RU2777003C1 - Highly inhibition drilling fluid - Google Patents

Highly inhibition drilling fluid Download PDF

Info

Publication number
RU2777003C1
RU2777003C1 RU2021131873A RU2021131873A RU2777003C1 RU 2777003 C1 RU2777003 C1 RU 2777003C1 RU 2021131873 A RU2021131873 A RU 2021131873A RU 2021131873 A RU2021131873 A RU 2021131873A RU 2777003 C1 RU2777003 C1 RU 2777003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling fluid
solution
properties
hydration
clay
Prior art date
Application number
RU2021131873A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Данияр Лябипович Бакиров
Виталий Александрович Бурдыга
Эдуард Валерьевич Бабушкин
Марсель Масалимович Фаттахов
Владимир Геннадьевич Ваулин
Людмила Анатольевна Волкова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь")
Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь"), Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь")
Application granted granted Critical
Publication of RU2777003C1 publication Critical patent/RU2777003C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas wells construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction of oil and gas wells, namely to water-based drilling fluids used in the construction, completion and workover of wells in conditions of unstable clay deposits. The drilling fluid has a density of 1.08-1.16 g/cm3 with the possibility of weighting up to 1.30 g/cm3 and is thermally stable up to 110°C. The drilling fluid contains, wt.%: to control the structural-rheological and filtration properties of the solution - xanthan biopolymer 0.2-0.3 and lignosulfonate 0.8-1.0; to inhibit the process of clay hydration - potassium chloride 5.5-17.2; creating an impermeable filter cake on the walls of the well and achieving the required density of the solution - ground marble 4.3-21.6; to inhibit the process of hydration of clays, hydrophobization of the walls of the well and improve the tribological properties - saponified potassium tall oil 0.8-17.7; technical water treated with caustic soda and defoamer, the rest.
EFFECT: high inhibitory ability in relation to the process of hydration of clays, minimal impact on the reservoir properties of the bottomhole formation zone, optimal structural-rheological and frictional properties.
1 cl, 1 dwg, 4 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам на водной основе, применяемым при строительстве, заканчивании и капитальном ремонте скважин в условиях неустойчивых глинистых отложений.The invention relates to the construction of oil and gas wells, namely to water-based drilling fluids used in the construction, completion and workover of wells in conditions of unstable clay deposits.

Известен буровой раствор, предназначенный для стабилизации глинистых пород, содержащий глинопорошок, талловое масло и понизитель фильтрации (патент: RU 2541666).Known drilling fluid designed to stabilize clay rocks containing clay powder, tall oil and filtration reducer (patent: RU 2541666).

Состав бурового раствора по патенту RU 2541666, мас. %:The composition of the drilling fluid according to patent RU 2541666, wt. %:

Глинопорошокclay powder 4,0-8,04.0-8.0 Талловое маслоtall oil 5,0-15,05.0-15.0 Понизитель фильтрацииFiltration reducer 0,2-1,00.2-1.0 ВодаWater остальноеrest

Основным недостатком данного раствора является взаимодействие жирных кислот таллового масла с металлами, что приводит к кислотной коррозии контактирующих частей циркуляционной системы, обсадной колонны, бурильного инструмента, и карбонатами - с образованием малорастворимых солей жирных кислот и выделением углекислого газа.The main disadvantage of this solution is the interaction of tall oil fatty acids with metals, which leads to acid corrosion of the contacting parts of the circulation system, casing string, drilling tool, and carbonates - with the formation of poorly soluble salts of fatty acids and the release of carbon dioxide.

Известен безглинистый буровой раствор на водной основе, содержащий ксантановый биополимер, хлорид калия, модифицированный крахмал, карбонат кальция и воду (патент: USA 4098700).Known clay-free water-based drilling fluid containing xanthan biopolymer, potassium chloride, modified starch, calcium carbonate and water (patent: USA 4098700).

Недостатком данного раствора являются невысокие: ингибирующая способность, поверхностно-активные и триботехнические свойства.The disadvantage of this solution are low: inhibitory ability, surfactant and tribological properties.

Наиболее близким к заявляемому технологическому решению является безглинистый буровой раствор (патент RU 2318855 - прототип), содержащий ксантановый биополимер и модифицированный крахмал в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств, хлорида калия в качестве основного ингибитора, органическую ингибирующую добавку ФК- 2000 Плюс М в качестве дополнительного ингибитора и смазочной добавки, мраморную крошку в качестве кольматанта, и воду - остальное. Этот буровой раствор предназначен для вскрытия продуктивных пластов горизонтальных и наклонно-направленных скважин с отходом от вертикали более 1000 м, представленных карбонатными и терригенными коллекторами. Известный буровой раствор, по данным патентообладателя, характеризуется стабильными структурно-реологическими свойствами для обеспечения необходимой выносящей и удерживающей способности, предотвращающей возникновение эффекта Бойкотта, низкой скоростью фильтрации в пласт, высокой ингибирующей способностью, низкими значениями межфазного натяжения на границе «фильтрат бурового раствора - углеводород», хорошими фрикционными свойствами и устойчивостью к агрессии ионов поливалентных металлов.The closest to the claimed technological solution is a clay-free drilling fluid (patent RU 2318855 - prototype) containing xanthan biopolymer and modified starch as a regulator of rheological and filtration properties, potassium chloride as the main inhibitor, an organic inhibitory additive FK-2000 Plus M as an additional inhibitor and lubricant additive, marble chips as a bridging agent, and water - the rest. This drilling fluid is intended for opening productive formations of horizontal and directional wells with a vertical deviation of more than 1000 m, represented by carbonate and terrigenous reservoirs. The well-known drilling fluid, according to the patent holder, is characterized by stable structural and rheological properties to provide the necessary carrying and holding capacity to prevent the occurrence of the Boycott effect, low filtration rate into the formation, high inhibition capacity, low values of interfacial tension at the interface "drilling fluid filtrate - hydrocarbon" , good frictional properties and resistance to aggression of polyvalent metal ions.

Состав бурового раствора по патенту RU 2318855, мас. %:The composition of the drilling fluid according to patent RU 2318855, wt. %:

Ксантановый биополимерXanthan biopolymer 4,0-8,04.0-8.0 Модифицированный крахмалmodified starch 1,0-2,51.0-2.5 Хлорид калияpotassium chloride 1,5-3,01.5-3.0 Органическая ингибирующаяOrganic inhibitory добавка ФК-2000 Плюс Мadditive FK-2000 Plus M 8,0-12,08.0-12.0 Молотый мраморground marble 1,5-3,01.5-3.0 ВодаWater остальноеrest

Недостатками данного бурового раствора являются меньшая по сравнению с заявляемым раствором ингибирующая способность и большая пено-образующая активность.The disadvantages of this drilling fluid are lower in comparison with the claimed solution inhibitory capacity and greater foam-forming activity.

Органическая ингибирующая добавка ФК-2000 Плюс (ТУ 2458-003-494712578-07) состоит из триглицеридов жирных кислот подсолнечного, кукурузного, соевого, рапсового масла с числом углеродных атомов от 14 до 24 в количестве 50-80%, нейтрализующего агента в количестве 3-6%, полиэтиленгликолевого эфира моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале в количестве 5-30% и воды - остальное (патент: RU 2616461). ФК-2000 Плюс за счет адсорбционных и хемосорбционных эффектов снижает диффузионные процессы поверхностной гидратации. ФК-2000 Плюс является наиболее близким по химическому составу аналогом реагента ОКТМ. Схожими по составу с ФК-2000 Плюс являются органические ингибиторы ХБН и ХБН Плюс (ТУ 2458-001-49472578-04).Organic inhibitory additive FK-2000 Plus (TU 2458-003-494712578-07) consists of triglycerides of fatty acids of sunflower, corn, soybean, rapeseed oil with a number of carbon atoms from 14 to 24 in an amount of 50-80%, a neutralizing agent in an amount of 3 -6%, polyethylene glycol ether of monoisononylphenol with 6-12 monomer units in the radical in the amount of 5-30% and water - the rest (patent: RU 2616461). FK-2000 Plus reduces diffusion processes of surface hydration due to adsorption and chemisorption effects. FK-2000 Plus is the closest analogue of the OKTM reagent in terms of chemical composition. Similar in composition to FK-2000 Plus are organic inhibitors of CBN and CBN Plus (TU 2458-001-49472578-04).

Задачей изобретения является создание бурового раствора с минимальными: значениями линейного набухания глинистых образцов, диспергированием и способностью разупрочнения глинистых пород, воздействием на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны продуктивных горизонтов; обладающего реологическими свойствами, позволяющими производить строительство горизонтальных скважин большой протяженности в условиях глинистых отложений.The objective of the invention is to create a drilling fluid with a minimum: values of linear swelling of clay samples, dispersion and the ability to soften clay rocks, impact on the reservoir properties of the bottomhole zone of productive horizons; having rheological properties that allow the construction of horizontal wells of great length in conditions of clay deposits.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении безаварийного строительства скважин в условиях глинистых отложений, склонных к осыпям и обвалам, набуханию, диспергированию и разупрочнению под действием фильтрата бурового раствора, за счет высокого уровня ингибирования процесса гидратации глин, достигаемого при совместном применении хлорида калия и органического ингибитора омыленного калиевого таллового масла (далее по тексту - ОКТМ), гидрофобизации поверхности стенок скважин, низкой фильтрации бурового раствора через стенку скважины, оптимальных структурно-реологических свойств, устойчивости к термо- и биодеструкции, хороших фрикционных свойств.The technical result achieved by the invention is to ensure trouble-free construction of wells in conditions of clay deposits prone to scree and collapse, swelling, dispersion and softening under the action of the drilling mud filtrate, due to the high level of inhibition of the clay hydration process, achieved by the combined use of potassium chloride and an organic inhibitor of saponified potassium tall oil (hereinafter referred to as OKTM), hydrophobization of the surface of the well walls, low drilling fluid filtration through the well wall, optimal structural and rheological properties, resistance to thermal and biodegradation, good frictional properties.

Указанный технический результат достигается тем, высокоингибированный буровой раствор включает полимеры полисахаридной природы - ксантановый биополимер и карбоксиметилированный крахмал, хлорид калия, молотый мрамор, органическую ингибирующую добавку - омыленное калиевое талловое масло и дополнительно - лигносульфонат и техническую воду, обработанную каустической содой и пеногасителем, при следующем содержании компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that the highly inhibited drilling fluid includes polymers of a polysaccharide nature - xanthan biopolymer and carboxymethylated starch, potassium chloride, ground marble, an organic inhibitory additive - saponified potassium tall oil and additionally - lignosulfonate and process water treated with caustic soda and a defoamer, with the following content of components, wt.%:

Ксантановый биополимер Xanthan biopolymer - 0,2-0,3- 0.2-0.3 Карбоксиметилированный крахмал Carboxymethylated starch - 1,2-1,4- 1.2-1.4 Лигносульфонат Lignosulfonate - 0,8-1,0- 0.8-1.0 Хлорид калия potassium chloride - 5,5-17,2 - 5.5-17.2 (плотность раствора до 1,08-1,16 г/см3)(solution density up to 1.08-1.16 g/cm 3 ) Молотый мрамор ground marble - 4,3-21,6 - 4.3-21.6 (микрокольматант при плотности раствора (microcolmatant at solution density 1,08-1,16 г/см3, утяжелитель - 1,16-1,30 г/см3)1.08-1.16 g / cm 3 , weighting agent - 1.16-1.30 g / cm 3 ) Омыленное калиевое талловое масло Saponified potassium tall oil - 0,8-17,7- 0.8-17.7 Указанная вода Indicated water - остальное- rest

Заявляемый буровой раствор обладает плотностью 1,08-1,16 г/см3, с возможностью утяжеления до 1,30 г/см3, и термостабилен до 110°С. Характеризуется высокой ингибирующей способностью процесса гидратации глин, минимальным воздействием на коллекторские свойства призабойной зоны пласта, оптимальными структурно-реологическими и фрикционными свойствами. В заявляемом составе бурового раствора в качестве основного ингибитора процесса гидратации глин применяются ионы калия, источниками которых являются хлорид калия (KCI) и органический ингибитор омыленное калиевое талловое масло.The inventive drilling fluid has a density of 1.08-1.16 g/cm 3 , with the possibility of weighting up to 1.30 g/cm 3 , and is thermally stable up to 110°C. It is characterized by a high inhibitory ability of the clay hydration process, minimal impact on the reservoir properties of the bottomhole formation zone, optimal structural-rheological and frictional properties. In the claimed composition of the drilling fluid, potassium ions are used as the main inhibitor of the clay hydration process, the sources of which are potassium chloride (KCI) and an organic inhibitor, saponified potassium tall oil.

ОКТМ в лабораторных условиях получают при смешивании водного раствора гидроксида калия (КОН) с талловым маслом в соотношении 1:5. Для приготовления реагента используется сырое талловое масло (ТУ 13-0281078-119-89), либо легкое талловое масло (ТУ 13-0281078-100-90). Количество гидроксида калия, используемое для приготовления реагента ОКТМ, определяется исходя из значения кислотного числа таллового масла, из расчета достижения полной нейтрализации жирных кислот.Для регулирования вязкости и температуры замерзания получаемого реагента в состав ОКТМ допускается включать до 20% об триэтиленгликоля, изопропилового, либо бутилового спирта.OKTM in laboratory conditions is obtained by mixing an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) with tall oil in a ratio of 1:5. To prepare the reagent, crude tall oil (TU 13-0281078-119-89) or light tall oil (TU 13-0281078-100-90) is used. The amount of potassium hydroxide used to prepare the OKTM reagent is determined based on the value of the acid number of tall oil, based on the achievement of complete neutralization of fatty acids. To control the viscosity and freezing point of the resulting reagent, it is allowed to include up to 20% of triethylene glycol, isopropyl, or butyl into the composition of OKTM alcohol.

ОКТМ проявляет дополнительное ингибирующие действие за счет создания гидрофобного слоя на стенках скважины, и в сочетании с низким значением показателя фильтрации бурового раствора, позволяет значительно замедлять адсорбционные процессы и проникновение фильтрата бурового раствора в пласт.OKTM exhibits an additional inhibitory effect due to the creation of a hydrophobic layer on the walls of the well, and in combination with a low value of the drilling fluid filtration index, it can significantly slow down the adsorption processes and the penetration of the drilling fluid filtrate into the formation.

Важным фактором является то, что ионы кальция и других поливалентных металлов при ионообменном взаимодействии с солями щелочных металлов и жирных кислот образуют плохо растворимые в воде соединения:

Figure 00000001
An important factor is that ions of calcium and other polyvalent metals during ion-exchange interaction with salts of alkali metals and fatty acids form compounds that are poorly soluble in water:
Figure 00000001

Получаемые соединения способны повышать стабильность стенок скважин в интервалах залегания неустойчивых отложений.The resulting compounds are able to increase the stability of the walls of wells in the intervals of occurrence of unstable deposits.

Повышение прочности скрепления пород, слагающих стенки скважин, достигается за счет заполнения порового и трещиноватого пространства стенок скважин солями жирных кислот и поливалентных металлов.An increase in the bonding strength of the rocks that make up the walls of the wells is achieved by filling the pore and fractured space of the walls of the wells with salts of fatty acids and polyvalent metals.

ОКТМ имеет высокое численное значение гидрофильно-липофильного баланса, за счет чего способен стабилизировать высокодисперсные эмульсии масла в воде, а также оказывать сильное гидрофобизирующее воздействие на стенки скважины.OKTM has a high numerical value of the hydrophilic-lipophilic balance, due to which it is able to stabilize highly dispersed oil-in-water emulsions, and also have a strong hydrophobic effect on the well walls.

ОКТМ эффективно снижает набухание, диспергирование и разупрочнение глин, уменьшает коэффициент трения бурового раствора. Хлоркалиевые биополимерные растворы с добавлением ОКТМ обладают низкой, по сравнению с базовым раствором, способностью к пенообразованию. В таблице 1 приведены концентрации ингредиентов в заявляемом и в известных буровых растворах.OKTM effectively reduces swelling, dispersion and softening of clays, reduces the coefficient of friction of the drilling fluid. Potassium chloride biopolymer solutions with the addition of OKTM have a low foaming ability compared to the base solution. Table 1 shows the concentrations of ingredients in the claimed and known drilling fluids.

Таблица 1Table 1

Концентрация ингредиентов в заявляемом и известных буровых растворахThe concentration of ingredients in the claimed and known drilling fluids

№ составаcomposition number Компонентный состав, мас.%Component composition, wt.% Карбоксиметилированный крахмалCarboxymethylated starch Ксантановый биополимерXanthan biopolymer ЛигносульфонатLignosulfonate Хлорид
калия
Chloride
potassium
Молотый
мрамор
Ground
marble
ОКТМOKTM ФК-2000
Плюс
FC-2000
A plus
ХБНCBN ХБН
Плюс
CBN
A plus
Минеральное
масло
ЛУКОЙЛ
L
Mineral
oil
LUKOIL
L
Эмульгатор
RADIA
E-24
Emulsifier
RADIA
E-24
ВодаWater
Буровой раствор по патенту USA 4098700Drilling fluid according to US patent 4098700 1one 1,31.3 0,30.3 -- 10,010.0 4,24.2 -- -- -- -- -- -- 84,284.2 Буровой раствор по патенту RU2318855 – прототипуDrilling fluid according to patent RU2318855 - prototype 21) 2 1) 1,01.0 0,30.3 -- 1,51.5 1,51.5 -- 8,08.0 -- -- -- -- 87,787.7 31) 3 1) 2,52.5 0,80.8 -- 3,03.0 3,03.0 -- 12,012.0 -- -- -- -- 78,778.7 Заявляемый буровой раствор плотностью 1,12 г/см 3 3) Claimed drilling fluid with a density of 1.12 g/cm 3 3) 4four 1,31.3 0,30.3 0,90.9 10,710.7 4,54.5 00 -- -- -- -- -- 82,382.3 55 1,31.3 0,30.3 0,90.9 10,910.9 4,54.5 4,84.8 -- -- -- -- -- 77,377.3 66 1,31.3 0,30.3 0,90.9 11,211.2 4,54.5 8,58.5 -- -- -- -- -- 73,373.3 77 1,31.3 0,30.3 0,90.9 11,411.4 4,54.5 12,812.8 -- -- -- -- -- 68,868.8 8eight 1,31.3 0,30.3 0,90.9 11,511.5 4,54.5 17,117.1 -- -- -- 64,464.4

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице 2 приведены параметры буровых растворов, измеренные у воспроизведенных составов известных растворов, и заявленного бурового раствора. Из данных таблицы 2 видно, что известные буровые растворы обладают меньшей ингибирующей способностью по отношению к процессу гидратации глин по сравнению с заявляемым буровым раствором.Table 2 shows the parameters of drilling fluids, measured in reproduced compositions of known fluids, and the claimed drilling fluid. From the data of table 2 it can be seen that the known drilling fluids have a lower inhibitory ability in relation to the process of clay hydration compared to the claimed drilling fluid.

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

Совместное применение хлорида калия и ОКТМ обеспечивает высокую ингибирующую способность бурового раствора по отношению к процессу гидратации глин, помимо этого ОКТМ придает раствору хорошие смазочные свойства, гидрофобизирует поверхность стенок скважины и предотвращает биодеструкцию полимерных реагентов (за счет наличия в составе спиртов в сочетании с анионными ПАВ). Невысокие гидравлические сопротивления течению раствора достигаются за счет применения ксантанового биополимера и карбоксиметилированного крахмала, придающих раствору псевдопластичные свойства, при которых вязкость раствора уменьшается при увеличении скорости сдвига, за счет чего раствор обладает высокой удерживающий и выносящей способностью. В состав заявленного раствора входят химические реагенты, представленные в таблице 3.The combined use of potassium chloride and OKTM provides a high inhibitory ability of the drilling fluid in relation to the process of clay hydration, in addition, OKTM gives the solution good lubricating properties, hydrophobizes the surface of the borehole walls and prevents the biodegradation of polymeric reagents (due to the presence of alcohols in combination with anionic surfactants) . Low hydraulic resistance to the flow of the solution is achieved through the use of xanthan biopolymer and carboxymethylated starch, which impart pseudoplastic properties to the solution, in which the viscosity of the solution decreases with increasing shear rate, due to which the solution has a high holding and carrying capacity. The composition of the claimed solution includes chemical reagents presented in table 3.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Состав заявленного бурового раствора представлен в таблице 4.The composition of the claimed drilling fluid is presented in table 4.

Таблица 4Table 4

Состав заявленного бурового раствораThe composition of the claimed drilling fluid

Наименование реагентаReagent name Назначение реагентаPurpose of the reagent Концентрация реагента,
мас.%
reagent concentration,
wt%
Концентрация реагента, г/лReagent concentration, g/l
Ксантановый биополимер Xanthan biopolymer Регулятор реологииRheology regulator 0,2-0,30.2-0.3 3,03.0 Карбоксиметиллированнй
Крахмал КМК-БУР-1Н
Carboxymethylated
Starch KMK-BUR-1N
Понизитель фильтрации,
регулятор реологии
filtration reducer,
rheology regulator
1,2-1,41.2-1.4 15,015.0
Лигносульфонат КССБ-2МLignosulfonate KSSB-2M Регулятор фильтрации,
регулятор реологии
Filtration Regulator,
rheology regulator
0,8-1,00.8-1.0 10,010.0
Хлорид калия (KCl)Potassium chloride (KCl) Ингибитор, пептизаторinhibitor, peptizer 5.5-17,25.5-17.2 60,0-200,0 (плотность раствора 1,08-1,16 г/см3)60.0-200.0 (solution density 1.08-1.16 g/cm 3 ) Молотый мрамор (CaCO3)Ground marble (CaCO 3 ) КольматантColmatant 4,3-21,64.3-21.6 50,0-280,0 (микрокольматант при плотности раствора 1,08-1,16 г/см3, утяжелитель – 1,16-1,30 г/см3 50.0-280.0 (microcolmatant at a solution density of 1.08-1.16 g / cm 3 , weighting agent - 1.16-1.30 g / cm 3 ОКТМOKTM Ингибитор, гидрофобизатор, смазкаInhibitor, water repellent, lubricant 0,8-17,70.8-17.7 10,0-190,0 (10,0-200,0 мл)*10.0-190.0 (10.0-200.0 ml)* Обработанная техническая водаProcessed process water -- 40,8-87,240.8-87.2 585,0-940,0585.0-940.0 *плотность ОКТМ составляет 0,950 г/см3 и может изменяться в пределах 0,850-1,030 г/см3 *OKTM density is 0.950 g/cm 3 and can vary within 0.850-1.030 g/cm 3

На фигуре представлена комбинированная диаграмма для определения содержания хлорида калия и карбоната кальция в заявленном буровом растворе требуемой плотности.The figure shows a combined chart for determining the content of potassium chloride and calcium carbonate in the claimed drilling fluid of the required density.

Применение хлорида калия в указанных на диаграмме (фиг.) количествах позволяет обеспечить максимальную ингибирующую способность процесса гидратации глин и плотность бурового раствора в диапазоне 1,08-1,16 г/см3.The use of potassium chloride in the amounts indicated in the diagram (Fig.) makes it possible to ensure the maximum inhibitory ability of the clay hydration process and the density of the drilling fluid in the range of 1.08-1.16 g/cm 3 .

Заявляемый буровой раствор характеризуется: высокой ингибирующей способностью по отношению к процессу гидратации глин (низкими линейным набуханием глинистых образцов в среде бурового раствора и диспергированием глин, высокой эффективностью в сохранении прочности глинистых пород); гидрофобизацией призабойной зоны пласта скважины (уменьшением зоны проникновения фильтрата бурового раствора); рабочей плотностью 1,08-1,16 г/см3, с возможностью утяжеления до 1,30 г/см3 путем увеличения содержания карбоната кальция; термостабильностью до 110°С; высокой эмульсионной стабильностью (отсутствие расслоения фаз в статическом состоянии); хорошими структурно-реологическими свойствами, позволяющими обеспечить очистку ствола скважины при низкой скорости циркуляции и предотвратить получение высоких значений эквивалентной циркуляционной плотности и поглощения раствора в условиях низкого пластового давления; высокой смазывающей способностью без применения смазочных добавок; отсутствием в составе насыщенных углеводородов, искажающих показания газового каротажа и снижающих достоверность результатов геофизических исследований скважин; высокой ферментативной устойчивостью; высокой устойчивостью к загрязнению глинистым шламом.The inventive drilling fluid is characterized by: high inhibitory ability in relation to the process of hydration of clays (low linear swelling of clay samples in the drilling fluid and dispersion of clays, high efficiency in maintaining the strength of clay rocks); hydrophobization of the bottom-hole formation zone of the well (reduction of the drilling fluid filtrate penetration zone); working density of 1.08-1.16 g/cm 3 , with the possibility of weighting up to 1.30 g/cm 3 by increasing the content of calcium carbonate; thermal stability up to 110°С; high emulsion stability (no phase separation in a static state); good structural and rheological properties that allow cleaning the wellbore at a low circulation rate and prevent obtaining high values of equivalent circulation density and fluid loss in conditions of low reservoir pressure; high lubricity without the use of lubricant additives; the absence of saturated hydrocarbons in the composition, which distort gas logging readings and reduce the reliability of the results of well logging; high enzymatic stability; high resistance to clay mud contamination.

Низкие значения линейного набухания, диспергирования и разупрочнения глинистых пород в заявляемом буровом растворе позволяют обеспечить высокую эффективность технологии повторного применения бурового раствора.Low values of linear swelling, dispersion and softening of clay rocks in the inventive drilling fluid make it possible to ensure high efficiency of the drilling fluid reuse technology.

Пример приготовления заявляемого бурового раствора в емкости объемом 40 м3:An example of the preparation of the proposed drilling fluid in a container with a volume of 40 m 3 :

1. Набрать в емкость 30000 л технической воды.1. Collect 30,000 liters of technical water in a container.

2. Обработать техническую воду в емкости через загрузочный люк 25 кг каустической соды и 60 л пеногасителя MEX-DEFOAM.2. Treat process water in the tank through the loading hatch with 25 kg of caustic soda and 60 liters of MEX-DEFOAM antifoam.

3. Ввести через эжекторную гидроворонку 600 кг карбоксиметилиро-ванного крахмала КМК-БУР-1Н. Ввод реагента производить со скоростью не более 30 кг за 5 мин. По окончанию ввода карбоксиметилированного крахмала, полученный раствор перемешивать эжекторной гидроворонкой в течение не менее 30 мин.3. Introduce 600 kg of carboxymethylated starch KMK-BUR-1N through the ejector hydrofunnel. The reagent should be injected at a rate of not more than 30 kg in 5 minutes. At the end of the introduction of carboxymethylated starch, mix the resulting solution with an ejector hydrofunnel for at least 30 minutes.

4. Ввести в раствор через эжекторную гидроворонку 120 кг ксантанового биополимера DUO-VIS NS. Ввод реагента производить со скоростью не более 25 кг за 10 мин. По окончанию ввода ксантанового биополимера, полученный раствор перемешивать эжекторной гидроворонкой в течение не менее 60 мин.4. Introduce 120 kg xanthan biopolymer DUO-VIS NS into the solution through an ejector funnel. Enter the reagent to produce at a rate of not more than 25 kg per 10 minutes. Upon completion of the introduction of the xanthan biopolymer, mix the resulting solution with an ejector hydrofunnel for at least 60 minutes.

5. Ввести через эжекторную гидроворонку 400 кг лигносульфоната КССБ-2М. Ввод реагента производить со скоростью не более 25 кг за 5 мин. По окончанию ввода реагента раствор перемешивать в течение не менее 30 мин.5. Introduce 400 kg of KSSB-2M lignosulfonate through the ejector hydrofunnel. The reagent should be injected at a rate of no more than 25 kg in 5 minutes. At the end of the reagent addition, stir the solution for at least 30 minutes.

6. В раствор через эжекторную гидроворонку ввести 5000 кг хлорида калия.6. Introduce 5000 kg of potassium chloride into the solution through an ejector hydrofunnel.

7. Ввести в раствор через эжекторную гидроворонку по 1000 кг молотого мрамора МК-10 и МК-60.7. Introduce 1000 kg of ground marble MK-10 and MK-60 into the solution through an ejector hydrofunnel.

8. Ввести в раствор 2000 л органического ингибитора ОКТМ, и залить в емкость техническую воду до верхнего уровня. Полученный раствор перемешивать эжекторной гидроворонкой в течение не менее 180 мин. В дальнейшем следует не допускать длительной работы эжекторной гидроворонки на рабочих емкостях во избежание механического завоздушивания (аэрирования) бурового раствора.8. Introduce 2000 liters of organic OKTM inhibitor into the solution, and pour technical water into the container up to the top level. Mix the resulting solution with an ejector hydrofunnel for at least 180 minutes. In the future, long-term operation of the ejector hydraulic funnel on working tanks should be prevented in order to avoid mechanical airing (aeration) of the drilling fluid.

9. После окончания перемешивания отключить эжекторную гидроворонку и оставить приготовленный раствор для стабилизации на 6-8 ч.9. After mixing, turn off the ejector hydrofunnel and leave the prepared solution to stabilize for 6-8 hours.

10. После стабилизации произвести полный замер технологических параметров приготовленного раствора.10. After stabilization, make a complete measurement of the technological parameters of the prepared solution.

При бурении из-под кондуктора скважин предполагается применять заявляемый буровой раствора с содержанием 2-5% об ОКТМ и перед вскрытием проблемного интервала производить увеличение содержания органического ингибитора в растворе до 10-20% об.When drilling from under the conductor of the wells, it is supposed to use the inventive drilling fluid with a content of 2-5% by volume of OKTM and, before opening the problem interval, to increase the content of the organic inhibitor in the solution to 10-20% by volume.

Приоритетными объектами для опытного применения заявляемого бурового раствора, характеризующимися наличием интервалов неустойчивых глинисто-аргиллитовых отложений, являются горизонтальные скважины 3 и 4-х колонной конструкции Кочевского, Мишаевского, Имилорского, Тевлин-ско-Русскинского месторождений на целевые пласты группы Ю, а также горизонтальные скважины Хальмерпаютинского и Пякяхинского месторождений на пласты БУ6-9 и ПК18-20.The priority objects for the experimental application of the proposed drilling fluid, characterized by the presence of intervals of unstable clay-argillite deposits, are horizontal wells 3 and 4-column construction of the Kochevsky, Mishaevsky, Imilorsky, Tevlin-sko-Russkinskoye fields on target formations of the Yu group, as well as horizontal wells Khalmerpayutinskoye and Pyakyakhinskoye fields on the BU 6-9 and PK 18-20 layers.

Источники информации:Sources of information:

1. RU 2541666, 18.10.2013 г., C09K 8/18, опубл. 20.02.2015 Бюл. №5;1. RU 2541666, October 18, 2013, C09K 8/18, publ. 20.02.2015 Bull. No. 5;

2. USA 4098700, 25.09.1975 г., C09K 8/08, опубл. 04.07.1978;2. USA 4098700, 09/25/1975, C09K 8/08, publ. 07/04/1978;

3. RU 2318855, 17.04.2006 г., C09K 8/08, опубл. 10.03.2008 Бюл. №7;3. RU 2318855, April 17, 2006, C09K 8/08, publ. 10.03.2008 Bull. No. 7;

4. RU 2616461, 16.03.2015 г., C09K 8/035, опубл. 17.04.2017 Бюл. №114. RU 2616461, March 16, 2015, C09K 8/035, publ. 04/17/2017 Bull. #11

Claims (2)

Высокоингибированный буровой раствор, включающий полимеры полисахаридной природы - ксантановый биополимер и карбоксиметилированный крахмал, хлорид калия, молотый мрамор, органическую ингибирующую добавку, отличающийся тем, что в качестве органической ингибирующей добавки содержит омыленное калиевое талловое масло и дополнительно - лигносульфонат и техническую воду, обработанную каустической содой и пеногасителем, при следующем содержании компонентов, мас.%:Highly inhibited drilling fluid, including polymers of a polysaccharide nature - xanthan biopolymer and carboxymethyl starch, potassium chloride, ground marble, an organic inhibitory additive, characterized in that it contains saponified potassium tall oil as an organic inhibitory additive and additionally - lignosulfonate and process water treated with caustic soda and defoamer, with the following content of components, wt.%: Ксантановый биополимер Xanthan biopolymer 0,2-0,3 0.2-0.3 Карбоксиметилированный крахмал Carboxymethylated starch 1,2-1,4 1.2-1.4 Лигносульфонат Lignosulfonate 0,8-1,0 0.8-1.0 Хлорид калия potassium chloride 5,5-17,2 5.5-17.2 Молотый мрамор ground marble 4,3-21,6 4.3-21.6 Омыленное калиевое талловое масло Saponified potassium tall oil 0,8-17,7 0.8-17.7 Указанная вода Indicated water остальное rest
RU2021131873A 2021-10-29 Highly inhibition drilling fluid RU2777003C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2777003C1 true RU2777003C1 (en) 2022-08-01

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098700A (en) * 1974-05-24 1978-07-04 Chemical Additives Company Clay-free, thixotropic wellbore fluid
RU2301822C2 (en) * 2005-04-19 2007-06-27 Николай Глебович Усанов Drilling fluid
RU2318855C2 (en) * 2006-04-17 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Clayless drilling mud
RU2661172C2 (en) * 2015-08-28 2018-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Сервисная Компания "ПетроИнжиниринг" Drilling mud
RU2728910C1 (en) * 2019-07-30 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") Drilling mud for well construction under conditions of abnormally high formation pressures and high temperatures

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098700A (en) * 1974-05-24 1978-07-04 Chemical Additives Company Clay-free, thixotropic wellbore fluid
RU2301822C2 (en) * 2005-04-19 2007-06-27 Николай Глебович Усанов Drilling fluid
RU2318855C2 (en) * 2006-04-17 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Clayless drilling mud
RU2661172C2 (en) * 2015-08-28 2018-07-12 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Сервисная Компания "ПетроИнжиниринг" Drilling mud
RU2728910C1 (en) * 2019-07-30 2020-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь" (ООО "ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь") Drilling mud for well construction under conditions of abnormally high formation pressures and high temperatures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10851281B2 (en) Development of anti-bit balling fluids
US7148183B2 (en) Surfactant-polymer composition for substantially solid-free water based drilling, drill-in, and completion fluids
EP0850287B1 (en) Glycol based drilling fluid
AU2012386263B2 (en) Esters for drilling emulsions and metal working fluids
RU2698389C1 (en) Highly inhibited clay-free emulsion drilling mud
CA2398225C (en) Method for reducing borehole erosion in shale formations
NO326843B1 (en) Method for releasing stuck rudders or tools and release fluids therefore
RU2521259C1 (en) Drilling mud
MXPA03005917A (en) Thinners for invert emulsions.
RU2777003C1 (en) Highly inhibition drilling fluid
RU2695201C1 (en) Drill mud for primary opening of productive formation
JP2001503093A (en) Use of improved multi-component mixtures for geological exploration
US11535786B2 (en) Methods for wellbore strengthening
AU2018342586B2 (en) Methods for wellbore strengthening
RU2733766C1 (en) Drilling mud with plug-in solid phase petro plug
RU2738187C1 (en) Emulsion drilling mud
RU2804720C1 (en) Biopolymer drilling fluid
RU2776817C1 (en) Aphron-containing process fluid
RU2733583C1 (en) Light polymer-clay drilling fluid
GB2552198A (en) Fluids
EA037804B1 (en) Inhibiting mud for drilling high-colloidal clay deposits
CA3050427A1 (en) Compositions and methods of making of shale inhibition fluids
CN1427876A (en) Drilling fluids and method of drilling
NZ715159A (en) Lubricating compositions for use with downhole fluids
MXPA01008088A (en) Method of releasing stuck pipe or tools and spotting fluids therefor