RU2651652C1 - Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling - Google Patents
Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651652C1 RU2651652C1 RU2017113043A RU2017113043A RU2651652C1 RU 2651652 C1 RU2651652 C1 RU 2651652C1 RU 2017113043 A RU2017113043 A RU 2017113043A RU 2017113043 A RU2017113043 A RU 2017113043A RU 2651652 C1 RU2651652 C1 RU 2651652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- water
- clay
- clay powder
- xanthan gum
- Prior art date
Links
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
- C09K8/14—Clay-containing compositions
- C09K8/18—Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
- C09K8/22—Synthetic organic compounds
- C09K8/24—Polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровым растворам на водной основе и может найти применение при бурении нефтяных и газовых скважин, преимущественно при бурении неустойчивых набухающих пластичных глин и аргиллитов.The invention relates to water-based drilling fluids and can find application in the drilling of oil and gas wells, mainly in the drilling of unstable swelling plastic clays and mudstones.
Из уровня техники известен ингибирующий буровой раствор для бурения в неустойчивых глинистых породах (патент RU №2327725 С2, кл. C09K 8/20, 27.06.2008), содержащий солестойкую глину, хлорид калия, гидроксид бария, крахмал, конденсированную сульфит-спиртовую барду КССБ или окзил и воду, в котором в качестве полимера содержится оксиэтилцеллюлоза ОЭЦ при соотношении компонентов, мас. %:The prior art inhibiting drilling fluid for drilling in unstable clay rocks (patent RU No. 2237725 C2, class C09K 8/20, 06/27/2008) containing salt-resistant clay, potassium chloride, barium hydroxide, starch, condensed sulfite-alcohol bard KSSB or oxyl and water, in which the polymer contains hydroxyethyl cellulose of the OEC in the ratio of components, wt. %:
Известный раствор обладает повышенной прочностью и водоустойчивостью глинистых пород, однако он имеет недостаток, который заключается в многокомпонентности и высоких фильтрационных свойствах раствора.Known solution has increased strength and water resistance of clay rocks, however, it has a drawback, which is the multicomponent and high filtration properties of the solution.
Известен буровой раствор, включающий воду, глинопорошок и понизитель фильтрации полиэлектролит ВПК-402 (патент RU №2492208 С2, C09K 8/24, опубл. 10.09.2013), при следующем соотношении компонентов, мас. %:Known drilling fluid, including water, clay powder and a filter reducing agent polyelectrolyte VPK-402 (patent RU No. 2492208 C2, C09K 8/24, publ. 09/10/2013), in the following ratio of components, wt. %:
Недостаток известного состава состоит в высоких фильтрационных свойствах раствора. Использование такого раствора не обеспечивает эффективного бурения за счет высокого содержания в составе глинопорошка.A disadvantage of the known composition is the high filtration properties of the solution. The use of such a solution does not provide effective drilling due to the high content of clay powder in the composition.
Наиболее близким к предлагаемому раствору является катионноингибирующий буровой раствор (патент RU №2534546 С1, C09K 8/24, опубл. 27.11.2014), включающий воду, глинопорошок и полимер хлорида диаллилдиметиламмония (Полидадмах). В качестве дополнительного ингибитора глин и понизителя фильтрации используют катионный сополимер акриламида при следующем соотношении компонентов, мас. %:Closest to the proposed solution is a cationic-inhibiting drilling fluid (patent RU No. 2534546 C1, C09K 8/24, publ. 11/27/2014), including water, clay powder and a polymer of diallyldimethylammonium chloride (Polydadmax). As an additional inhibitor of clay and a decrease in filtration, a cationic acrylamide copolymer is used in the following ratio of components, wt. %:
Известный раствор обладает повышенной ингибирующей способностью к глинам. Однако раствор имеет высокие показатели фильтрации и не обеспечивает эффективного бурения за счет высокого содержания в составе раствора глинопорошка.Known solution has a high inhibitory ability to clay. However, the solution has high filtration rates and does not provide effective drilling due to the high content of clay powder in the composition of the solution.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в создании бурового раствора, лишенного указанного недостатка, который может быть использован для бурения нефтяных и газовых скважин в неустойчивых набухающих пластичных глинах и аргиллитах.The problem to which the invention is directed, is to create a drilling fluid devoid of this drawback, which can be used for drilling oil and gas wells in unstable swelling plastic clays and mudstones.
Технический результат изобретения - повышение эффективности бурения при улучшенных фильтрационных свойствах раствора.The technical result of the invention is improving drilling efficiency with improved filtration properties of the solution.
При прочих равных условиях сохранение устойчивости глинистых пород во многом определяется показателем фильтрации: чем он ниже, тем выше устойчивость стенок скважины.Ceteris paribus, maintaining the stability of clay rocks is largely determined by the filtration rate: the lower it is, the higher the stability of the well walls.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что в состав бурового раствора, включающего воду, глинопорошок и катионный сополимер, дополнительно введены ксантановая камедь, а в качестве катионного сополимера в составе раствора используют Силфок-2540. В качестве вспомогательного реагента состав содержит полисахарид ПолиКР-К при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result of the invention is achieved due to the fact that xanthan gum is additionally added to the composition of the drilling fluid, including water, clay powder and a cationic copolymer, and Silfok-2540 is used as a cationic copolymer in the solution. As an auxiliary reagent, the composition contains PolysKR-K polysaccharide in the following ratio of components, wt. %:
Для приготовления предлагаемого раствора возможно использование глинопорошка различных марок. В буровом растворе может использоваться бентонитовый глинопорошок любой из марок: ПБМА, ПБМБ, ПБМВ, ПБМГ, которые выпускаются в соответствии с ТУ 2164-004-0013836-2006 «Глинопорошок», за исключением модифицированного анионными полимерами. С ухудшением марки глинопорошка концентрация его увеличивается, а с повышением качества концентрация уменьшается. Марка, т.е. сорт глинопорошка, в предлагаемом составе не оказывает существенного влияния на технологические показатели раствора, а характеризует его расход.For the preparation of the proposed solution, it is possible to use clay powder of various grades. Any type of bentonite clay powder can be used in the drilling fluid: PBMA, PBMB, PBMV, PBMG, which are produced in accordance with TU 2164-004-0013836-2006 “Clay powder”, with the exception of those modified with anionic polymers. With a deterioration in the grade of clay powder, its concentration increases, and with an increase in quality, the concentration decreases. Brand, i.e. the grade of clay powder, in the proposed composition does not significantly affect the technological parameters of the solution, but characterizes its consumption.
Оптимальная концентрация глинопорошка зависит от его марки. Так, для глинопорошка ПМБА концентрация 2-3% достаточна, принята как базовая, а для глинопорошка марки ПБМВ концентрация составляет от 3% до 4%.The optimum concentration of clay powder depends on its brand. So, for a PMBA clay powder, a concentration of 2-3% is sufficient, accepted as the base, and for a PBMV clay powder, the concentration is from 3% to 4%.
Для приготовления предлагаемого раствора возможно использование ксантановой камеди, которая выпускается в соответствии с ГОСТ 33333-2015 «Добавки пищевые. Камедь ксантановая Е415».For the preparation of the proposed solution, it is possible to use xanthan gum, which is produced in accordance with GOST 33333-2015 “Food additives. Xanthan gum E415 ".
Для приготовления предлагаемого раствора возможно использование полисахарида ПолиКР-К, обладающего повышенной загущающей способностью, который выпускается в соответствии с ТУ 2262-035-97457491-2010.To prepare the proposed solution, it is possible to use the PoliKR-K polysaccharide, which has an increased thickening ability, which is produced in accordance with TU 2262-035-97457491-2010.
Полиэлектролит Силфок-2540 выпускается в соответствии с ТУ 2227-001-92802291-2013 и представляет собой бесцветную до желтого цвета однородную по консистенции (гелеобразную) жидкость без посторонних включений. Силфок-2540 - водорастворимый полимер линейно-циклической структуры, средней молекулярной массы с высоким катионным зарядом, получаемый путем радикальной полимеризации мономера диаллилдиметиламмонийхлорида. Он является коагулянтом и флокулянтом и применяется для интенсификации процессов водоподготовки при осаждении взвешенных частиц, активного ила, обеспечения эффективной очистки мутных вод.Silfok-2540 polyelectrolyte is produced in accordance with TU 2227-001-92802291-2013 and is a colorless to yellow color that is homogeneous in consistency (gel-like) liquid without impurities. Silfok-2540 is a water-soluble polymer with a linear cyclic structure, medium molecular weight with a high cationic charge, obtained by radical polymerization of diallyldimethylammonium chloride monomer. It is a coagulant and flocculant and is used to intensify water treatment processes during the deposition of suspended particles, activated sludge, and to ensure effective treatment of turbid waters.
При необходимости буровой раствор утяжеляется баритовым концентратом.If necessary, the drilling fluid is weighted with barite concentrate.
Для приготовления раствора сначала перемешивают воду с глинопорошком до его распускания, затем в глинистую суспензию добавляют водорастворимый катионный сополимер, например Силфок-2540, после чего вводят ксантановую камедь, полисахарид ПолиКР-К и при необходимости - баритовый утяжелитель.To prepare the solution, first mix water with clay powder until it dissolves, then add a water-soluble cationic copolymer, for example, Silfok-2540, to the clay suspension, after which xanthan gum, PolysKR-K polysaccharide and, if necessary, barite weighting agent are added.
Изобретение поясняется таблицей, в которой приведены результаты исследований по влиянию полисахарида на показатели фильтрации буровых растворов, стабилизированных катионным сополимером Силфок-2540.The invention is illustrated in the table, which shows the results of studies on the effect of the polysaccharide on the parameters of the filtration of drilling fluids stabilized by cationic copolymer Silfok-2540.
В таблице приняты следующие сокращения и обозначения:The following abbreviations and symbols are used in the table:
ГП - глинистый порошок;GP - clay powder;
Силфок - катионный сополимер Силфок-2540;Silfok - cationic copolymer Silfok-2540;
Камедь - ксантановая камедь;Gum - xanthan gum;
ПолиКР-К - полисахарид ПолиКР-К;PolyKR-K - polysaccharide PolyKR-K;
ПФ - показатель фильтрации (см3 за 30 мин) при комнатной температуре.PF - the rate of filtration (cm 3 for 30 min) at room temperature.
Из таблицы следует, что при содержании Силфок-2540, ксантановой камеди и ПолиКР-К ниже 7%, 0,1% и 1% соответственно показатель фильтрации увеличивается (таблица, п. 3). С увеличением содержания ПолиКР-К от 1% до 2%, камеди - от 0,1% до 0, 2% и Силфок-2540 - от 7% до 15% фильтрационные свойства бурового раствора улучшаются (таблица, пп. 4-12). Дальнейшее увеличение содержания Силфок-2540, ксантановой камеди и ПолиКР-К более 15%, 0,2% и 2% соответственно неэффективно (таблица, п. 13) и приводит к перерасходу понизителя фильтрации и структурообразователя без значительного снижения показателя фильтрации.The table shows that when the content of Silfok-2540, xanthan gum and PolyKR-K is below 7%, 0.1% and 1%, respectively, the filtration rate increases (table, p. 3). With an increase in PolyKR-K content from 1% to 2%, gums - from 0.1% to 0, 2% and Silfok-2540 - from 7% to 15%, the filtration properties of the drilling fluid improve (table, paragraphs 4-12) . A further increase in the content of Silfok-2540, xanthan gum, and PolyKR-K more than 15%, 0.2%, and 2%, respectively, is ineffective (table, p. 13) and leads to an overspending of the filter reducing agent and structure former without a significant decrease in the filtration rate.
Таким образом, из таблицы следует, что использование ПолиКР-К в сочетании с Силфок-2540 и ксантановой камедью позволяет обеспечить эффективное управление показателем фильтрации, тем самым повышая устойчивость глинистых пород.Thus, it follows from the table that the use of PolyKR-K in combination with Silfok-2540 and xanthan gum can provide effective control of the filtration rate, thereby increasing the stability of clay rocks.
По сравнению с известным решением в предлагаемом растворе уменьшено количество глинопорошка, что позволяет уменьшить плотность бурового раствора, тем самым повысить скорость бурения и снизить износ оборудования, а, следовательно, повысить эффективность бурения.Compared with the known solution, the amount of clay powder in the proposed solution is reduced, which makes it possible to reduce the density of the drilling fluid, thereby increasing the drilling speed and reducing equipment wear, and, therefore, increasing the drilling efficiency.
Увеличить плотность бурового раствора можно, добавляя барит в количестве от 5 до 100 мас. ч. на 100 мас. ч. раствора.You can increase the density of the drilling fluid by adding barite in an amount of from 5 to 100 wt. hours per 100 wt. including solution.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113043A RU2651652C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113043A RU2651652C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2651652C1 true RU2651652C1 (en) | 2018-04-23 |
Family
ID=62045372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017113043A RU2651652C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2651652C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739270C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-12-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Thermal-salt-resistant drilling fluid |
RU2740459C1 (en) * | 2019-11-11 | 2021-01-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Thermosaline-resistant drilling fluid |
RU2742433C1 (en) * | 2020-04-21 | 2021-02-05 | Ирина Амировна Четвертнева | Composition for clay-free biopolymer drilling muds |
RU2792860C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Drilling fluid |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000001746A1 (en) * | 1998-07-06 | 2000-01-13 | Institut Francais Du Petrole | Zwitterion derivatives and application to aqueous suspension properties |
US20080248975A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Eliokem S.A.S. | Drilling fluid |
RU2492208C2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Cation-inhibiting drilling mud |
RU2534546C1 (en) * | 2013-07-19 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий- Газпром ВНИИГАЗ" | Cation-inhibiting drilling mud |
RU2013146564A (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | DRILLING MILL |
RU2567579C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Drilling mud |
-
2017
- 2017-04-17 RU RU2017113043A patent/RU2651652C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000001746A1 (en) * | 1998-07-06 | 2000-01-13 | Institut Francais Du Petrole | Zwitterion derivatives and application to aqueous suspension properties |
US20080248975A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Eliokem S.A.S. | Drilling fluid |
RU2492208C2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Cation-inhibiting drilling mud |
RU2534546C1 (en) * | 2013-07-19 | 2014-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий- Газпром ВНИИГАЗ" | Cation-inhibiting drilling mud |
RU2013146564A (en) * | 2013-10-18 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | DRILLING MILL |
RU2567579C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Drilling mud |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739270C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-12-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Thermal-salt-resistant drilling fluid |
RU2740459C1 (en) * | 2019-11-11 | 2021-01-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Thermosaline-resistant drilling fluid |
RU2742433C1 (en) * | 2020-04-21 | 2021-02-05 | Ирина Амировна Четвертнева | Composition for clay-free biopolymer drilling muds |
RU2792860C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Drilling fluid |
RU2798347C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-06-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Pseudoplastic drilling fluid for improving wellbore cleaning and drilling method using it (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2492208C2 (en) | Cation-inhibiting drilling mud | |
RU2602262C1 (en) | Heat-resistant cationic drilling mud | |
CA1317451C (en) | Hydrolyzed co-polymers of n-vinylamide and acrylamide for use as waterloss control additives in drilling mud | |
RU2468057C2 (en) | Inhibiting drill fluid | |
EP0137412B1 (en) | Composition and method of preparation of novel aqueous drilling fluid additives | |
RU2651652C1 (en) | Cation drilling mud for unstable clay rocks drilling | |
KR20180093965A (en) | Reverse emulsion composition | |
WO2005119003A1 (en) | Compositions and methods of stabilizing subterranean formations containing reactive shales | |
WO2014133824A1 (en) | A novel high pressure high temperature (hpht) aqueous drilling mud composition and process for preparing the same | |
JP2005530007A (en) | Use of anion-dispersed polymers as viscosity modifiers in aqueous drilling fluids | |
RU2534546C1 (en) | Cation-inhibiting drilling mud | |
RU2011137996A (en) | LIQUIDS FOR MAINTENANCE OF A WELL BORE, CONTAINING CATION POLYMERS, AND WAYS OF THEIR APPLICATION | |
MXPA06006584A (en) | Methods of reducing fluid loss in a wellbore servicing fluid. | |
WO2015052644A1 (en) | Reusable high performance water based drilling fluids | |
RU2567579C1 (en) | Drilling mud | |
JPH0430991B2 (en) | ||
JPH0657245A (en) | Water-based circulated excavation slurry | |
RU2614839C1 (en) | Cationic drilling fluid with enhanced both inhibits and studs properties | |
RU2266312C1 (en) | Polymeric drilling fluid for exposing production formations | |
RU2651657C1 (en) | Thermal resistant polycationic drill mud | |
RU2492207C1 (en) | Drilling mud | |
RU2614838C1 (en) | Cationic drilling mud | |
US6608159B2 (en) | Polymeric, acrylamide-free water retention agent | |
US5008025A (en) | Sulfonate-containing polymer/polyanionic cellulose combination for high temperature/high pressure filtration control in water base drilling fluids | |
RU2681009C1 (en) | Hydrogelmagnium drilling solution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201120 |