RU2711222C1 - Термостойкий биополимерный буровой раствор - Google Patents
Термостойкий биополимерный буровой раствор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711222C1 RU2711222C1 RU2018140370A RU2018140370A RU2711222C1 RU 2711222 C1 RU2711222 C1 RU 2711222C1 RU 2018140370 A RU2018140370 A RU 2018140370A RU 2018140370 A RU2018140370 A RU 2018140370A RU 2711222 C1 RU2711222 C1 RU 2711222C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- additive
- biopolymer
- salt
- heat
- 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
- C09K8/06—Clay-free compositions
- C09K8/08—Clay-free compositions containing natural organic compounds, e.g. polysaccharides, or derivatives thereof
- C09K8/10—Cellulose or derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биополимерным безглинистым буровым растворам, используемым для вскрытия продуктивных пластов наклонно направленных и горизонтальных скважин со сверхдальними отходами. Технический результат изобретения - обеспечение стабильности фильтрационных, структурно-реологических, ингибирующих и смазочных свойств бурового раствора в условиях высоких температур до 130°С. Термостойкий биополимерный буровой раствор содержит, мас.%: ксантановую камедь БИОПОЛ 0,15-0,25; модифицированный крахмал МУЛЬТИСТАР 0,75-1,25; полианионную целлюлозу АНИПОЛ НВ 0,12-0,2; гидроксид натрия 0,04-0,4; водорастворимую соль кремниевой кислоты 0,37-0,6; смазочную добавку БЛ-САЛТ 0,95-1,55; хлорид калия 4,0-6,0; карбонатный утяжелитель 1,5-3,2; термостабилизирующую добавку 0,55-0,9; кальцинированную соду 0,05-0,1; бактерицид 0,05-0,1; сульфированный битум СУЛЬФОБИТ 0,7-1,1; пеногаситель Пента-480В 0,05-0,1; органическую добавку БИО XX, ингибирующую набухание и осыпание глиносодержащих пород, 0,7-1,1; полигликоли с температурой помутнения 70-130°С при минерализации 50-100 г/л 1,35-2,2; баритовый утяжелитель до 44,0; вода - остальное. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к безглинистым биополимерным буровым растворам, которые подходят как для бурения транспортного ствола, представленного терригенными породами, так и для вскрытия продуктивных пластов наклонно-направленных и горизонтальных скважин со сверхдальними отходами. При этом раствор можно применять в условиях высоких температур (до 130°С).
Известен биополимерный буровой раствор, используемый при бурении скважин, в том числе горизонтальных, наклонно-направленных, а также для восстановления скважин бурением вторых стволов, который содержит, масс. %: полимерный понизитель фильтрации - карбоксиметилцеллюлоза со степенью замещения 300-1300 в виде двух типов карбоксиметилцеллюлоз с различной степенью замещения в соотношении 1:1 - 2,4-3,2; биополимер ксантанового типа - 0,2-0,5; смазочная добавка - реагент гликойл - 0,5-1,0; разнофракционный утяжелитель - сернокислый барий - до 40,0; бактерицид - 0,01-0,2; гидроксид натрия - 0,01-0,06; вода - остальное. Существенным недостатком данного раствора является отсутствие в составе ингибитора набухания глин, что ограничивает его применение при проводке скважин в условиях залегания глиносодержащих пород (глины, аргиллиты, глинистые сланцы, алевролиты), склонных к осыпям и обвалам (Патент РФ №2561634, МПК C09K 8/10, опубл. 27.08.2015).
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, взятым за прототип, является безглинистый буровой раствор для бурения горизонтальных скважин, содержащий масс. %: биополимер - 0,05-0,2; модифицированный крахмал - 1,15-2,0; полианионная целлюлоза - 0,1-0,25; гидроксид щелочного металла - 0,045-0,16; водорастворимая соль кремниевой кислоты - 0,23-1,2; поверхностно-активное вещество ПАВ МИГ - 0,3-1,0; вода - остальное, при этом массовое соотношение гидроксида щелочного металла и водорастворимой соли кремниевой кислоты составляет 1:2,5-15,0 соответственно. Безглинистый буровой раствор дополнительно может содержать утяжелитель из группы неорганических солей - хлориды натрия, кальция, калия или карбонатный утяжелитель или бентонит.Недостатком данного раствора является его низкая термостойкость до 90°С (Патент РФ №2186819, МПК C09K 7/02, опубл. 10.08.2002).
Технической задачей изобретения является обеспечение стабильности фильтрационных, структурно-реологических, смазочных и ингибирующих свойств бурового раствора в условиях высоких температур (до 130°С).
Указанная техническая задача решается тем, что известный буровой раствор для бурения горизонтальных скважин, содержащий биополимер, модифицированный крахмал, полианионную целлюлозу, гидроксид щелочного металла, водорастворимую соль кремниевой кислоты, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль - хлорид калия, карбонатный утяжелитель и воду, согласно изобретению, в качестве биополимера содержит ксантановую камедь БИОПОЛ, в качестве модифицированного крахмала - МУЛЬТИСТАР, в качестве полианионной целлюлозы - АНИПОЛ НВ, в качестве гидроксида щелочного металла - гидроксид натрия, в качестве поверхностно-активного вещества - смазочную добавку БЛ-САЛТ и дополнительно термостабилизирующую добавку, кальцинированную соду, бактерицид, сульфированный битум СУЛЬФОБИТ, пеногаситель Пента-480В, органическую ингибирующую добавку БИО XX, полигликоли с температурой помутнения 70-130°С при минерализации 100-150 г/л, баритовый утяжелитель, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Ксантановая камедь БИОПОЛ | 0,15-0,25 |
Модифицированный крахмал МУЛЬТИСТАР | 0,75-1,25 |
Полианионная целлюлоза АНИПОЛ НВ | 0,12-0,20 |
Гидроксид натрия | 0,04-0,40 |
Водорастворимая соль кремниевой кислоты | 0,37-0,60 |
Смазочная добавка БЛ-САЛТ | 0,95-1,55 |
Хлорид калия | 4,00-6,00 |
Карбонатный утяжелитель | 1,50-3,20 |
Термостабилизирующая добавка | 0,55-0,90 |
Кальцинированная сода | 0,05-0,10 |
Бактерицид | 0,05-0,10 |
Сульфированный битум СУЛЬФОБИТ | 0,07-1,10 |
Пеногаситель Пента-480В | 0,05-0,10 |
Органическая ингибирующая добавка БИО XX | 0,70-1,10 |
Полигликоли | 1,35-2,20 |
Баритовый утяжелитель | до 45,0 |
Вода | остальное |
Решение поставленной технической задачи изобретения обеспечивается благодаря следующему. Термостабилизирующая добавка предотвращает деструкцию полимеров за счет нейтрализации растворимого в воде кислорода и обрыва цепных реакций окисления. Полигликоли с температурой помутнения 70-130°С при минерализации 50-100 г/л обеспечивают качественную кольматацию пласта при повышенных температурах; снижение высокотемпературной фильтрации усиливается дополнительно содержащемся в растворе СУЛЬФОБИТ. Кальцинированная сода обеспечивает отсутствие двухвалентных ионов, к которым не устойчива водорастворимая соль кремниевой кислоты. Бактерицид предотвращает преждевременную ферментативную деструкцию полимеров. Органическая ингибирующая добавка БИО XX дополнительно к хлориду калия предотвращает набухание и осыпание глиносодержащих пород (глины, аргиллиты, сланцы, алевролиты).
Термостойкий биополимерный буровой раствор может готовиться как на пресной воде, так и на морской воде.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами приготовления бурового раствора в лабораторных условиях.
Пример 1.
К 710 г водопроводной воды при перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 0,6 г гидроксида натрия и 1,0 г кальцинированной соды. После полного растворения реагентов вводят 5,8 г водорастворимой соли кремниевой кислоты, 9,0 г термостабилизирующей добавки, 0,7 г бактерицида и продолжают перемешивать еще 10 мин. По истечении 10 мин в полученный раствор при перемешивании на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 10 мин последовательно вводят 12,5 г модифицированного крахмала МУЛЬТИСТАР, 11,0 г сульфированного битума СУЛЬФОБИТ совместно с 0,7 г пеногасителя Пента-480В, 2,2 г ксантановой камеди БИОПОЛ, 60,0 г хлорида калия, 11,0 г органической ингибирующей добавки БИО XX, 2,0 г полианионной целлюлозы АНИПОЛ НВ, 22,0 г полигликолей, 26,0 г карбонатного утяжелителя, 110,0 г барита и 15,5 г смазочной добавки БЛ-САЛТ. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 10 мин на высокоскоростном миксере и 10 мин на лабораторной мешалке.
Пример 2.
К 440 г морской воды при перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 2,3 г гидроксида натрия и 0,5 г кальцинированной соды. После полного растворения реагентов вводят 4,0 г водорастворимой соли кремниевой кислоты, 5,5 г термостабилизирующей добавки, 0,5 г бактерицида и продолжают перемешивать еще 10 мин. По истечении 10 мин в полученный раствор при перемешивании на высокоскоростном миксере (11000 об/мин) с интервалом в 10 мин последовательно вводят 8,0 г модифицированного крахмала МУЛЬТИСТАР, 7,0 г сульфированного битума СУЛЬФОБИТ совместно с 0,5 г пеногасителя Пента-480В, 2,0 г ксантановой камеди БИОПОЛ, 40,0 г хлорида калия, 7,0 г органической ингибирующей добавки БИО XX, 1,2 г полианионной целлюлозы АНИПОЛ НВ, 13,5 г полигликолей, 18,0 г карбонатного утяжелителя, 440,0 г барита и 10 г смазочной добавки БЛ-САЛТ. После ввода всех компонентов раствор перемешивают 10 мин на высокоскоростном миксере и 10 мин на лабораторной мешалке.
Аналогичным образом готовят другие составы заявляемого термостойкого биополимерного бурового раствора с различным соотношением ингредиентов.
Основные показатели буровых растворов, согласно изобретению и прототипу, определялись в соответствии API RP 13В-1:
- удельный вес (ρ, г/см3) определялся при помощи рычажных весов;
- показатель фильтрации (ПФ, см3/30 мин) определялся при перепаде давления 0,7 МПа на фильтр-прессе «OFITE»;
- высокотемпературная фильтрация (ВТВД, см3/30 мин) определялась при 130°С и перепаде давления 3,5 МПа на НТНР-фильтр-прессе «OFITE»;
- пластическая вязкость (ПВ, мПа⋅с) определялась на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
- динамическое напряжение сдвига (ДНС, фунт/100 фут2) определялось на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
- статическое напряжение сдвига за 10 с и 10 мин покоя (СНС10/10, фунт/100 фут2) определялись на ротационном вискозиметре «OFITE» при 49°С;
- рН определялся рН-метром.
Смазочная способность определялась согласно методике измерений «Растворы буровые. Определение относительного динамического коэффициента трения (смазочных свойств) на тестере предельного давления и смазывающей способности «LUBPICITY TESTER» модели 21200 фирмы «OFITE» (США)» [МИ 245800.001.50783875.2011] - при нагрузке 16,9 Н⋅м и 60 об/мин.
Ингибирующая способность оценивалась на приборе «OFITE Dinamic Linear Swellmeter» - увеличение высоты образца глины (%), находящегося в среде бурового раствора в течение 72 часов при температуре 50°С.
В таблице 1 приведены данные о компонентных составах буровых растворов согласно изобретению и прототипу.
Определение технологических параметров заявляемого термостойкого биополимерного бурового раствора и прототипа проводилось:
1) после выдерживания приготовленного раствора при температуре 25°С в течение 16 часов;
2) после термостатирования в роллерной печи при температуре 130°С в течение 40 часов.
Перед определением технологических параметров растворы перемешивались 10 мин на высокоскоростном миксере (11000 об/мин).
В таблице 2 приведены технологические показатели буровых растворов согласно изобретению и прототипу.
Данные таблицы 2 показывают, что заявляемый буровой раствор сохраняет свои фильтрационные, структурно-реологические, ингибирующие и смазочные свойства после длительного воздействия высоких температур, в то время как у бурового раствора по прототипу, подвергшегося термостарению в аналогичных условиях (130°С, 40 часов) значительно увеличиваются фильтрационные свойства (ПФ, ВТВД).
Claims (3)
1. Термостойкий биополимерный буровой раствор, содержащий биополимер, модифицированный крахмал, полианионную целлюлозу, гидроксид щелочного металла, водорастворимую соль кремниевой кислоты, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль - хлорид калия, карбонатный утяжелитель и воду, отличающийся тем, что в качестве биополимера содержит ксантановую камедь БИОПОЛ, в качестве модифицированного крахмала - МУЛЬТИСТАР, в качестве полианионной целлюлозы - АНИПОЛ НВ, в качестве гидроксида щелочного металла - гидроксид натрия, в качестве поверхностно-активного вещества - смазочную добавку БЛ-САЛТ и дополнительно термостабилизирующую добавку, кальцинированную соду, бактерицид, сульфированный битум СУЛЬФОБИТ, пеногаситель Пента-480В, органическую добавку БИО XX, ингибирующую набухание и осыпание глиносодержащих пород, полигликоли с температурой помутнения 70-130°С при минерализации 100-150 г/л, баритовый утяжелитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Термостойкий биополимерный буровой раствор по п. 1, отличающийся тем, что готовится на морской воде.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140370A RU2711222C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Термостойкий биополимерный буровой раствор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018140370A RU2711222C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Термостойкий биополимерный буровой раствор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711222C1 true RU2711222C1 (ru) | 2020-01-15 |
Family
ID=69171659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018140370A RU2711222C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Термостойкий биополимерный буровой раствор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711222C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114214049A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-03-22 | 成都理工大学 | 一种超深超高温油气井无固相增粘修井液的制备方法 |
RU2772412C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-05-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Биополимерный буровой раствор |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5955401A (en) * | 1996-05-17 | 1999-09-21 | Baroid Technology, Inc. | Clay-free biodegradable wellbore fluid and method for using same fluid |
RU2186819C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Безглинистый буровой раствор преимущественно для бурения горизонтальных скважин (варианты) |
RU2266312C1 (ru) * | 2004-12-03 | 2005-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Ойл Технолоджи Оверсиз" | Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов |
EA016562B1 (ru) * | 2006-06-26 | 2012-05-30 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Скважинный раствор, способ проведения скважинной операции с применением этого раствора, применение полимера |
RU2521259C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор |
RU2655276C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2018-05-24 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Утяжеленный минерализованный безглинистый буровой раствор |
-
2018
- 2018-11-15 RU RU2018140370A patent/RU2711222C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5955401A (en) * | 1996-05-17 | 1999-09-21 | Baroid Technology, Inc. | Clay-free biodegradable wellbore fluid and method for using same fluid |
RU2186819C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Безглинистый буровой раствор преимущественно для бурения горизонтальных скважин (варианты) |
RU2266312C1 (ru) * | 2004-12-03 | 2005-12-20 | Открытое Акционерное Общество "Ойл Технолоджи Оверсиз" | Полимерный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов |
EA016562B1 (ru) * | 2006-06-26 | 2012-05-30 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Скважинный раствор, способ проведения скважинной операции с применением этого раствора, применение полимера |
RU2521259C1 (ru) * | 2013-02-12 | 2014-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Буровой раствор |
RU2655276C1 (ru) * | 2017-03-29 | 2018-05-24 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Утяжеленный минерализованный безглинистый буровой раствор |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772412C1 (ru) * | 2021-06-28 | 2022-05-19 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Биополимерный буровой раствор |
CN114214049A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-03-22 | 成都理工大学 | 一种超深超高温油气井无固相增粘修井液的制备方法 |
RU2804720C1 (ru) * | 2022-11-03 | 2023-10-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Биополимерный буровой раствор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2556113C (en) | Improved drilling fluids | |
US7842651B2 (en) | Silicate drilling fluid composition containing lubricating agents and uses thereof | |
RU2289603C1 (ru) | Биополимерный буровой раствор | |
RU2521259C1 (ru) | Буровой раствор | |
CN103384708A (zh) | 含有交联聚丙烯酸的水性钻井流体 | |
NO177011B (no) | Vannbasert borefluid | |
RU2481374C1 (ru) | Безглинистый утяжеленный буровой раствор | |
RU2369625C2 (ru) | Буровой раствор для наклонно-направленных скважин | |
RU2655276C1 (ru) | Утяжеленный минерализованный безглинистый буровой раствор | |
RU2711222C1 (ru) | Термостойкий биополимерный буровой раствор | |
EA008440B1 (ru) | Применение карбоксиметилцеллюлозы в буровых растворах | |
US8003576B2 (en) | Friction modifier for drilling fluids | |
CN105131915B (zh) | 一种抗高温高密度无固相甲酸盐钻井液体系 | |
RU2440397C1 (ru) | Безглинистый буровой раствор для вскрытия пластов бурением наклонно-направленных и горизонтальных скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений | |
RU2661172C2 (ru) | Буровой раствор | |
RU2386656C1 (ru) | Буровой раствор для строительства скважин в осложненных условиях, преимущественно для бурения пологих и горизонтальных скважин | |
RU2561630C2 (ru) | Биополимерный буровой раствор сбк-uni-drill-pro (hard) | |
RU2648379C1 (ru) | Полисолевой биополимерный буровой раствор ПОЛИ-С | |
CA2945989C (en) | Water-based drilling fluid for reducing bitumen accretion | |
RU2687815C1 (ru) | Буровой раствор гель-дрилл | |
RU2461600C1 (ru) | Утяжеленный буровой раствор | |
CN106398667A (zh) | 一种适用于硬脆性泥页岩的水基钻井液及其制备方法 | |
RU2683448C1 (ru) | Утяжеленный минерализованный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением | |
RU2804720C1 (ru) | Биополимерный буровой раствор | |
US20150218433A1 (en) | Lubricant Additives for Wellbore or Subterranean Drilling Fluids or Muds |