гидролизу смоляного материала.
Согласно настоящему изобретению предлагается также способ добычи полезных ископаемых с помощью скважины, образованной бурением, включающий в себя операцию введения дисперсионной жидкости, описанной в п. 1 формулы изобретения, в грунт под давлением для гидролиза способного к гидролизу смоляного материала в горячей воде с температурой не ниже 40°C.
В способе добычи по настоящему изобретению желательно, чтобы:
(1) дисперсионная жидкость для бурения вводилась под давлением в скважину для образования трещин в окрестностях скважины;
(2) скважина заполнялась способным к гидролизу смоляным материалом; и
(3) дисперсионная жидкость для бурения смешивалась с гелеобразователем, в скважине образовывался гель с высвобождением в результате гидролиза кислоты из способного к гидролизу смоляного материала, и чтобы гель затем разлагался.
Технические результаты изобретения
В дисперсионной жидкости для бурения по настоящему изобретению полиоксалат (а именно, полиэтилена оксалат), используемый в качестве способного к гидролизу смоляного материала и диспергируемый в водной среде, является значительно более дешевым по сравнению с полигликолевой кислотой и, кроме того, имеет очень высокую способность к гидролизу и проявляет ее даже в диапазоне пониженных температур - не выше 60°C (например, при температуре приблизительно 50°C), как показано в примерах, приведенных ниже.
Кроме того, как понятно из вышеизложенного, дисперсионная жидкость для бурения по настоящему изобретению можно эффективно применяться в качестве жидкости для гидроразрыва, наполнителя или реагента, предотвращающего потерю воды, в отделочной жидкости, используемой для добычи сланцевых газов, которые во многих случаях добываются из областей, близких к поверхности грунта, где температура составляет около 50°C. В частности, в таких диапазонах пониженной температуры микроорганизмы не теряют своей активности, а полиоксалат может осуществлять свою функцию биодеградации в достаточной степени, что является большим преимуществом настоящего изобретения.
Дисперсионную жидкость для бурения также можно использовать в качестве жидкости для гидроразрыва пласта. При заполнении скважины дисперсионной жидкостью для бурения и создании давления способный к гидролизу смоляной материал проникает в окрестности скважины. Даже при низкой температуре грунта способный к гидролизу (т.е. гидролизуемый) смоляной материал подвергается гидролизу за короткие промежутки времени. Следовательно, полости (трещины) столбчатой структуры могут образовываться в тех областях, куда проник смоляной материал, обеспечивая возможность повышения эффективности бурения при добыче, например, сланцевого газа.
Способный к гидролизу смоляной материал в дисперсионной жидкости также работает в качестве наполнителя для блокирования прохождения потока в скважину и заполняет скважину, но впоследствии подвергается гидролизу, облегчая решение проблемы забивания скважины из-за осаждения наполнителя и, следовательно, обеспечивая повышение эффективности добычи.
При смешивании дисперсионной жидкости с гелеобразующим веществом, например, с хитозаном, растворяющимся в условиях низкого pH, кислота, образующаяся в результате гидролиза способного к гидролизу смоляного материала, дает толчок к образованию геля в скважине, вызывая тем самым приобретение жидкостью высокой вязкости. Это обеспечивает эффективное проникновение жидкости в окрестности скважины по мере введения туда жидкости под давлением. В то же время гель разлагается (вязкость снижается) кислотой, образующейся в результате продолжающегося гидролиза, и, следовательно, жидкость для гидроразрыва эффективно извлекается.
С другой стороны, при использовании дисперсионной жидкости для бурения по настоящему изобретению в качестве отделочной жидкости фильтрационная корка на стенках скважины, состоящая из твердых компонентов (реагента, предотвращающего потерю воды), таких как карбонат кальция и т.п., может быть разрушена кислотой, образующейся в результате гидролиза способного к гидролизу смоляного материала. Этим исключается необходимость последующей обработки кислотой и обеспечивается быстрое извлечение реагента, предотвращающего потерю воды. Кроме того, способный к гидролизу смоляной материал (твердый компонент) в дисперсионной жидкости сам работает как реагент, предотвращающий потерю воды. А именно, фильтрационная корка, состоящая из твердых компонентов, предотвращает потерю воды из скважины (предотвращает проникновение воды в грунт). По прошествии заранее установленного периода времени фильтрационная корка на стенках скважины подвергается гидролизу, исключая естественным образом необходимость в какой-либо специальной обработке кислотой, и может, следовательно, быть извлеченной из скважины.
Осуществление изобретения
Дисперсионная жидкость для бурения по настоящему изобретению представляет собой дисперсионную жидкость, получаемую диспергированием способного к гидролизу смоляного материала в водной среде, и может, при необходимости, смешиваться с известными добавками, применяемыми для бурения или гидравлического разрыва скважин.
Способные к гидролизу смоляные материалы
В настоящем изобретении в качестве способного к гидролизу (гидролизуемого) смоляного материала используется полиоксалат. Смоляной материал, полученный полимеризацией с использованием щавелевой кислоты (как минимум, одного мономера щавелевой кислоты), считается полиоксалатом.
Полиоксалат - это полиэфир, получаемый из щавелевой кислоты и многоатомного спирта, который обычно получают трансэтерификацией диалкилоксалата с многоатомным спиртом.
У кислоты, высвободившейся из полиоксалата, pH (при 25°C) не выше 3, когда она находится в водной дисперсионной жидкости с концентрацией 0,005 г/мл. При смешивании с водой полиоксалат подвергается гидролизу с высвобождением щавелевой кислоты. Щавелевая кислота служит в качестве катализатора гидролиза, дополнительно ускоряя гидролиз. Следовательно, по сравнению с полимолочной кислотой и полигликолевой кислотой, у полиоксалата имеется очень высокая способность к гидролизу, и он подвергается гидролизу в очень высокой степени даже в низкотемпературном диапазоне при температуре не выше 80°C и, кроме того, при температуре не выше 60°C, что демонстрируется примерами, приведенными ниже.
Что касается полиоксалата, то примерами многоатомного спирта, реагирующего со щавелевой кислотой, являются этиленгликоль, пропиленгликоль, бутандиол, гександиол, октандиол, додекандиол, неопентилгликоль, глицерин, пентаэритритол, сорбитан, бисгидроксиэтилтерефталат, бисфенол А, полиэтиленгликоль и циклогександиметанол.
При необходимости полиоксалат можно смешивать с известными добавками, такими как пластификатор, температурный стабилизатор, фотостабилизатор, антиоксидант, поглотитель ультрафиолетового излучения, огнезадерживающий состав, окрашивающее вещество, пигмент, наполнитель, вещество, предотвращающее слипание (отделяющий агент), антистатик, одорант, смазочное вещество, вспениватель, антибактериальное/противогрибковое вещество, зародышеобразователь (нуклеирующий агент) и т.п.
Полиоксалат может быть сополимером, в котором используются два или несколько видов многоатомных спиртов - до тех пор, пока не нарушается его способность к гидролизу, или может быть сополимером, в котором используется компонент, представляющий собой карбоновую кислоту, но не щавелевую кислоту и лактон, в малых количествах в качестве сополимеризующихся компонентов.
В качестве примеров карбоновой кислоты, используемой в качестве сополимеризующегося компонента, можно привести следующие кислоты:
янтарную кислоту;
адипиновую кислоту;
себациновую кислоту;
глутаровую кислоту;
дикарбоновые кислоты, например, декандикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, терефталевую кислоту, изофталевую кислоту и антрацендикарбоновую кислоту и их эфиры; а также
оксикарбоновые кислоты, например, гликолевую кислоту, L-молочную кислоту, D-молочную кислоту, гидроксипропионовую кислоту, гидроксимасляную кислоту, гидроксивалериановую кислоту, гидроксикапроновую кислоту, миндальную кислоту, гидроксибензойную кислоту.
В качестве примеров лактона можно привести гликолид, капролактон, бутиролактон, валеролактон, пропиолактон и ундекалактон.
Конечно, также могут использоваться в смеси друг с другом гомополимеры или сополимеры вышеуказанного полиоксалата.
В изобретении наиболее предпочтительным полиоксалатом является полиэтилена оксалат, образованный из щавелевой кислоты и этиленгликоля.
У вышеуказанного полиоксалата должна быть подходящая молекулярная масса с точки зрения его проницаемости в грунт и исполнения им функции наполнителя при его использовании в качестве отделочной жидкости. Например, обычно средняя молекулярная масса полиоксалата должна находиться в диапазоне от 5000 до 1000000, а конкретнее от 10000 до 500000.
Полиоксалат формуется известными средствами формования в гранулы, гранулированный материал, порошкообразный материал, получаемый распылением пленок, либо в волокна или т.п., и диспергируется в воде как способный к гидролизу смоляной материал.
В изобретении для снижения стоимости полиоксалат можно использовать в качестве способного к гидролизу смоляного материала в смеси с другими недорогими, способными к гидролизу смолами в количествах, в которых они не будут препятствовать вышеупомянутой высокой способности полиоксалата к гидролизу, или, конкретнее, в таком количестве, в котором способность к гидролизу не менее 40% будет поддерживаться при измерении способом, приведенным ниже в примерах (например, в количестве не более 60 частей по массе на 100 частей по массе полиоксалата).
Примером других способных к гидролизу смол могут быть полимолочная кислота, полигидроксиалканоат, поликапролактон, полибутиленсукцинат, ацетат целлюлозы и термопластический крахмал, которые можно использовать в виде сополимеров или смесей. Однако с точки зрения стоимости полимолочная кислота является наиболее предпочтительной.
При условии поддержания вышеупомянутой способности к гидролизу полиоксалат может смешиваться с водопоглощающим полимером, например, поливиниловым спиртом или КМЦ (карбоксиметилцеллюлозой), для подавления гидролиза при комнатной температуре и повышения его стабильности так, чтобы с ним было проще обращаться при использовании в виде жидкости (жидкости для гидроразрыва или наполнителя) в способе гидравлического разрыва.
Способный к гидролизу смоляной материал, включающий полиоксалат, обычно представлен в виде в водной дисперсионной жидкости в количестве от 0,01 до 20 мас. %, а конкретнее - в количестве от 0,01 до 10 мас. % с учетом равномерного проведения гидравлического разрыва и быстрого образования трещин с помощью способного к гидролизу смоляного материала.
Прочие добавки
В настоящем изобретении водная дисперсионная жидкость, в которой диспергируется вышеуказанный способный к гидролизу смоляной материал, может смешиваться с известными добавками, используемыми в способе бурения скважин или способе гидравлического разрыва.
Например, в случае способа гидравлического разрыва водная дисперсионная жидкость может смешиваться с водорастворимыми полисахаридами (гелеобразующим агентом), например, гуаровой смолой или хитозаном, в качестве придающего вязкость вещества или гелеобразующего вещества, либо может смешиваться с песком как расклинивающим агентом (опорный компонент), так что трещины, образованные при гидравлическом разрыве, не будут забиваться.
Водная дисперсионная жидкость может смешиваться с поверхностно-активным веществом (ПАВ) для диспергирования способного к гидролизу смоляного материала и при этом может смешиваться с кислотой, щелочью или ферментом в соответствующем количестве для соответствующего ускорения гидролиза способного к гидролизу смоляного материала.
Добавки можно вводить в таких количествах, чтобы обеспечить диспергирование способного к гидролизу смоляного материала в вышеуказанном количестве в водной дисперсионной жидкости, не ухудшая такие свойства, как способность к гидролизу способного к гидролизу смоляного материала (полиоксалата).
Бурение с гидравлическим разрывом
По настоящему изобретению дисперсионная жидкость для бурения, в котором диспергирован способный к гидролизу смоляной материал, вводится под давлением под землю так, что способная к гидролизу смола в дисперсионной жидкости подвергается гидролизу при температуре не ниже 40°C. Например, при проведении гидравлического разрыва с применением дисперсионной жидкости в качестве жидкости для гидроразрыва становится возможным добывать желаемые полезные ископаемые.
Точнее, вертикальная часть скважины формируется бурением до пласта, где могут залегать желаемые полезные ископаемые. Затем бурение ведется в горизонтальном направлении для формирования горизонтальной части скважины для формирования тем самым скважины в целом.
Сформированная таким образом скважина заполняется дисперсионной жидкостью для бурения, содержащей указанный выше расклинивающий агент (проппант), и создается давление для осуществления разрыва. Благодаря приложению давления, способный к гидролизу смоляной материал и расклинивающий агент проникают в окрестности горизонтальной части скважины, и здесь способный к гидролизу смоляной материал подвергается гидролизу и уничтожается с образованием столбчатых структур. Остаточная дисперсионная жидкость отсасывается, и затем выводятся на поверхность полезные ископаемые, например, газ и нефть.
При осуществлении гидравлического разрыва с помощью дисперсионной жидкости для бурения по настоящему изобретению в качестве жидкости для гидроразрыва способный к гидролизу смоляной материал быстро разлагается даже при температуре около 60°C или ниже, обеспечивая эффективное осуществление гидравлического разрыва за короткие промежутки времени. Кроме того, при использовании дисперсионной жидкости для бурения в том диапазоне температур, в котором фермент не теряет своей активности, у способного к гидролизу смоляного материала в достаточной степени проявляются его свойства биодеградации. В дополнение к применению в качестве жидкости для гидроразрыва способный к гидролизу смоляной материал, содержащийся в дисперсионной жидкости по настоящему изобретению, может использоваться, например, в качестве расклинивающего агента (поддерживающего материала). Расклинивающий агент может образовываться из способного к гидролизу смоляного материала соответствующим регулированием молекулярной массы (и другими подобными способами) способного к гидролизу смоляного материала и образования его в количестве, в котором его можно применять в качестве расклинивающего агента. Затем расклинивающий агент поступает в трещины, образованные в окрестностях скважины, и обеспечивает сохранение трещин во время добычи полезных ископаемых. После добычи расклинивающий агент гидролизуется и может быть легко извлечен. Кроме того, способный к гидролизу смоляной материал может быть использован в качестве тампонажного материала, наполнителя или дезинтегрирующего материала. Когда скважина бурится с откачиванием бурового раствора, способный к гидролизу смоляной материал можно применять в качестве предотвращающего потерю воды реагента в отделочной жидкости, исключая тем самым необходимость в последующей обработке кислотой. Кроме того, не возникает сложностей ни с забиванием, ни с добычей.
Даже если способный к гидролизу (т.е. гидролизуемый) смоляной материал проникает по неоправданно большим сечениям и остается негидролизованным, вероятность вредного воздействия материала на окружающую среду отсутствует.
Примеры
Ниже изобретение описывается на следующих примерах.
При проведении экспериментов измерения выполнялись по описываемым ниже методикам.
Измерение температур плавления и стеклования
Аппаратура: "DSC 6220" (дифференциальный сканирующий калориметр), изготовленный компанией "Seiko Instruments Co.".
Подготовка образцов: масса образцов от 5 до 10 мг.
Условия измерений: в атмосфере азота при повышении температуры со скоростью 10°C/мин в диапазоне от 0°C до 250°C.
Измерение молекулярной массы
Аппаратура: гель-проникающий хроматограф GPC.
Детектор: дифференциальный детектор показателя преломления RI (модель "RI-2414", изготовленный компанией "Waters Co.", чувствительность: 512)
Колонка: "Shodex HFIP-LG" (один блок), "HFIP-806M" (2 блока), изготовлены компанией "Showa Denko Co.".
Растворитель: гексафторизопропанол (добавляется 5 ммоль/л натрия трифторацетата).
Расход: 0,5 мл/мин.
Температура колонки: 40°C.
Приготовление образцов: 5 мл растворителя добавили примерно к 1,5 мг образца, и смесь медленно перемешивали при комнатной температуре (концентрация образца примерно 0,03%). После подтверждения невооруженным глазом растворения образца раствор фильтровали с помощью фильтра с тонкостью фильтрации 0,45 мкм (процедура повторялась дважды после взвешивания). Все образцы измеряли в течение примерно одного часа с начала подготовки.
Синтез полиэтилена оксалата (далее - ПЭО).
В разъемную колбу вместимостью 1 л, оснащенную рубашечным нагревателем, мешалкой, трубкой подачи азота и охлаждающей трубкой, вводили следующее:
диметилоксалат 472 г (4 моль),
этиленгликоль 297 г (4,8 моль) и
тетрабутилтитанат 0,42 г,
при этом температуру в колбе повышали в потоке азота со 120°C до 180°C при дистилляции метанола для проведения реакции за 7 часов. В результате перегонялось 270 мл метанола.
Затем температуру ступенчато повышали до 170°C и до 190°C для проведения реакции за 7 часов при пониженном давлении от 0,1 кПа до 0,2 кПа. После того как вязкость повысилась, продукт реакции извлекли.
Извлеченный полимер гранулировали с помощью крешера и сушили в вакууме при 110°C в течение 4 часов для его кристаллизации с последующим получением гранул ПЭО.
Полученный полимер имел среднюю молекулярную массу 70000, температуру плавления 180°C и температуру стеклования 35°C.
Приготовление гранул полимолочной кислоты (ПМК)
В целях сравнения полимолочную кислоту (ПМК) вводили в двухосевой экструдер ("ULT Nano 05-20AG", изготовленный компанией "Technovel Co.") и плавили при 205°C для приготовления гранул из нее, чтобы использовать ее в качестве образцового способного к гидролизу смоляного материала. Была использована полимолочная кислота 4032D производства компании "Natureworks Co.".
Гидролизные испытания
Часть гранулы, приготовленной по описанной выше методике, добавляли к 10 мл диспергатора в пробирку объемом 25 мл, которую затем хранили в спокойном состоянии при каждой температуре. После хранения в течение 4 суток гранулу извлекали, сушили в вакуумной сушке с нагревом до 60°C в течение 4 часов, измеряли ее массу и степень разложения. Степень разложения рассчитывали по следующей формуле:
Степень разложения = (начальная масса - масса после разложения) / начальная масса × 100
Образцам со степенью разложения не более 40% присваивался знак ×, со степенью разложения свыше 40% - знак ○.
В качестве диспергаторов использовались дистиллированная вода и водный раствор гуаровой смолы (водный раствор, содержащий 0,7 мас. % гуаровой смолы) для оценки способности к гидролизу.
Примеры 1-6, сравнительные примеры 1-5
В качестве гранул способного к гидролизу смоляного материала применялись приготовленные, как указано выше, гранулы ПЭО. А именно, гранулы ПЭО диспергировались в дисперсионной среде при температурах (температурах разложения), показанных в табл. 1, и проводились вышеуказанные гидролизные испытания для измерения степени разложения (эксперименты 1-6). Полученные результаты показаны в табл. 1.
Вместо использования гранул ПЭО, приготовленные, как указано выше, гранулы ПМК диспергировались в дисперсионной среде при температурах, показанных в табл. 1, как в вышеприведенных экспериментах. Полученные результаты показаны в табл. 1.
Эксперимент 7
В качестве способных к гидролизу смоляных материалов использовали кристаллизованные порошки, полученные распылением с замораживанием гранул ПЭО и гранул ПМК, приготовленных, как указано выше.
18 мг вышеуказанного кристаллизованного порошка ПЭО или ПМК и 10 мл дистиллированной воды поместили в пробирку объемом 25 мл. Затем пробирку поместили в печь, где поддерживалась температура 50°C или 70°C, и хранили в покое. После хранения в течение 3 суток раствор отфильтровали для выделения порошка. После сушки измерили массу порошка для расчета степени разложения. Результаты приведены в табл. 2.
В случае с ПМК снижение массы в результате гидролиза нельзя было подтвердить ни при 50°C, ни при 70°C. ПЭО, с другой стороны, гидролизовался. Конкретнее, при 70°C ПЭО разложился полностью.
Следовательно, было установлено, что ПЭО, содержащийся в дисперсионном растворе для бурения по настоящему изобретению, эффективно действует в качестве наполнителя, подвергается гидролизу с течением времени после заливки в скважину и легко там обрушается благодаря давлению в скважине. Кроме того, ПЭО можно применять в качестве опоры для удержания трещин, образовавшихся в окрестностях скважины. После добычи полезных ископаемых ПЭО быстро подвергается гидролизу, и его можно легко извлечь вместе с водой в скважине.
Пример 8
Испытания на гелеобразование с помощью кислотосодержащего водного раствора
Были приготовлены водные растворы, каждый с 5%-ным содержанием щавелевой кислоты (ЩК), гликолевой кислоты (ГК) или молочной кислоты (МК).
5 мл вышеуказанного кислотосодержащего водного раствора и 0,2 г хитозана (гелеобразователя) поместили в пробирку объемом 25 мл, которую хранили в покое в печи, нагретой до 70°C. Текучесть оценивалась через один час, 12 часов и 24 часа.
Жидкости, из которых образовался гель и которые потеряли текучесть, оценивались как ○; жидкости, у которых наблюдалась текучесть, но вязкость была больше, чем у воды, оценивались как Δ, а жидкости, эквивалентные по вязкости воде, оценивались как ×. Полученные результаты показаны в табл. 3.
Как видно из вышеприведенных результатов, водные растворы гликолевой кислоты и молочной кислоты оба стали гелем и потеряли текучесть, независимо от времени.
С другой стороны, водный раствор щавелевой кислоты стал гелем при 70°C и потерял текучесть. Однако через 24 ч текучесть раствора восстановилась, указывая на специфические изменения его свойств. Следовательно, было установлено, что при использовании в качестве жидкости для гидроразрыва дисперсионной жидкости, содержащей гелеобразователь и способную к гидролизу смолу, высвобождающую щавелевую кислоту в результате гидролиза, могут образоваться трещины благодаря разрывам, возникающим на этапе гелеобразования жидкости. Следовательно, дисперсионная жидкость восстанавливает текучесть с течением времени, т.е. жидкость для гидроразрыва может быть извлечена без использования реагента для разрушения гелей.
Испытания на гелеобразование с помощью полимера
С учетом вышеприведенных экспериментальных результатов испытания на гелеобразование были проведены с помощью полимера.
1 г кристаллизованных гранул ПЭО или ПМК, приготовленных, как указано выше, поместили в пробирку объемом 25 мл вместе с 5 мл воды и 0,2 мл хитозана. Затем пробирку хранили в покое в печи при температуре 70°C, и текучесть оценивалась по прошествии одного часа, 6 часов и 12 часов так же, как указано выше. Результаты приведены в табл. 4.
Как видно из вышеприведенных результатов, ПМК не гидролизуется при 70°C, из нее не высвобождается молочная кислота, pH не снижается, и в результате хитозан, являющийся гелеобразователем, не растворяется, и жидкость не становится гелем.
С другой стороны, ПЭО гидролизуется при 70°C, высвобождает щавелевую кислоту и, следовательно, ведет себя как содержащий щавелевую кислоту водный раствор. Следовательно, выяснилось, что дисперсионная жидкость для бурения по настоящему изобретению, содержащая ПЭО, можно превратить в гель в низкотемпературном диапазоне, и его можно использовать в качестве жидкости для гидроразрыва, для которой реагент для разрушения гелей не требуется.
Любое из положений (в том числе квалифицируемых как признаки предлагаемого изобретения), приведенных в любом из следующего: в разделе описания "Область техники, к которой относится изобретение", в разделе описания "Раскрытие изобретения", в разделе описания "Осуществление изобретения", в реферате - может быть и при необходимости будет включено в формулу настоящего изобретения. Последнее предложение следует расценивать как указание на необходимость включения в формулу изобретения признаков изобретения, приведенных в перечисленных разделах описания и в реферате.
Claims (5)
1. Дисперсионная жидкость для бурения, получаемая диспергированием в водной среде полиоксалата в качестве способного к гидролизу смоляного материала.
2. Способ добычи полезных ископаемых из скважины, образованной бурением, включающий в себя этап ввода дисперсионной жидкости по п. 1 в скважину под давлением для осуществления гидролиза способного к гидролизу смоляного материала в горячей воде с температурой не ниже 40°C.
3. Способ добычи по п. 2, в котором дисперсионная жидкость для бурения вводится в скважину под давлением для образования трещин в окрестностях скважины.
4. Способ добычи по п. 3, в котором скважина заполняется способным к гидролизу смоляным материалом.
5. Способ добычи по п. 3, в котором дисперсионная жидкость для бурения смешивается с гелеобразователем, в скважине образуется гель, при гидролизе способного к гидролизу смоляного материала высвобождается кислота, в результате чего происходит разложение геля.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012-271084 | 2012-12-12 | ||
JP2012271084 | 2012-12-12 | ||
JP2013160064A JP6183039B2 (ja) | 2012-12-12 | 2013-08-01 | 掘削用分散液及びこれを用いた採掘方法 |
JP2013-160064 | 2013-08-01 | ||
PCT/JP2013/082663 WO2014091994A1 (ja) | 2012-12-12 | 2013-12-05 | 掘削用分散液及びこれを用いた採掘方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2607564C1 true RU2607564C1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=50934286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015128010A RU2607564C1 (ru) | 2012-12-12 | 2013-12-05 | Дисперсионная жидкость для бурения и способ добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20150315891A1 (ru) |
EP (1) | EP2933305B1 (ru) |
JP (1) | JP6183039B2 (ru) |
CN (1) | CN104884566B (ru) |
AU (1) | AU2013358185B2 (ru) |
CA (1) | CA2892493C (ru) |
PL (1) | PL2933305T3 (ru) |
RU (1) | RU2607564C1 (ru) |
WO (1) | WO2014091994A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6519484B2 (ja) | 2013-12-24 | 2019-05-29 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | ポリオキサレート |
JP6451061B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2019-01-16 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 水中投下用樹脂成型体 |
JP2016060900A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 株式会社クレハ | 反応性金属及び分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物、坑井掘削用成形品、及び坑井掘削方法 |
JP6451250B2 (ja) * | 2014-11-19 | 2019-01-16 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 水圧破砕法を利用しての地下資源の採掘方法及び水圧破砕に用いる流体に添加される加水分解性ブロッキング剤 |
JP6492611B2 (ja) * | 2014-12-15 | 2019-04-03 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | ポリオキサレート共重合体 |
AU2016217105B2 (en) | 2015-02-12 | 2019-01-17 | Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. | Method of Extracting Underground Resources by Using Hydrolysable Particles |
JP2016147972A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | ポリオキサレート粒子 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1467076A1 (ru) * | 1987-05-25 | 1989-03-23 | Ростовский государственный университет им.М.А.Суслова | Полимерный буровой раствор |
EA006142B1 (ru) * | 2001-02-13 | 2005-10-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Водная вязкоупругая жидкость |
WO2010055903A1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | 東洋製罐株式会社 | 生分解性樹脂組成物 |
US7833950B2 (en) * | 2005-06-20 | 2010-11-16 | Schlumberger Technology Corporation | Degradable fiber systems for stimulation |
WO2012050187A1 (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | 株式会社クレハ | 石油掘削補助用分散液 |
WO2012121294A1 (ja) * | 2011-03-08 | 2012-09-13 | 株式会社クレハ | 坑井掘削用ポリグリコール酸樹脂粒状体組成物及びその製造方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8522844D0 (en) | 1985-09-16 | 1985-10-23 | Albright & Wilson | Dispersible active sizing compositions |
JPH02286781A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-26 | Dainippon Ink & Chem Inc | 逸泥防止剤、その製造方法及び逸泥防止工法 |
TW370540B (en) | 1995-06-20 | 1999-09-21 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Polyethyleneoxalate, molded goods thereof and preparation thereof |
US6235825B1 (en) | 1998-03-05 | 2001-05-22 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polylactic acid resin composition and film therefrom |
US6372844B1 (en) | 1999-03-31 | 2002-04-16 | Mitsui Chemicals, Inc. | Resin composition |
AU2002327694A1 (en) | 2001-09-26 | 2003-04-07 | Claude E. Cooke Jr. | Method and materials for hydraulic fracturing of wells |
JP2004051942A (ja) | 2002-05-29 | 2004-02-19 | Daicel Chem Ind Ltd | 分散体及びそれを用いた成形体の製造方法 |
US7398826B2 (en) | 2003-11-14 | 2008-07-15 | Schlumberger Technology Corporation | Well treatment with dissolvable polymer |
JP2005097590A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-04-14 | Ube Ind Ltd | ポリオキサレート組成物及びそれから得られる成形物 |
GB2412391A (en) * | 2004-03-27 | 2005-09-28 | Cleansorb Ltd | Process for disruption of filter cakes |
US7268100B2 (en) | 2004-11-29 | 2007-09-11 | Clearwater International, Llc | Shale inhibition additive for oil/gas down hole fluids and methods for making and using same |
US7267170B2 (en) | 2005-01-31 | 2007-09-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-degrading fibers and associated methods of use and manufacture |
WO2008038648A1 (fr) | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Composition de résine rapidement dégradable et récipient biodégradable utilisant cette composition |
US9040468B2 (en) * | 2007-07-25 | 2015-05-26 | Schlumberger Technology Corporation | Hydrolyzable particle compositions, treatment fluids and methods |
US8575231B2 (en) * | 2008-02-13 | 2013-11-05 | Jotun A/S | Antifouling composition |
WO2009119336A1 (ja) | 2008-03-25 | 2009-10-01 | 東レ株式会社 | ポリ乳酸系組成物およびそれからなるフィルム |
WO2010050482A1 (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | 東洋製罐株式会社 | 生分解性樹脂を分解してオリゴマーおよび/またはモノマーを生成する方法 |
US8016040B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-09-13 | Schlumberger Technology Corporation | Fluid loss control |
MX2013000160A (es) | 2010-07-05 | 2013-05-22 | Reluceo Inc | Polimeros superabsorbentes degradables. |
EA027700B1 (ru) | 2010-09-30 | 2017-08-31 | Эм-Ай Эл.Эл.Си. | Повышающий вязкость агент для регулирования потерь жидкости с использованием хелатов |
JP5829393B2 (ja) | 2010-10-05 | 2015-12-09 | 東洋製罐株式会社 | 生分解性樹脂組成物 |
JP5286505B2 (ja) * | 2011-01-19 | 2013-09-11 | 東洋製罐株式会社 | 生分解性樹脂組成物 |
CA2857054C (en) | 2011-12-16 | 2020-06-23 | Natureworks Llc | Polylactide fibers |
US20150126414A1 (en) | 2012-04-27 | 2015-05-07 | Kureha Corporation | Polyglycolic acid resin short fibers and well treatment fluid |
JPWO2013161754A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2015-12-24 | 株式会社クレハ | 坑井処理流体用ポリグリコール酸樹脂短繊維 |
RU2652246C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2018-04-25 | Тойо Сейкан Груп Холдингз, Лтд. | Способ разложения биоразлагаемой смолы |
-
2013
- 2013-08-01 JP JP2013160064A patent/JP6183039B2/ja active Active
- 2013-12-05 AU AU2013358185A patent/AU2013358185B2/en not_active Ceased
- 2013-12-05 CA CA2892493A patent/CA2892493C/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-05 US US14/649,971 patent/US20150315891A1/en not_active Abandoned
- 2013-12-05 WO PCT/JP2013/082663 patent/WO2014091994A1/ja active Application Filing
- 2013-12-05 RU RU2015128010A patent/RU2607564C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-12-05 EP EP13862821.9A patent/EP2933305B1/en not_active Not-in-force
- 2013-12-05 CN CN201380065248.XA patent/CN104884566B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-05 PL PL13862821T patent/PL2933305T3/pl unknown
-
2016
- 2016-07-12 US US15/208,164 patent/US10246625B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1467076A1 (ru) * | 1987-05-25 | 1989-03-23 | Ростовский государственный университет им.М.А.Суслова | Полимерный буровой раствор |
EA006142B1 (ru) * | 2001-02-13 | 2005-10-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Водная вязкоупругая жидкость |
US7833950B2 (en) * | 2005-06-20 | 2010-11-16 | Schlumberger Technology Corporation | Degradable fiber systems for stimulation |
WO2010055903A1 (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-20 | 東洋製罐株式会社 | 生分解性樹脂組成物 |
WO2012050187A1 (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | 株式会社クレハ | 石油掘削補助用分散液 |
WO2012121294A1 (ja) * | 2011-03-08 | 2012-09-13 | 株式会社クレハ | 坑井掘削用ポリグリコール酸樹脂粒状体組成物及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104884566A (zh) | 2015-09-02 |
JP6183039B2 (ja) | 2017-08-23 |
EP2933305A1 (en) | 2015-10-21 |
EP2933305B1 (en) | 2019-07-24 |
WO2014091994A1 (ja) | 2014-06-19 |
EP2933305A4 (en) | 2016-08-31 |
CA2892493C (en) | 2019-05-07 |
CN104884566B (zh) | 2017-09-01 |
JP2014134091A (ja) | 2014-07-24 |
PL2933305T3 (pl) | 2020-01-31 |
US20160319177A1 (en) | 2016-11-03 |
US20150315891A1 (en) | 2015-11-05 |
CA2892493A1 (en) | 2014-06-19 |
AU2013358185A1 (en) | 2015-06-18 |
US10246625B2 (en) | 2019-04-02 |
AU2013358185B2 (en) | 2015-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2607564C1 (ru) | Дисперсионная жидкость для бурения и способ добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости | |
RU2627060C2 (ru) | Дисперсионная жидкость для бурения и способ добычи полезных ископаемых с помощью дисперсионной жидкости | |
CN103154182B (zh) | 石油钻井辅助用分散液 | |
CA2868977C (en) | Polyglycolic acid resin short fibers and well treatment fluid | |
JP6221475B2 (ja) | 掘削用分散液、及び、それを用いた掘削方法 | |
US20090314493A1 (en) | Method for controlled gelation of silicates | |
AU2013313994B2 (en) | Aqueous dispersion, and additive for fracturing work | |
RU2675812C1 (ru) | Полиоксалатный сополимер | |
RU2654024C2 (ru) | Помещаемое в воду формованное полимерное изделие | |
US20170210873A1 (en) | Method of decomposing ester resins | |
JP5225630B2 (ja) | 分解性粒子及び関連する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20190412 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201206 |