ТОРФОЩЕЛОЧНОЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2016 года по МПК C09K8/10 

Описание патента на изобретение RU2602280C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности для вскрытия пластов-коллекторов, содержащих нефть, газ или конденсат.

Известно, что успех бурения скважин в значительной степени зависит от состава и свойств буровых растворов, которые должны обеспечивать безопасность и безаварийность ведения работ при высокой скорости и бурения и качественном вскрытии продуктивного пласта [Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. «Технология бурения нефтяных и газовых скважин». 2001 г.].

Загрязнение продуктивных пластов при бурении - это процесс, в результате которого частично обратимо (а частично необратимо), но существенно снижается проницаемость пластов. Иногда происходит полная закупорка продуктивного пласта, и вызвать приток удается только с помощью специальных методов интенсификации. Мировой наукой и практикой установлено, что все компоненты бурового раствора (твердые и жидкие) активно взаимодействуют с продуктивным пластом.

Известны безглинистые буровые растворы, приготовленные путем обработки водной торфяной суспензии щелочными агентами, в качестве которых используются гидроксиды, карбонаты, силикаты щелочных металлов [Буровые растворы для осложненных условий / O.K. Ангелопуло, В.М. Подгорнов, В.Э. Аваков - М.: Недра, 1988].

Недостатком трехкомпонентных растворов (торф-вода-щелочной реагент) является высокая фильтрация и низкая технологичность получаемой системы, что в дальнейшем способствует высокому снижению фильтрационно-емкостных свойств пластов-коллекторов.

Известен буровой раствор, содержащий торфощелочной реагент, полиакриламид (ПАА), водорастворимый метасиликат, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и воду, в котором с целью уменьшения структурной вязкости в качестве ПАВ используется сульфанол или ОП-10 [Патент РФ №2041907, кл. C09K 7/02. Андресон Б.А., Абдрахманов Р.Г., Бочкарев Г.П., Шарипов А.У., Рекин А.С., Лабазов А.В., 1995 г.].

Недостатком раствора является высокое ценообразование при приготовлении, что снижает удельный вес раствора.

В качестве прототипа взят торфощелочной раствор [Патент РФ №2550704, 2015 г.], содержащий торф, калийносодержащий щелочной модификатор, ингибитор - хлористый калий, понизитель водоотдачи - полимерный флокулянт, пеногаситель и воду.

Недостатком указанного раствора является низкая эффективность при вскрытии продуктивных пластов, а также низкая плотность. Такой раствор целесообразно применять при бурении интервалов, сложенных глинистыми породами.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности вскрытия продуктивных пластов в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.

Технический результат при создании изобретения заключается в разработке торфощелочного бурового раствора для вскрытия продуктивных горизонтов в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, обеспечивающего сохранение фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что в отличие от известного торфощелочного бурового раствора, взятого за прототип, предлагаемый раствор дополнительно содержит утяжелитель - ИККАРБ-75/150, смазывающую добавку - ИКЛУБ, а в качестве понизителя водоотдачи и флокулянта - карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) при следующем соотношении компонентов, %:

Торф 5-7 Калийносодержащий щелочной модификатор 0,5-1,5 Хлористый калий 1-3 Полимер КМЦ 0,8-1,5 Пеногаситель МАС-200М 1-3 Утяжелитель ИККАРБ-75/150 5-30 Смазывающая добавка ИКЛУБ 1-10 Вода Остальное

ИККАРБ-75/150 - карбонатный утяжелитель из мрамора фракций 75 и 150 мкм.

В системе ИККАРБ используются или кислоторастворимые карбонат кальция или карбонат железа для достижения корректной плотности бурового раствора и для обеспечения закупоривающей твердой фазой.

После завершения бурения и заканчивания скважины обычная кислотная обработка будет удалять фильтрационную корку и всю твердую фазу, вторгнувшуюся в пласт. Однако в практике применения ИККАРБ кислотная обработка обычно не требуется. Это связано с тем, что система имеет врожденное свойство не нарушать коллекторских свойств пласта.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) применяется как стабилизатор консистенции, загуститель. Отличительной особенностью карбоксиметилцеллюлозы является способность к формированию очень вязкого коллоидного раствора, который стабильно сохраняет вязкость в течение длительного времени. По химической природе представляет собой высокополимерный ионный электролит в нейтральном или слабом щелочном эфире целлюлозы.

Калийносодержащий реагент служит для модификации торфяного структурообразователя. При таком условии одновременно происходит омыление частиц торфа и обогащение водной фазы раствора ионами калия. Дополнительное обогащение торфогуматного раствора калий-ионами происходит при введении хлористого калия.

Сочетание калийсодержащего щелочного модификатора с хлористым калием приводит к обогащению фильтрата торфогуматного раствора ионами калия, активно способствующими подавлению процесса набухания и гидратации глинистых пород.

Стоит отметить, что при добавлении гидроксида калия в растворе происходит расщепление частиц торфа, в результате чего коллоидная фракция составляет менее 0,1 мм.

ИКЛУБ представляет собой смазывающую добавку для буровых растворов, улучшающую их характеристики. Продукт применяется в различных системах буровых растворов на водной основе.

ИКЛУБ адсорбируется на металлических поверхностях, образуя прочную смазывающую пленку. Снижает изнашивание материала при трении и продлевает срок эксплуатации оборудования. Наиболее целесообразно применение ИКЛУБ в сильно отклоненных от вертикали скважинах для снижения моментных нагрузок на бурильную колонну и сопротивления срезывающему усилию. Значительно уменьшает вероятность дифференциального прихвата.

Для оценки эффективности разрабатываемых составов торфощелочного бурового раствора проведены исследования на определение степени воздействия торфощелочного бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства пород коллекторов (на примере одного из месторождений Западной Сибири) в условиях, моделирующих пластовые. Исследования проводились на установке «Model FDS-350».

Эксперимент проводился при следующих условиях: температура 70°С, горное давление - 60,60 МПа, пластовое давление - 24,50 МПа, эффективное давление 36,10 МПа.

Характеристики керна представлены в таблице 1.

Результаты определения степени воздействия торфощелочного бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства керна представлены в таблице 2.

Необходимо отметить, что при увеличении концентрации КМЦ свыше 1,5% образуется непрокачивамый раствор, при концентрации <0,8% получается состав с низкими структурно-механическими свойствами.

Концентрация утяжелителя зависит от геологических условий, а точнее от пластового давления.

Таким образом, такой торфощелочной буровой раствор можно рекомендовать для вскрытия продуктивных пластов, так как и торф и нефть имеют органическое происхождение.

При определении степени воздействия торфощелочного бурового раствора на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов очевидно, что проницаемость после воздействия раствора уменьшилась незначительно. Давление срыва корки произошло при перепаде давления 784 кПа (7,84 атм).

Похожие патенты RU2602280C1

название год авторы номер документа
ПОЛИМЕРТОРФОЩЕЛОЧНОЙ БУРОВОЙ РАСТВОР 2015
  • Леонтьев Дмитрий Сергеевич
  • Долгих Евгений Федорович
  • Овчинников Василий Павлович
RU2616634C1
ВЯЗКОУПРУГИЙ СОСТАВ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2015
  • Леонтьев Дмитрий Сергеевич
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Клещенко Иван Иванович
  • Сипина Наталья Алексеевна
RU2601708C1
ТОРФОЩЕЛОЧНОЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ 2014
  • Леонтьев Дмитрий Сергеевич
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Овчинников Василий Павлович
  • Бакин Дмитрий Александрович
RU2550704C1
Буровой раствор 2023
  • Ноздря Владимир Иванович
  • Карапетов Рустам Валерьевич
  • Никитин Станислав Юрьевич
  • Выродов Виктор Сергеевич
RU2806691C1
БУРОВОЙ РАСТВОР (ВАРИАНТЫ) 2005
  • Миненков Владимир Михайлович
  • Серебренникова Элеонора Витальевна
  • Урманчеев Вячеслав Исмагилович
  • Кошелев Владимир Николаевич
  • Ченикова Наталья Алексеевна
  • Растегаев Борис Александрович
  • Ярыш Евгений Александрович
  • Бурыкин Александр Николаевич
  • Пенькова Наталья Александровна
RU2298575C1
ПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ 2004
  • Стрижнев К.В.
  • Румянцева Е.А.
  • Назарова А.К.
  • Акимов Н.И.
  • Дягилева И.А.
  • Морозов С.Ю.
RU2266312C1
СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН 2004
  • Давыдов Владимир Константинович
  • Беляева Татьяна Николаевна
RU2280752C2
Высокоингибированный безглинистый эмульсионный буровой раствор 2018
  • Грисюк Павел Викторович
RU2698389C1
Катионный буровой раствор 2017
  • Гайдаров Азамат Миталимович
  • Хуббатов Андрей Атласович
  • Гайдаров Миталим Магомед-Расулович
  • Храбров Дмитрий Владимирович
  • Жирнов Роман Анатольевич
  • Петросян Феликс Рудольфович
  • Солнышкин Георгий Дмитриевич
  • Егорчева Ирина Владимировна
RU2655267C1
УТЯЖЕЛЕННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР 2009
  • Алыков Нариман Мирзаевич
  • Котельникова Мария Николаевна
  • Лобанова Марина Шарифуллаевна
  • Лобанов Сергей Викторович
RU2410405C1

Реферат патента 2016 года ТОРФОЩЕЛОЧНОЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности для вскрытия пластов-коллекторов, содержащих нефть, газ или конденсат. Технический результат - повышение эффективности вскрытия продуктивных пластов в процессе бурения нефтяных и газовых скважин, сохранение фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов. Торфощелочной буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов нефтяных и газовых скважин в процессе бурения содержит, %: торф 5-7; калийносодержащий щелочной модификатор 0,5-1,5, хлористый калий 1-3, понизитель водоотдачи и флокулянт карбоксиметилцеллюлозу 0,8-1,5; пеногаситель МАС-200М; утяжелитель ИККАРБ-75/150 5-30; смазывающую добавку ИКЛУБ 1-10; воду остальное. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 602 280 C1

Торфощелочной буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов нефтяных и газовых скважин в процессе бурения, содержащий торф, щелочной модификатор, ингибитор, пеногаситель, полимер, утяжелитель, смазывающую добавку и воду, отличающийся тем, что содержит утяжелитель ИККАРБ-75/150, смазывающую добавку - ИКЛУБ, а в качестве понизителя водоотдачи и флокулянта - карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) при следующем соотношении компонентов, %:
Торф 5-7 Калийносодержащий щелочной модификатор 0,5-1,5 Хлористый калий 1-3 Полимер КМЦ 0,8-1,5 Пеногаситель МАС-200М 1-3 Утяжелитель ИККАРБ-75/150 5-30 Смазывающая добавка - ИКЛУБ 1-10 Вода Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2602280C1

БЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР 1995
  • Анисимов А.А.
  • Воробьева Н.М.
  • Авдеева Н.Д.
  • Демидова О.В.
  • Захаров Б.И.
RU2102429C1
Токарный резец 1924
  • Г. Клопшток
SU2016A1
Найдено в Интернет:, 12.11.2007.

RU 2 602 280 C1

Авторы

Леонтьев Дмитрий Сергеевич

Кустышев Александр Васильевич

Шахматов Иван Сергеевич

Кравец Игорь Александрович

Шульга Роман Сергеевич

Даты

2016-11-20Публикация

2015-09-17Подача