RU2630460C2 - Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production - Google Patents

Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2630460C2
RU2630460C2 RU2015152716A RU2015152716A RU2630460C2 RU 2630460 C2 RU2630460 C2 RU 2630460C2 RU 2015152716 A RU2015152716 A RU 2015152716A RU 2015152716 A RU2015152716 A RU 2015152716A RU 2630460 C2 RU2630460 C2 RU 2630460C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
diesel fuel
water
pitch
tall
Prior art date
Application number
RU2015152716A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015152716A (en
Inventor
Александр Федотович Сафронов
Александр Геннадиевич Иванов
Ринат Александрович Атласов
Мария Валентиновна Николаева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2015152716A priority Critical patent/RU2630460C2/en
Publication of RU2015152716A publication Critical patent/RU2015152716A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630460C2 publication Critical patent/RU2630460C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/03Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035Organic additives

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: combined stabiliser for the treatment of fresh and slightly mineralized drill fluids in the first version contains, wt %: diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g/cm3 20; carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch 2-2.5; tall oil pitch 2-5; water is the rest. The combined stabiliser for the treatment of fresh and slightly mineralized drill fluids in the second version contains, wt %: diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g/cm3 25-50; tall oil pitch 3-5; aluminium sulfate 3-5; water is the rest. The combined stabiliser for the treatment of fresh and slightly mineralized drill fluids in the third version contains, wt %: diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g/cm3 25-35; carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch 2.5-4; tall oil pitch 2.5-3.5; aluminium sulfate 3-4; water is the rest.
EFFECT: improvement of rheological and filtration properties of drill fluids and reduction of filtration by 1,5-3 times while maintaining or increasing the values of static shear stress and apparent viscosity of fresh and slightly mineralized fluids, possibility of drilling in a hard terrigenous-carbonate section where it is difficult to retain the structure of the clay solution.
6 cl

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к составам реагентов-стабилизаторов буровых растворов на углеводородной основе малой плотности с улучшенными значениями реологических и фильтрационных свойств, и может применяться при бурении в жестком терригенно-карбонатном разрезе, где трудно удержать структуру глинистого раствора обычными химреагентами.The invention relates to the drilling of oil and gas wells, in particular to compositions of low-density hydrocarbon-based drilling fluid stabilizing agent reagents with improved values of rheological and filtration properties, and can be used when drilling in a hard terrigenous-carbonate section, where it is difficult to maintain the structure of the mud with conventional chemical reagents.

Уровень техникиState of the art

Известно, что при бурении нефтегазовых скважин вращательным способом в скважине циркулирует поток жидкости, которая помимо функции удаления шлама выполняет и другие важные функции, направленные на эффективное, экономичное и безопасное выполнение и завершение процесса бурения (1. Дмитриев А.Ю. Основы технологии бурения скважин. Учебное пособие. - Томск: изд. Томского политехнического университета. 2008. - 216 с.). По этой причине состав буровых растворов имеет очень важное значение.It is known that when drilling oil and gas wells in a rotary manner, a fluid stream circulates in the well, which, in addition to the function of removing sludge, performs other important functions aimed at efficient, economical and safe execution and completion of the drilling process (1. Dmitriev A.Yu. Fundamentals of well drilling technology Textbook. - Tomsk: ed. Tomsk Polytechnic University. 2008. - 216 p.). For this reason, the composition of drilling fluids is very important.

Известен буровой раствор (2. Усынин А.Ф., Тур В.Д., Телицина А.И. Буровой раствор. А.С. СССР №1204625, C09K 7/02, 1983), который содержит каустическую соду и воду, в качестве глинопорошка и ингибирующей добавки, с целью повышения солестойкости и крепящих свойств раствора, содержит глиносолевой порошок, а в качестве реагента-стабилизатора - талловый пек, бардяной концентрат жидкий (БКЖ) и дизельное топливо (ДТ) при следующем соотношении ингредиентов (мас. %):Known drilling fluid (2. Usynin A.F., Tour V.D., Telitsina A.I. Drilling fluid. A.S. USSR No. 1204625, C09K 7/02, 1983), which contains caustic soda and water, in as a clay powder and an inhibitory additive, in order to increase the salt resistance and fixing properties of the solution, it contains alumina powder, and as a stabilizing reagent it contains tall pitch, liquid distillery concentrate (BCF) and diesel fuel (DT) in the following ratio of ingredients (wt.%) :

глиносолевой порошокalumina powder 20,0-21,020.0-21.0 каустическая содаcaustic soda 0,5-0,70.5-0.7 талловый пекtall pitch 3,4-4,53.4-4.5 бардяной концентрат жидкийliquid distillery concentrate 10,2-13,510.2-13.5 дизельное топливоdiesel fuel 6,8-9,06.8-9.0 водаwater остальноеrest

Буровой раствор готовят следующим образом: сначала готовят комбинированный реагент на основе таллового пека, дизельного топлива и бардяного концентрата жидкого (КРТБ). Для этого берут 270 г таллового пека (1 вес. ч.), 540 г ДТ (2 вес.ч.) и 840 г БКЖ (3 вес.ч.). В дизельном топливе в течение 30 мин растворяют талловый пек и помещают в отдельную емкость. Затем в бардяные концентраты жидкие при плавном перемешивании и в течение 30 мин добавляют воду, чтобы вязкость водного раствора составила 30 с. При интенсивном перемешивании к водному раствору БКЖ постепенно добавляют раствор таллового пека в дизельном топливе. По мере загущения реагента его разбавляют водой, обеспечивая тем самым определенный режим диспергирования с сохранением вязкости на уровне 60 с. По истечение 60 мин перемешивания процесс загущения стабилизируется и полученную смесь вводят в суспензию 210 г глиносолевого порошка, размешанного в 160 г воды. Полученный буровой раствор экономичен, что обусловлено его устойчивостью практически к любой минерализации, а за счет улучшенных ингибирующих и стабилизирующих свойств обладает более высокими крепящими свойствами - повышает устойчивость образцов из аргиллита и гидрослюдистой глины в 2,5 раза по сравнению с прототипом (устойчивость глинистых образцов в среде указанных растворов определялась при одноосном сжатии). При этом используемый талловый пек, омыленный кальцинированной содой, содержит в своем составе, вес. %:Drilling fluid is prepared as follows: first, a combined reagent is prepared based on tall oil pitch, diesel fuel and distillery liquid concentrate (KRTB). To do this, take 270 g of tall pitch (1 part by weight), 540 g of diesel fuel (2 parts by weight) and 840 g of BCF (3 parts by weight). Tall oil pitch is dissolved in diesel fuel for 30 minutes and placed in a separate container. Then, liquid is added to the distillery concentrates with gentle stirring and water is added over 30 minutes, so that the viscosity of the aqueous solution is 30 s. With vigorous stirring, a solution of tall pitch in diesel fuel is gradually added to the aqueous BCG solution. As the reagent thickens, it is diluted with water, thereby providing a certain dispersion mode while maintaining a viscosity of 60 s. After 60 minutes of mixing, the thickening process is stabilized and the resulting mixture is introduced into a suspension of 210 g of alumina powder, mixed in 160 g of water. The resulting drilling fluid is economical, due to its resistance to almost any mineralization, and due to improved inhibitory and stabilizing properties, it has higher fastening properties - it increases the stability of argillite and hydromica clay samples by 2.5 times compared with the prototype (clay samples stability in medium of these solutions was determined under uniaxial compression). Moreover, the used tall pitch, saponified with soda ash, contains in its composition, weight. %:

нейтральные веществаneutral substances 32-3532-35 окисляющие веществаoxidizing agents 16-1816-18 жирные кислотыfatty acid 18-2618-26 натриевые соли жирных кислотfatty acid sodium salts 10-2010-20 натриевые соли смоляных кислотsodium salts of resin acids 8-108-10

Известен буровой раствор (3. Усынин А.Ф., Олейник С.П., Богомолов Б.Д., Тиранов П.П., Ушаков Е.А., Софрыгина Л.М. Буровой раствор. А.С. №1315464, C09K 7/02, 1985), который содержит талловый пек, лигниновый компонент, каустическую соду, глинопорошок, дизельное топливо (ДТ) и воду. В качестве лигнинового компонента раствор содержит сульфатный лигнин (СЛ), а в качестве глинопорошка - бентонитовьй глинопорошок (БГ) при следующем соотношении компонентов, мас. %: БГ 1,0-5,0; СЛ 3,4-10,2; каустическая сода 0,29-0,85; талловый пек 1,2-3,6; ДТ 2,4-7,2; вода остальное. Для получения бурового раствора сначала готовят глинистый раствор, а затем стабилизируют его комбинированным реагентом на основе таллового пека и СЛ. Комбинированный реагент готовят, растворяя в 1,0-2,0%-ном растворе каустической соды в течение 1 ч расчетное количество СЛ. Параллельно готовят 30-33%-ный раствор таллового пека в ДТ. Затем к водощелочному раствору СЛ при перемешивании добавляют раствор таллового пека в дизельном топливе. Реагент готов через 1 ч. Таким образом, термостойкость бурового раствора составляет 270°С, а коэффициент устойчивости увеличивается в 2,26 раза.Known drilling fluid (3. Usynin A.F., Oleinik S.P., Bogomolov B.D., Tiranov P.P., Ushakov E.A., Sofrygina L.M. Drilling mud. A.S. No. 1315464 , C09K 7/02, 1985), which contains tall pitch, a lignin component, caustic soda, clay powder, diesel fuel (DT) and water. The solution contains sulfate lignin (SL) as the lignin component, and bentonite clay powder (BG) as the clay powder in the following ratio of components, wt. %: BG 1.0-5.0; SL 3.4-10.2; caustic soda 0.29-0.85; tall pitch 1.2-3.6; DT 2.4-7.2; water the rest. To obtain a drilling mud, a clay mud is first prepared, and then stabilized with a combined reagent based on tall pitch and SL. A combined reagent is prepared by dissolving in the 1.0-2.0% solution of caustic soda for 1 h the calculated amount of SL. In parallel, a 30-33% solution of tall pitch in diesel fuel is prepared. Then, a solution of tall pitch in diesel fuel is added to the aqueous alkaline solution of SL with stirring. The reagent is ready in 1 hour. Thus, the thermal stability of the drilling fluid is 270 ° C, and the stability coefficient increases 2.26 times.

К недостаткам указанных выше реагентов-стабилизаторов следует отнести низкую эффективность при регулировании значений (увеличении) вязкости и (уменьшении) фильтрации бурового раствора. Их расход в расчете на единицу веса бурового раствора может достигать 50-60 мас. %, реагенты готовят и используют в виде эмульсий (вода + дизельное топливо) с содержанием сухих веществ не более 20% и 22,5% соответственно.The disadvantages of the above stabilizing reagents should be attributed to low efficiency when regulating the values (increase) of viscosity and (decrease) the filtration of the drilling fluid. Their flow rate per unit weight of the drilling fluid can reach 50-60 wt. %, reagents are prepared and used in the form of emulsions (water + diesel fuel) with a solids content of not more than 20% and 22.5%, respectively.

Известен инвертный эмульсионный буровой раствор (4. Усынин А.Ф., Тур В.Д., Войтенко B.C., Телицина А.И., Горецкий С.Н. Инвертный эмульсионный буровой раствор. А.С. СССР №1134594, C09K 7/06, 1983), содержащий воду или глинистый раствор на водной основе, дизельное топливо, талловый пек, омыленный (ОТП) углекислым натрием (кальцинированной содой), побочный продукт производства фитостерина (ППФ) и мелкодисперсный мел при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: вода или глинистый раствор на водной основе 23-39, дизельное топливо 40-50, талловый пек, омыленный углекислым натрием 10-12, побочный продукт производства фитостерина 1-3, мелкодисперсный мел 10-12.Known invert emulsion drilling fluid (4. Usynin A.F., Tour V.D., Voitenko VS, Telitsina A.I., Goretsky S.N. Invert emulsion drilling fluid. A.S. USSR No. 1134594, C09K 7 / 06, 1983) containing water or a water-based clay solution, diesel fuel, tall pitch, saponified (OTP) with sodium carbonate (soda ash), a by-product of phytosterol production (PPF) and fine chalk in the following ratio of ingredients, wt. %: water or a water-based clay solution 23-39, diesel fuel 40-50, tall pitch, saponified with sodium carbonate 10-12, a by-product of the production of phytosterol 1-3, finely divided chalk 10-12.

Приготовление инвертного эмульсионного бурового раствора осуществляется по следующей технологии. В воде или в глинистом растворе на водной основе при перемешивании растворяют часть таллового пека, омыленного углекислым натрием, в количестве до 50 мас. % от расчетного. Затем вводят дизельное топливо с растворенной в нем оставшейся частью омыленного таллового пека. В образующуюся эмульсию добавляют ППФ и мелкодисперсный мел, которые стабилизируют эмульсию.The preparation of invert emulsion drilling mud is carried out according to the following technology. In water or in a water-based clay solution, with stirring, part of tall oil pitch, saponified with sodium carbonate, is dissolved in an amount of up to 50 wt. % of the calculated. Then diesel fuel is introduced with the remaining part of the saponified tall oil pitch dissolved in it. PPF and finely divided chalk, which stabilize the emulsion, are added to the resulting emulsion.

Недостатками данного инвертного эмульсионного бурового раствора являются низкие значения условной вязкости - от 37 до 100 с и статического напряжения сдвига: СНС за 1 мин составляет 6-12 дПа, СНС за 10 мин составляет 12-20 дПа. Из-за низких значений СНС и реологических параметров: пластической вязкости от 14 до 18 сП, динамического напряжения сдвига от 28 до 68 дПа отсутствует полный вынос шлама выбуренных частиц горных пород из пологих участков ствола скважины в пределах значений зенитного угла 60-80 градусов. Высокая фактическая фильтрация инвертного эмульсионного бурового раствора (12-14 см3/30 мин), измеренная в термобарических условиях: температуре 93°С и перепаде давления на поверхность фильтрации ΔР=35 кгс/см2, негативно влияет на качество вскрытия продуктивных пластов. К моменту стабилизации процесса фильтрации через 30-36 часов ее значения достигают 60-70 см3. За это время в зоне влияния скважины - проникновения фильтрата или эмульсии блокируется часть порового пространства продуктивного пласта.The disadvantages of this invert emulsion drilling fluid are low values of relative viscosity - from 37 to 100 s and a static shear stress: SSS for 1 min is 6-12 dPa, SSS for 10 min is 12-20 dPa. Due to the low values of SNA and rheological parameters: plastic viscosity from 14 to 18 cP, dynamic shear stress from 28 to 68 dPa, there is no complete removal of cuttings from drilled rock particles from shallow sections of the wellbore within the zenith angle of 60-80 degrees. High actual filtering invert emulsion drilling fluid (12-14 cm 3/30 min) measured at temperature and pressure conditions: a temperature of 93 ° C and differential pressure? P = filtration surface 35 kgf / cm 2, negatively affects the quality of opening of productive formations. By the time of stabilization of the filtration process after 30-36 hours, its values reach 60-70 cm 3 . During this time, a part of the pore space of the reservoir is blocked in the zone of influence of the well — penetration of the filtrate or emulsion.

Недостатками инвертного эмульсионного бурового раствора являются также повышенный расход углеводородной жидкости (дизельного топлива или нефти), эмульгатора и стабилизатора эмульсии - омыленного таллового пека; высокая пожароопасность при нагреве углеводородной жидкости до температуры ~80°С для растворения твердого омыленного таллового пека.The disadvantages of invert emulsion drilling fluid are also the increased consumption of hydrocarbon fluid (diesel fuel or oil), emulsifier and emulsion stabilizer - saponified tall oil pitch; high fire hazard when heating a hydrocarbon liquid to a temperature of ~ 80 ° C to dissolve solid saponified tall oil pitch.

Известен комплексный реагент-стабилизатор, используемый для полимерных и малоглинистых буровых растворов, включающий талловый пек, который дополнительно содержит технические лигносульфонаты, каустическую соду, структурообразующий агент - сополимер акриламида и акрилата натрия с молекулярной массой 14⋅106 г/моль - Праестол марки 2530 или высоковязкий реагент на основе Гипана - ВПРГ и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: технические лигносульфонаты 15-17, каустическая сода 5-6, указанный структурообразующий агент 15-17, талловый пек 59-62, вода остальное (5. Ипполитов В.В., Усынин А.Ф., Зарецкий B.C., Уросов С.А., Подшибякин В.В., Бахарев Ф.А. Патент RU 2236430, C09K 7/02, 2003).A well-known complex stabilizing reagent used for polymer and low-clay drilling fluids, including tall pitch, which additionally contains technical lignosulfonates, caustic soda, a structure-forming agent is a copolymer of acrylamide and sodium acrylate with a molecular weight of 14-106 g / mol - Praestol brand 2530 or highly viscous reagent based on Gipan - HSV and water in the following ratio of ingredients, wt. %: technical lignosulfonates 15-17, caustic soda 5-6, the specified structure-forming agent 15-17, tall pitch 59-62, the rest of the water (5. Ippolitov V.V., Usynin A.F., Zaretsky BC, Urosov S. A., Podshibyakin V.V., Bakharev F.A. Patent RU 2236430, C09K 7/02, 2003).

К недостаткам комплексного реагента-стабилизатора полимерных и малоглинистых буровых растворов относится сложность его приготовления, для чего требуются высокие энергоемкие затраты.The disadvantages of a complex reagent-stabilizer of polymer and low clay drilling fluids include the complexity of its preparation, which requires high energy-intensive costs.

Как известно, удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии в буровой (промывочной) жидкости, находящейся в скважине, необходимо для предотвращения прихватов бурильного инструмента при прекращении циркуляции. Для выполнения этой функции буровой раствор должен обладать тиксотропными свойствами, то есть способностью превращаться при отсутствии движения из золя в гель с образованием структуры, обладающей определенной устойчивостью. Устойчивость структуры оценивается величиной статического напряжения сдвига (СНС).As you know, the retention of particles of drill cuttings in suspension in the drilling (flushing) fluid located in the borehole is necessary to prevent sticking of the drilling tool when the circulation stops. To perform this function, the drilling fluid must have thixotropic properties, that is, the ability to transform in the absence of movement from sol to gel with the formation of a structure with a certain stability. The stability of the structure is estimated by the value of static shear stress (SSS).

Технической задачей изобретения является значительное снижение фильтрации бурового раствора при сохранении или увеличении значений статического напряжения сдвига (СНС) и вязкости пресных и слабоминерализированных растворов при бурении в жестком терригенно-карбонатном разрезе, где трудно удержать структуру глинистого раствора обычными химическими реагентами (например, гашеная известь). An object of the invention is to significantly reduce mud filtration while maintaining or increasing the values of static shear stress (SSS) and viscosity of fresh and weakly mineralized fluids while drilling in a hard terrigenous-carbonate section, where it is difficult to maintain the structure of the mud with conventional chemicals (e.g. hydrated lime) .

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Поставленная цель достигается за счет использования комплексного реагента-стабилизатора на основе таллового пека (КРП) для обработки пресных и слабоминерализированных буровых растворов, включающего талловый пек; дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3; алюминий сернокислый (Al2(SO4)3); карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), или гидролизованный полиакрилонитрил, или крахмал.This goal is achieved through the use of a complex reagent-stabilizer based on tall oil pitch (PKK) for the treatment of fresh and low-mineralized drilling fluids, including tall oil pitch; diesel fuel or oil with a density of from 0.78-0.92 g / cm 3 ; aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ); carboxymethyl cellulose (CMC), or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch.

Исследовались следующие соотношения ингредиентов:The following ratios of ingredients were investigated:

Состав КРП 1: Дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 - 20%; карбоксиметилцеллюлоза, или гидролизованный полиакрилонитрил, или крахмал - 2-2,5%; талловый пек - 2-5%; остальное - вода. Composition of KRP 1: Diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 - 20%; carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch - 2-2.5%; tall pitch - 2-5%; the rest is water.

Состав КРП 2: Дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 - 25-50%; талловый пек - 3-5%; Al2(SO4)3 (Алюминий сернокислый) - 3-5%; остальное - вода. Composition of PKP 2: Diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 - 25-50%; tall pitch - 3-5%; Al 2 (SO 4 ) 3 (Aluminum sulfate) - 3-5%; the rest is water.

Состав КРП 3: Дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 - 25-35%; карбоксиметилцеллюлоза, или гидролизованный полиакрилонитрил, или крахмал - 2,5-4%; талловый пек - 2,5-3,5%; Al2(SO4)3 - 3-4%; остальное - вода. Composition of KRP 3: Diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 - 25-35%; carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch - 2.5-4%; tall pitch - 2.5-3.5%; Al 2 (SO 4 ) 3 - 3-4%; the rest is water.

Талловый пек является нелетучей фракцией, определяемой ректификацией сырого таллового масла. Он состоит из сложных эфиров, жирных и смоляных кислот фитостеренов, спиртов углеводородов и т.п. (6. Стандарт ТУ-13-4000177-184-84. Пек талловый для нефтехимической промышленности).Tall pitch is a non-volatile fraction determined by the distillation of crude tall oil. It consists of esters, fatty and resin acids of phytosterens, hydrocarbon alcohols, etc. (6. Standard TU-13-4000177-184-84. Tallovy pitch for the petrochemical industry).

Алюминий сернокислый (сульфат алюминия) - высококачественное химическое вещество, предназначенное для произведения эффективной очистки воды, имеет довольно низкую степень токсичности и не подвержен возгоранию, самовоспламенению, то есть не горюч и не представляет собой взрывной опасности.Aluminum sulfate (aluminum sulfate) is a high-quality chemical substance designed for effective water purification, has a rather low degree of toxicity and is not subject to ignition, self-ignition, that is, it is not combustible and does not constitute an explosive hazard.

Карбоксиметилцеллюлоза - аморфное бесцветное вещество с молекулярной массой (30-25)⋅103; температурой размягчения - 170°С; плотностью 1,59 г/см3. Водный раствор карбоксиметилцеллюлозы обладает тиксотропными свойствами.Carboxymethyl cellulose is an amorphous colorless substance with a molecular weight of (30-25) ⋅10 3 ; softening temperature - 170 ° C; a density of 1.59 g / cm 3 . An aqueous solution of carboxymethyl cellulose has thixotropic properties.

Гидролизованный полиакрилонитрил («Гипан») (7. Стандарт ТУ 2458-023-95901562-2012) представляет собой порошкообразный полиакрилонитрил, получаемый гидролизом нитронного волокна. «Гипан» применяется в буровых растворах на водной основе для снижения показателя фильтрации. Не оказывает влияние на изменение вязкости бурового раствора. Эффективно стабилизирует глинистые буровые растворы, снижает интенсивность наработки твердой фазы в процессе бурения, повышает смазочные и противоприхватные свойства бурового раствора. Используется при высоких температурах (до 220°С). Морозоустойчив и не подвергается ферментативному разложению (загниванию) при высоких температурах.Hydrolyzed polyacrylonitrile (Gipan) (7. Standard TU 2458-023-95901562-2012) is a powdered polyacrylonitrile obtained by hydrolysis of a nitron fiber. Gipan is used in water-based drilling fluids to reduce the rate of filtration. Does not affect the change in the viscosity of the drilling fluid. Effectively stabilizes clay drilling fluids, reduces the intensity of solid phase production during drilling, increases the lubricating and anti-stick properties of the drilling fluid. It is used at high temperatures (up to 220 ° C). It is frost-resistant and does not undergo enzymatic decomposition (decay) at high temperatures.

Технология приготовления комплексного реагента-стабилизатора на основе таллового пека проста и включает:The technology for the preparation of a complex reagent-stabilizer based on tall pitch is simple and includes:

1. Подготовку водно-углеводородного раствора (дизельное топливо или нефть + вода) с добавлением КМЦ, или гидролизованного полиакрилонитрила, или крахмала (КРП 1 и КРП 3).1. Preparation of a water-hydrocarbon solution (diesel fuel or oil + water) with the addition of CMC, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch (KRP 1 and KRP 3).

2. Отдельно в воде растворяют талловый пек и Al2(SO4)3 (КРП 1 и КРП 2) в концентрации 20-30%, при необходимости ускорения процесса растворения воду с талловым пеком подогревают до 80°С.2. Tall oil pitch and Al 2 (SO 4 ) 3 (KRP 1 and KRP 2) are dissolved separately in water at a concentration of 20-30%; if necessary, accelerate the dissolution process, the water with tall pitch is heated to 80 ° C.

3. Полученный раствор смешивается с водно-углеводородным раствором.3. The resulting solution is mixed with an aqueous hydrocarbon solution.

Результаты полевых испытаний предлагаемых рецептур реагентов-стабилизаторов, направленных на улучшение характеристик бурового раствора, представлены в табл. 1.The results of field tests of the proposed formulations of stabilizing reagents aimed at improving the characteristics of the drilling fluid are presented in table. one.

По полученным данным видно, что добавление КРП всех трех составов оказал положительное влияние на свойства бурового раствора (БР). В буровом растворе с КРП-1 увеличились показатели условной вязкости (Т, сек) в 2-3 раза. В буровом растворе с КРП-2 также увеличилось показание условной вязкости в 2 раза, кроме испытания на засоленном растворе, где наблюдается снижение показателя условной вязкости. В буровом растворе с КРП-3 показания условной вязкости сохранились или увеличились в 2 раза.According to the data obtained, it is clear that the addition of KRI of all three compositions had a positive effect on the properties of the drilling fluid (BR). In drilling mud with KPP-1, the conditional viscosity index (T, sec) increased by 2–3 times. In drilling mud with KRP-2, the conditional viscosity indication also increased by 2 times, in addition to the saline test, where the conditional viscosity index decreases. In drilling mud with KRP-3, the indications of conditional viscosity remained or increased by 2 times.

Во всех случаях наблюдается повышение статического напряжения сдвига (СНС) от 2 до десятков раз: с использованием состава КРП-1 в 2-3 раза, а с использованием состава КРП-3 в 1,5 раза снизилось фильтрационное свойство (Ф30) за счет формирования слабопроницаемой эластичной корки, с использованием состава с КРП 2- фильтрационное свойство сохранилось. Изменение плотности (ρ, кг/см3) глинистого раствора до и после обработки - незначительное (10 кг/см3).In all cases, an increase in the static shear stress (SSS) from 2 to tens of times is observed: using the composition of KRP-1 by 2–3 times, and using the composition of KRP-3, the filtration property (Ф 30 ) decreased by a factor of 1.5 due to the formation of a poorly permeable elastic crust, using a composition with CRP 2 - filtration property is preserved. The change in density (ρ, kg / cm 3 ) of the clay solution before and after treatment is insignificant (10 kg / cm 3 ).

Разработанные составы комплексных реагентов-стабилизаторов (КРП) испытывались для обработки только пресных глинистых растворов. Величины добавок КРП в процентах к объему обрабатываемого раствора: КРП-1 - 10-15%; КРП-2 - 3-5%; КРП-3 - 1-5%.The developed compositions of complex stabilizing reagents (CRPs) were tested for processing only fresh clay solutions. The values of additives KRP in percentage to the volume of the processed solution: KRP-1 - 10-15%; KRP-2 - 3-5%; KRP-3 - 1-5%.

В результате полевых испытаний установлено, что комплексные реагенты-стабилизаторы обладают смазывающей способностью и свойствами ингибирующих добавок. Ингибирующие функции составы КРП-2, КРП-3 выполняют и в соленонасыщенных глинистых, и в полимерных, и в асбогелевых растворах.As a result of field tests, it was found that complex stabilizing reagents have the lubricity and properties of inhibitory additives. The KPP-2, KPP-3 formulations perform inhibitory functions both in salt-saturated clay, and in polymer, and in asbogel solutions.

Применение КРП обеспечивает существенное снижение расходов дорогих химических реагентов (например: КССБ-1;2;4, борсиликатный реагент).The use of KRI provides a significant reduction in the cost of expensive chemicals (for example: KSSB-1; 2; 4, borosilicate reagent).

Предлагаемое изобретение может использоваться в жестком терригенно-карбонатном разрезе, где трудно удержать структуру глинистого раствора обычными химическими реагентами.The present invention can be used in a hard terrigenous-carbonate section, where it is difficult to maintain the structure of the clay solution with conventional chemicals.

Технический результат - снижение фильтрации (Ф30см3) в 1,5-3 раза при сохранении или увеличении значений статического напряжения сдвига (СНС) и условной вязкости (Т, сек) пресных и слабоминерализированных растворов. The technical result is a decrease in filtration (Ф 30 cm 3 ) by 1.5-3 times while maintaining or increasing the values of static shear stress (SSS) and conditional viscosity (T, sec) of fresh and slightly mineralized solutions.

Claims (9)

1. Комплексный реагент-стабилизатор для обработки пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий талловый пек, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3, карбоксиметилцеллюлозу, или гидролизованный полиакрилонитрил, или крахмал при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:1. A complex stabilizing reagent for processing fresh and low-mineralized drilling fluids, including tall oil pitch, characterized in that it additionally contains diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 , carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch in the following ratio of ingredients, wt.%: дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 20twenty карбоксиметилцеллюлоза, или гидролизованныйcarboxymethyl cellulose, or hydrolyzed полиакрилонитрил, или крахмалpolyacrylonitrile, or starch 2-2,52-2.5 талловый пекtall pitch 2-5 2-5 водаwater остальноеrest
2. Комплексный реагент-стабилизатор для обработки пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий талловый пек, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3, алюминий сернокислый (Al2(SO4)3) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:2. A complex stabilizing reagent for the treatment of fresh and low mineralized drilling fluids, including tall pitch, characterized in that it additionally contains diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 , aluminum sulfate (Al 2 (SO 2 4 ) 3 ) in the following ratio of ingredients, wt.%: дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 25-5025-50 талловый пекtall pitch 3-53-5 алюминий сернокислыйaluminum sulfate 3-53-5 водаwater остальноеrest
3. Комплексный реагент-стабилизатор для обработки пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий талловый пек, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3, алюминий сернокислый (Al2(SO4)3), карбоксиметилцеллюлозу, или гидролизованный полиакрилонитрил, или крахмал при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:3. A complex stabilizing reagent for the treatment of fresh and low-mineralized drilling fluids, including tall pitch, characterized in that it additionally contains diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 , aluminum sulfate (Al 2 (SO 2 4 ) 3 ), carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch in the following ratio of ingredients, wt.%: дизельное топливо или нефть плотностью от 0,78-0,92 г/см3 diesel fuel or oil with a density of 0.78-0.92 g / cm 3 25-3525-35 карбоксиметилцеллюлоза, или гидролизованный carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed полиакрилонитрил, или крахмалpolyacrylonitrile, or starch 2,5-42.5-4 талловый пекtall pitch 2,5-3,52.5-3.5 алюминий сернокислыйaluminum sulfate 3-43-4 водаwater остальноеrest
4. Способ приготовления комплексного реагента-стабилизатора пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий подготовку водно-углеводородного раствора (дизельное топливо или нефть + вода) с добавлением карбоксиметилцеллюлозы, или гидролизованного полиакрилонитрила, или крахмала, отдельное растворение в воде таллового пека с подогревом до 80°С, смешивание полученного раствора с водно-углеводородным раствором в соответствии с соотношениями, указанными в п.1.4. A method of preparing a complex reagent-stabilizer of fresh and low-mineralized drilling fluids, including the preparation of an aqueous hydrocarbon solution (diesel fuel or oil + water) with the addition of carboxymethyl cellulose or hydrolyzed polyacrylonitrile or starch, separate dissolution of tall oil pitch in water with heating to 80 ° C, mixing the resulting solution with an aqueous hydrocarbon solution in accordance with the ratios specified in paragraph 1. 5. Способ приготовления комплексного реагента-стабилизатора пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий подготовку водно-углеводородного раствора (дизельное топливо или нефть + вода) с добавлением алюминия сернокислого, отдельное растворение в воде таллового пека с подогревом до 80°С, смешивание полученного раствора с водно-углеводородным раствором в соответствии с соотношениями, указанными в п.2.5. A method of preparing a complex reagent-stabilizer of fresh and low-mineralized drilling fluids, including the preparation of an aqueous hydrocarbon solution (diesel fuel or oil + water) with the addition of aluminum sulfate, separate dissolution of tall oil pitch in water with heating to 80 ° C, mixing the resulting solution with aqueous hydrocarbon solution in accordance with the ratios specified in paragraph 2. 6. Способ приготовления комплексного реагента-стабилизатора пресных и слабоминерализованных буровых растворов, включающий подготовку водно-углеводородного раствора (дизельное топливо или нефть + вода) с добавлением алюминия сернокислого и карбоксиметилцеллюлозы, или гидролизованного полиакрилонитрила, или крахмала, отдельное растворение в воде таллового пека с подогревом до 80°С, смешивание полученного раствора с водно-углеводородным раствором в соответствии с соотношениями, указанными в п.3.6. A method of preparing a complex reagent-stabilizer of fresh and low-mineralized drilling fluids, including the preparation of an aqueous hydrocarbon solution (diesel fuel or oil + water) with the addition of aluminum sulfate and carboxymethyl cellulose, or hydrolyzed polyacrylonitrile, or starch, separate dissolution of heated tall pitch in water up to 80 ° C, mixing the resulting solution with an aqueous hydrocarbon solution in accordance with the ratios specified in paragraph 3.
RU2015152716A 2015-12-08 2015-12-08 Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production RU2630460C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152716A RU2630460C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152716A RU2630460C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015152716A RU2015152716A (en) 2017-06-16
RU2630460C2 true RU2630460C2 (en) 2017-09-08

Family

ID=59068156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015152716A RU2630460C2 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630460C2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1134594A1 (en) * 1983-06-23 1985-01-15 Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт Invert-emulsion drilling mud
SU1204625A1 (en) * 1983-08-29 1986-01-15 Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт Drilling mud
SU1315464A1 (en) * 1985-05-21 1987-06-07 Архангельский Отдел Апрелевского Отделения Всесоюзного Научно-Исследовательского Геологоразведочного Нефтяного Института Drilling mud
RU2001091C1 (en) * 1991-02-12 1993-10-15 Северный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский геологический центр Complex reagent (carbolignosulfonate pitch) as stabilizer for clay drilling solution
RU2236430C1 (en) * 2003-02-13 2004-09-20 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Complex reagent stabilizing polymeric and low-clay drilling muds and a method of preparation thereof
RU2237077C1 (en) * 2003-07-18 2004-09-27 Закрытое акционерное общество объединение "РОСРЕСУРС" Drilling mud-stabilizing reagent and drilling mud concentrate
RU2460752C2 (en) * 2010-12-27 2012-09-10 Владимир Иванович Ноздря Polymer resin additive for drill fluid
RU2541666C1 (en) * 2013-10-18 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Mud fluid for stabilisation of mud shale
US20150159071A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-11 Mj Research And Development Lp Lubrication for drilling fluid

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1134594A1 (en) * 1983-06-23 1985-01-15 Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт Invert-emulsion drilling mud
SU1204625A1 (en) * 1983-08-29 1986-01-15 Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт Drilling mud
SU1315464A1 (en) * 1985-05-21 1987-06-07 Архангельский Отдел Апрелевского Отделения Всесоюзного Научно-Исследовательского Геологоразведочного Нефтяного Института Drilling mud
RU2001091C1 (en) * 1991-02-12 1993-10-15 Северный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский геологический центр Complex reagent (carbolignosulfonate pitch) as stabilizer for clay drilling solution
RU2236430C1 (en) * 2003-02-13 2004-09-20 Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" Complex reagent stabilizing polymeric and low-clay drilling muds and a method of preparation thereof
RU2237077C1 (en) * 2003-07-18 2004-09-27 Закрытое акционерное общество объединение "РОСРЕСУРС" Drilling mud-stabilizing reagent and drilling mud concentrate
RU2460752C2 (en) * 2010-12-27 2012-09-10 Владимир Иванович Ноздря Polymer resin additive for drill fluid
RU2541666C1 (en) * 2013-10-18 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" Mud fluid for stabilisation of mud shale
US20150159071A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-11 Mj Research And Development Lp Lubrication for drilling fluid

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015152716A (en) 2017-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036380T2 (en) AQUEOUS DRILLING LIQUID
RU2698389C1 (en) Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
AT520254A2 (en) Synthetic fluid loss pill based on polymer
US20200385626A1 (en) Invert-emulsion oil based mud formulation using calcium salt of fatty acid as primary emulsifier
US3108068A (en) Water-in-oil emulsion drilling fluid
RU2582197C1 (en) Drilling mud
RU2467163C1 (en) Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone
RU2386656C1 (en) Drilling fluid for well construction in difficult conditions, mainly for drilling extended-reach wells and horizontal wells
US2793188A (en) External oil phase drilling fluid emulsions
RU2710654C1 (en) Highly inhibited invert drilling agent
RU2630460C2 (en) Combined stabiliser based on tall oil pitch for treatment of drill fluids and method of its production
EP2125988B1 (en) Processing fluid for wells bored with oil-based muds in the form of a delayed effect water-in-oil emulsion
RU2541666C1 (en) Mud fluid for stabilisation of mud shale
RU2516400C1 (en) Alum-gypsum-potassium drill mud and method of its production
RU2461600C1 (en) Loaded drilling mud
RU2263701C2 (en) Hydrocarbon-based drilling fluid
US11535786B2 (en) Methods for wellbore strengthening
US2901429A (en) Drilling fluids
US11472996B2 (en) Methods for wellbore strengthening
US2679478A (en) Drilling mud
US2655475A (en) Drilling mud
RU2683448C1 (en) Strengthened mineralized boring solution for the opening of productive plates with abnormally high plastic pressure
RU2679029C1 (en) Composition for acid treatment of near-wellbore zone of reservoir (options)
RU2445337C1 (en) Drilling fluid on hydrocarbon basis
RU2215016C1 (en) Process fluid for boring, completion and major repairs of oil and gas wells under abnormally high formation pressure and elevated temperature conditions

Legal Events

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

Effective date: 20191209