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 аномально высоких пластовых давлений и повышенных температур.
Известны буровые растворы, предназначенные для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и температур, содержащие формиаты щелочных металлов в качестве утяжеляющей добавки (патенты: RU 2215016, RU 2277570, RU 2277571, RU 2655276).
Недостатками указанных буровых растворов являются их недостаточная плотность (RU 2277570, RU 2277571) и/или высокие структурно-реологические свойства (RU 2215016, RU 2655276), что связано с большим содержанием формиата - 37,00-83,00 мас. % в зависимости от требуемой плотности раствора.
Состав бурового раствора по патенту RU 2215016, мас. %:
Состав бурового раствора по патенту RU 2277570, мас. %:
Состав бурового раствора по патенту RU 2277571, мас. %:
Состав бурового раствора по патенту RU 2655276, мас. %:
Известен буровой раствор, содержащий в качестве основной утяжеляющей добавки поташ или формиат натрия, мраморный порошок для утяжеления и кольматации, баритовый утяжелитель для доутяжеления до требуемой плотности (патент RU 2440397).
Состав бурового раствора по патенту RU 2440397, мас. %:
В известном буровом растворе (патент RU 2440397) формиат натрия применяется в большом количестве и в качестве основной утяжеляющей добавки. При этом максимальная плотность раствора составляет 1,60-1,80 г/см3 при содержании формиата натрия 40,00-50,00 мас. %.
Основными недостатками данного бурового раствора является недостаточная максимальная плотность и большое содержание формиата натрия, что приводит к увеличению стоимости раствора и ухудшению структурно-реологических свойств.
Наиболее близким к заявляемому технологическим решением является буровой раствор (RU 2291182), содержащий 1,00-3,00% глины, 10,00-60,00% барита, в качестве реагента-стабилизатора 10,00-30,00% формиата натрия, в качестве регулятора реологических и фильтрационных свойств 1,00-5,00% карбоксиметилированного крахмала, и воду - остальное. Этот буровой раствор предназначен для вскрытия бурением зон с аномально высокими пластовыми давлениями. Известный буровой раствор, по данным патентообладателя, обладает повышенными флокулирующими свойствами для удаления шлама при очистке, скоростями бурения и термостойкостью при вскрытии зон с аномально высокими пластовыми давлениями.
Недостатками данного бурового раствора являются высокие структурно-реологические свойства, в частности, высокая пластическая вязкость.
Аномально высоким пластовым давлениям зачастую сопутствуют повышенные пластовые температуры и минимальная разница между градиентами пластового давления и давления гидроразрыва пласта. По этим причинам применяемый буровой раствор должен обладать, кроме высокой плотности и термостабильности, еще и низкими гидравлическими сопротивлениями течению.
Известный буровой раствор не обеспечивает необходимые структурно-реологические свойства для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений (таблица 2).
В таблице 1 приведены концентрации ингредиентов в заявленном и в известном буровых растворах.
В таблице 2 приведены параметры бурового раствора, измеренные у воспроизведенных составов, представленных в патенте прототипа, и параметры заявленного бурового раствора. Из данных таблицы 2 видно, что известный буровой раствор обладает неудовлетворительными структурно-реологическими свойствами.
Задачей изобретения является создание бурового раствора с высокой плотностью и термостойкостью, высокой ингибирующей способностью, обладающего реологическими свойствами, позволяющими производить строительство скважин в условиях минимальной разницы между градиентами пластового давления и давления гидроразрыва пласта.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении безаварийного строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений, за счет получения оптимальных структурно-реологических свойств утяжеленного баритом бурового раствора, достигаемых при совместном применении формиата калия и хлорида калия, высокой плотности и термостабильности бурового раствора, седиментационной устойчивости и высокой ингибирующей способностью бурового раствора по отношению к процессу гидратации глин, устойчивости к биодеструкции и хороших смазочных свойств.
Указанный технический результат достигается тем, что раствор включает полимеры полисахаридной природы и лигносульфонат, баритовый утяжелитель, молотый мрамор, формиат калия, хлорид калия при следующем содержании компонентов, мас. %:
Формиат калия в оптимальной концентрации обеспечивает седиментационную стабильность и термостабильность свойств раствора до 150°С, помимо этого, формиат калия придает раствору высокую ингибирующую способность по отношению к процессу гидратации глин и хорошие смазочные свойства. Оптимизация содержания формиата калия также позволяет обеспечить невысокую стоимость бурового раствора. Низкие гидравлические сопротивления течению раствора достигаются за счет применения ксантанового биополимера и крахмального реагента, придающих раствору псевдопластичные свойства, при которых вязкость раствора уменьшается при увеличении скорости сдвига, за счет чего раствор обладает высокой удерживающий и выносящей способностью. Для снижения гидравлических сопротивлений раствора, повышающихся при добавлении формиата калия, в раствор входит добавка хлорида калия, эффективно пептизирующая раствор и снижающая негативное влияние формиата калия на структурно-реологические свойства баритового раствора.
В состав заявленного раствора входят химические реагенты, представленные в таблице 3.
Состав заявленного бурового раствора представлен в таблице 4.
На фиг. 1 представлена комбинированная диаграмма для определения содержания баритового утяжелителя и воды в заявленном буровом растворе требуемой плотности.
Источники информации:
1. RU 2215016, 11.03.2002 г., C09K 7/02, опубл.27.10.2003 Бюл.№30;
2. RU 2277571, 06.12.2004 г., C09K 8/08, опубл. 10.06.2006 Бюл. №16;
3. RU 2277570, 26.11.2004 г., C09K 8/04, опубл. 10.06.2006 Бюл.№16;
4. RU 2655276, 29.03.2017 г., C09K 8/20, опубл. 24.05.2018 Бюл.№15;
5. RU 2440397, 29.03.2017 г., C09K 8/08, опубл. 20.01.2012 Бюл.№2
6. RU 2291182, 28.06.2005 г., C09K 8/20, опубл. 10.01.2007 Бюл.№1
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ВЫСОКОИНГИБИРОВАННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР | 2021 |
|
RU2777003C1 |
Высокоингибированный безглинистый эмульсионный буровой раствор | 2018 |
|
RU2698389C1 |
Ингибированный буровой раствор MudMax | 2020 |
|
RU2737823C1 |
Утяжеленный минерализованный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с аномально высоким пластовым давлением | 2018 |
|
RU2683448C1 |
БЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ БУРЕНИЕМ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО ВЫСОКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ | 2010 |
|
RU2440397C1 |
БИОПОЛИМЕРНЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР СБК-UNI (PLUS) | 2013 |
|
RU2561634C2 |
Поликатионный буровой раствор для бурения соленосных отложений | 2022 |
|
RU2806397C1 |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ, ЗАКАНЧИВАНИЯ И КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО ВЫСОКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ И ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР | 2002 |
|
RU2215016C1 |
БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА | 2018 |
|
RU2695201C1 |
Биополимерный буровой раствор | 2021 |
|
RU2772412C1 |
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин. Технический результат - высокая седиментационная стабильность при повышенных температурах и возможность утяжеления бурового раствора до плотности 2,30 г/см3, термостабильность до 150°С, высокая ингибирующая способность процесса гидратации глин, устойчивость к биодеструкции, хорошие смазочные свойства. Буровой раствор для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и повышенных температур включает, мас.%: ксантановый биополимер 0,08-0,22; крахмальный реагент 0,28-0,76; лигносульфонат 0,30-0,82; хлорид калия 2,38-6,56; формиат калия 8,06-22,18; молотый мрамор 1,98-5,46; баритовый утяжелитель до 63,70; воду 23,22-63,92. 1 ил., 4 табл.
Буровой раствор для строительства скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений и повышенных температур, включающий полимеры полисахаридной природы и лигносульфонат, баритовый утяжелитель, молотый мрамор, формиат калия, хлорид калия при следующем содержании компонентов, мас.%:
БЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ БУРЕНИЕМ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ АНОМАЛЬНО ВЫСОКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ | 2010 |
|
RU2440397C1 |
УТЯЖЕЛЕННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ | 2005 |
|
RU2291182C1 |
ОБЛЕГЧЕННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (ВАРИАНТЫ) | 2017 |
|
RU2683456C1 |
БЕЗГЛИНИСТЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР | 2004 |
|
RU2297435C2 |
БЕЗГЛИНИСТЫЙ УТЯЖЕЛЕННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР | 2011 |
|
RU2481374C1 |
Станок для изготовления деревянных ниточных катушек из цилиндрических, снабженных осевым отверстием, заготовок | 1923 |
|
SU2008A1 |
Авторы
Даты
2020-08-03—Публикация
2019-07-30—Подача