RU2613709C2 - Способ обработки бурового раствора - Google Patents
Способ обработки бурового раствора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613709C2 RU2613709C2 RU2015122681A RU2015122681A RU2613709C2 RU 2613709 C2 RU2613709 C2 RU 2613709C2 RU 2015122681 A RU2015122681 A RU 2015122681A RU 2015122681 A RU2015122681 A RU 2015122681A RU 2613709 C2 RU2613709 C2 RU 2613709C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- oil
- friction
- drill
- absorption
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 2
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению горизонтальных стволов большой протяженности, связанного с развитием кустового бурения и, в том числе, со строительством скважин в условиях Крайнего Севера и континентального шельфа. Способ предназначен для бурения горизонтальных стволов скважин большой протяженности в условиях поглощения буровых растворов. Технический результат - уменьшение коэффициента трения бурильной колонны о стенки скважины, поглощения промывочной жидкости и гидравлического прижатия бурильной колонны к стенкам скважины за счет ввода в буровой раствор универсального физико-химического компонента. По способу в буровой раствор, минуя систему очистки, вводят упругий механический наполнитель. Этот наполнитель выполняют в виде резиновой крошки с гидрофильной поверхностью и эффективным диаметром ее частиц, большим 1/3 поперечного размера трещин и пор. Таким образом подготовленный наполнитель – резиновую крошку обрабатывают абсорбирующим маслом. Сверху по маслу резиновую крошку обрабатывают мылом с возможностью образования антифрикционного покрытия, обеспеченного химическими связями с этой крошкой.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению наклонно-направленных и горизонтальных скважин.
Известны механические способы увеличения горизонтальной проекции ствола скважины. Из них основной способ заключается в том, что применяют более мощную буровую установку, так как по Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности от 2013 года «допустимая нагрузка на крюке» не должна превышать 0,6 от грузоподъемности буровой установки при бурении и при спуске обсадных труб не должна превышать 0,9. [1] Однако этот и другие подобные способы существенно увеличивают стоимость строительства скважин. А так как, начиная еще со времен СССР, авторское вознаграждение рассчитывалось от экономического эффекта, то эти механические способы не защищались авторскими свидетельствами.
Существуют физико-химические способы увеличения горизонтальной проекции ствола скважины, уменьшающие проблемы горизонтального бурения на основе оптимизации отдельного фактора. Они гораздо более дешевые, как правило, известные и поэтому не подлежат патентованию, более того, соответствующее направление пока еще не отражено в классификации изобретений.
Однако в существующих физико-химических способах, как правило, каждый фактор оптимизируется отдельно, часто блокируя и даже ухудшая работу технологических оптимизаций других факторов при горизонтальном бурении. Например, для борьбы с поглощениями промывочной жидкости применяется резиновая крошка. Однако в горизонтальном бурении она может увеличить коэффициент трения с 0,2 до 0,6 и более, что увеличит трение бурильной колонны о стенки скважины и, соответственно, может принципиально уменьшить горизонтальную проекцию ствола скважины в три и более раз [2].
Очевидна необходимость технологической оптимизации всего комплекса физико-химических факторов, влияющих на протяженность горизонтального ствола скважины, то есть определение способа увеличения горизонтальной проекции ствола скважины, определение его совокупных отличительных признаков. А для этого требуется определить соотношение и взаимодействие составных частей проблемы.
В первую очередь, возможная протяженность горизонтального ствола определяется величиной трения бурильной колонны о стенки скважины, которое препятствует усилиям буровой установки, движущей бурильную колонну. Чем меньше трение, тем больше возможная протяженность горизонтального ствола скважины при необязательном увеличении грузоподъемности буровой установки.
Во вторую очередь, возможная протяженность горизонтального ствола скважины зависит от поглощения промывочной жидкости, из-за которого стенки скважины размокают и теряют устойчивость, что может привести к аварии и ликвидации скважины.
В свою очередь, величина трения бурильной колонны о стенки скважины зависит от следующих факторов:
1. коэффициента трения бурильной колонны о стенки скважины,
2. поглощения промывочной жидкости,
3. толщины фильтрационной корки на стенках скважины,
4. величины превышения давления промывочной жидкости над пластовым давлением.
Известно, что величина трения прямо пропорциональна коэффициенту трения и прижимающей нагрузке, то есть определяется первым фактором. А прижимающая нагрузка в наклонно-направленном и горизонтальном бурении слагается из гравитационной и гидравлической составляющих, последняя из которых определяется вторым, третьим и четвертым фактором. Кроме того, второй фактор определяет устойчивость стенок скважины.
Задачей изобретения является увеличение горизонтальной проекции ствола скважины посредством уменьшения коэффициента трения бурильной колонны о стенки скважины, уменьшения поглощения промывочной жидкости и уменьшения гидравлического прижатия бурильной колонны к стенкам скважины посредством ввода в буровой раствор универсального физико-химического компонента.
Прототипом данного изобретения является способ на основе газовой сажи, обработанной нефтью [3], который был разработан на кафедре бурения Ухтинского индустриального института в 1986 году [Ахмадеев Р.Г., Куваев И.В., Нор А.В. Инструкция по применению и приготовлению смазочных композиций на основе газовой сажи. - Ухта: Изд-во ГКП объединения «Ухтанефтегазгеология», 1986. - 11 с.]. В нем смазочная композиция способна кольматировать поры стенок скважины небольшого размера и обеспечивать смазку бурильного инструмента, а также предупреждать его прилипание к стенке скважины. Применялась при бурении вертикальных и наклонно-направленных скважин в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и в основном использовалась для предупреждения прилипания бурильного инструмента и уменьшения содержания нефти (с 10-15% до 2% в составе бурового раствора).
Недостатком данной композиции является то, что мы не можем регулировать размер кольматирующей добавки по причине того, что гранулы газовой сажи непрочны и неэластичны, то есть не обладают достаточной несущей способностью. Также очень неудобным является сам процесс работы с газовой сажей с точки зрения экологичности и безопасности приготовления композиции, так как долгое время сажа может находиться во взвешенном состоянии и ее концентрация в воздухе может превышать предельно-допустимую концентрацию (ПДК). В случае же применения резиновой крошки проблема решаема.
С этой целью в буровой раствор предлагается вводить упругий механический наполнитель с антифрикционным покрытием, эффективный диаметр частиц которого больше чем 1/3 поперечного размера трещин и пор (общепринятое граничное условие для определения размера кольматанта при борьбе с поглощениями). Например, в качестве упругого механического наполнителя с антифрикционным покрытием предлагается использовать резиновую крошку, обработанную абсорбирующим маслом и сверху по маслу - мылом (поверхностно активным веществом ПАВ). При этом гидрофильная поверхность резиновой крошки покрывается маслом, а поверхностно-активные вещества производят гидрофилизацию поверхности резины. Размеры резиновой крошки можно подбирать из условия бурения, в отличие от газовой сажи. При этом резиновая крошка будет фиксироваться в порах и трещинах горной породы, снижать коэффициент трения бурильной колонны о стенки скважины и уменьшать гидравлическое прижатие бурильной колонны к стенкам скважины.
При этом:
- механический наполнитель будет фиксироваться на стенках скважины в порах и трещинах за счет превышения скважинного давления над пластовым,
- механический наполнитель будет частично выступать над фильтрационной коркой и препятствовать прижатию бурильной колонны к стенкам скважины, что уменьшит гидравлическое прижатие бурильной колонны к стенкам скважины,
- механический наполнитель за счет антифрикционного покрытия уменьшит силу трения бурильной колонны о стенки скважины, в пределах до 0,01
- его антифрикционное покрытие будет держаться химическими связями на механическом наполнителе, например, с помощью адсорбционно-адгезионного грунта (масло на резине, а мыло на масле).
Данный способ основан на современных технологиях, то есть имеет промышленную применимость.
Данный способ не может считаться рецептурой двойного назначения, как, например, товары двойного назначения.
Данный способ имеет одно общее назначение - увеличение горизонтальной проекции ствола скважины при необязательном увеличении грузоподъемности буровой установки, поэтому мы считаем, что это есть физико-химический способ, состоящий из одновременного решения трех физико-химических задач для обеспечения одной и той же цели.
Заявленная совокупность отличительных признаков нам была неизвестна, поэтому мы считаем, что данное техническое решение имеет изобретательский уровень.
Увеличение горизонтальной проекции ствола скважины осуществляется, например, следующим образом:
1. При бурении смазочно-кольматирующая композиция вводится в буровой раствор, минуя систему очистки (предусматривается готовая композиция в таре - бочка 200 л), что приводит к увеличению нагрузки на долото в условиях ее дефицита, к уменьшению поглощения, а также к уменьшению веса на крюке при подъеме в условиях дефицита грузоподъемности буровой установки.
2. Размеры обработанной резиновой крошки в составе смазочно-кольматирующей композиции определяются в лабораторных условиях в зависимости от размера пор поглощающего пласта, но не менее 1/3 поперечного размера пор.
3. При бурении фиксируется трение бурильной колонны о стенки скважины и интенсивность поглощения. В зависимости от отклонения величин этих параметров от проектных соответственно обрабатывают промывочную жидкость смазочно-кольматирующей композицией или компонентами этой композиции.
Однако поскольку физико-химические способы увеличения горизонтальной проекции ствола скважины пока еще не отражены в классификации изобретений, то этот способ будет представлен в виде способа обработки бурового раствора в следующем виде.
Способ обработки бурового раствора, характеризующийся тем, что в буровой раствор, минуя систему очистки, вводят упругий механический наполнитель в виде резиновой крошки с гидрофильной поверхностью и эффективным диаметром ее частиц, большим 1/3 поперечного размера трещин и пор, обработанную абсорбирующим маслом и сверху по маслу мылом с возможностью образования антифрикционного покрытия упомянутой крошки, обеспеченного химическими связями с этой крошкой.
1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Серия 08. Выпуск 19. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности». 2013. - 288 с.
2. Юдин А.В. Разработка технологических рекомендаций для вскрытия сложно построенных залежей углеводородов горизонтальными скважинами [Текст]: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / А.В. Юдин, научный. руководитель С.А. Кейн, к.т.н. - Ухта, УГТУ, 2012, 24 с.
3. Ахмадеев Р.Г., Куваев И.В., Нор А.В. Инструкция по применению и приготовлению смазочных композиций на основе газовой сажи. - Ухта: Изд-во ГКП объединения «Ухтанефтегазгеология», 1986. - 11 с.
Claims (1)
- Способ обработки бурового раствора, характеризующийся тем, что в буровой раствор, минуя систему очистки, вводят упругий механический наполнитель в виде резиновой крошки с гидрофильной поверхностью и эффективным диаметром ее частиц, большим 1/3 поперечного размера трещин и пор, обработанную абсорбирующим маслом и сверху по маслу мылом с возможностью образования антифрикционного покрытия упомянутой крошки, обеспеченного химическими связями с этой крошкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122681A RU2613709C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Способ обработки бурового раствора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122681A RU2613709C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Способ обработки бурового раствора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015122681A RU2015122681A (ru) | 2017-01-10 |
RU2613709C2 true RU2613709C2 (ru) | 2017-03-21 |
Family
ID=57955908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122681A RU2613709C2 (ru) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Способ обработки бурового раствора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613709C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1714082A1 (ru) * | 1988-09-27 | 1992-02-23 | Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья | Способ предотвращени поглощени проницаемым пластом |
US6734147B2 (en) * | 1995-06-07 | 2004-05-11 | Lcc County Mosquito Control | Lubricant compositions and methods |
EA010638B1 (ru) * | 2003-07-31 | 2008-10-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Буровые растворы на водной основе с применением латексных добавок |
EA011561B1 (ru) * | 2003-09-05 | 2009-04-28 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ бурения скважины, предусматривающий борьбу с поглощением бурового раствора |
RU2393179C2 (ru) * | 2004-07-06 | 2010-06-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Полимерные нанокомпозиты и способы их получения |
RU2411279C2 (ru) * | 2005-11-07 | 2011-02-10 | Степан Компани | Поликатионные вязкоупругие композиции |
-
2015
- 2015-06-11 RU RU2015122681A patent/RU2613709C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1714082A1 (ru) * | 1988-09-27 | 1992-02-23 | Красноярский филиал Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья | Способ предотвращени поглощени проницаемым пластом |
US6734147B2 (en) * | 1995-06-07 | 2004-05-11 | Lcc County Mosquito Control | Lubricant compositions and methods |
EA010638B1 (ru) * | 2003-07-31 | 2008-10-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Буровые растворы на водной основе с применением латексных добавок |
EA011561B1 (ru) * | 2003-09-05 | 2009-04-28 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ бурения скважины, предусматривающий борьбу с поглощением бурового раствора |
RU2393179C2 (ru) * | 2004-07-06 | 2010-06-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Полимерные нанокомпозиты и способы их получения |
RU2411279C2 (ru) * | 2005-11-07 | 2011-02-10 | Степан Компани | Поликатионные вязкоупругие композиции |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015122681A (ru) | 2017-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8499837B2 (en) | Nanoparticle-densified Newtonian fluids for use as cementation spacer fluids and completion spacer fluids in oil and gas wells | |
Dvoynikov et al. | Developments made in the field of drilling fluids by Saint Petersburg mining University | |
Blinov et al. | Rheological and Filtration Parameters of the Polymer Salt Drilling Fluids | |
GB2442905A (en) | Downhole drilling compositions and methods of preparation | |
Savenok et al. | Secondary opening of productive layers | |
CN109312618A (zh) | 用于水力压裂和用于示踪地层水的方法和组合物 | |
CN109996930A (zh) | 处理井底地层带的方法 | |
CN101993684B (zh) | 低渗透油田注水井酸化暂堵剂 | |
Awele | Investigation of additives on drilling mud performance with" tønder geothermal drilling" as a case study | |
CN107177349A (zh) | 一种强抑制胺基硅醇钻井液及其制备方法 | |
RU2613709C2 (ru) | Способ обработки бурового раствора | |
RU2582197C1 (ru) | Буровой раствор | |
EA025729B1 (ru) | Композиции и методы по обработке сланцевых смол в буровых скважинах | |
CA2898887C (en) | Beneficiated clay viscosifying additives | |
US7635667B1 (en) | Multi-component drilling fluid additive, and drilling fluid system incorporating the additive | |
RU2483091C1 (ru) | Буровой раствор для промывки длиннопротяженных крутонаправленных скважин в условиях многолетнемерзлых и высококоллоидальных глинистых пород и способ его применения | |
RU2710654C1 (ru) | Высокоингибированный инвертный буровой раствор | |
FR3040393A1 (ru) | ||
Paulauskiene | Petroleum extraction engineering | |
RU2768340C1 (ru) | Высококатионно-ингибированный буровой раствор | |
CA2562651C (en) | Canola meal drilling fluid additive | |
CN105482793A (zh) | 一种油田用小粒径水溶性暂堵剂 | |
CN103911131A (zh) | 一种钻井液及其制备方法 | |
Wakhyudin et al. | Aerated drilling cutting transport analysis in geothermal well | |
Wang et al. | Laboratory study of ideal packing approach applied to high permeability sandstones |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170612 |