Облегченный полимер-глинистый буровой раствор Российский патент 2020 года по МПК C09K8/38 

Описание патента на изобретение RU2733583C1

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к буровым растворам для предупреждения поглощений при бурении интервалов, характеризующихся аномально низким пластовым давлением.

Для бурения в условиях проницаемых коллекторов с АНПД необходимо использование облегченных буровых растворов, сохраняющих в забойных условиях оптимальные технологические свойства, обеспечивающие профилактику осложнений в процессе бурения.

Наиболее близким к предлагаемому составу и назначению является аэрированный буровой раствор, содержащий воду, бентонитовый глинопорошок, стабилизатор-карбоксиметилцеллюлозу и пенообразователь, в качестве пенообразователя содержит омыленный таловый пек - ОТП или эмультал, при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинопорошок 5-6, КМЦ 0,2-0,4, ОТП или эмультал 0,4-0,6, вода - остальное [RU 2172760 С1, МПК С09К 7/02 (2000.01), опубл. 27.08.2001]. Буровой раствор предназначен для разбуривания «истощенных» пластов с аномально низким пластовым давлением.

Недостатком данного раствора являются низкая стабильность и недостаточные блокирующие свойства.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение облегченного полимер глинистого бурового раствора на водной основе, обладающего плотностью ниже плотности воды и повышенными блокирующими свойствами.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в оптимизации технологических свойств бурового раствора с применением специальных добавок, с целью обеспечения безаварийного бурения скважин в условиях аномально низких пластовых давлений.

Указанный технический результат достигается тем, что буровой раствор содержит модифицированный глинопорошок ПБМБ, полианионную целлюлозу высокой вязкости ПАЦ-В, торфощелочной реагент марки ПолиТЩР, поверхностно-активное вещество Неонол АФ 9-10, при следующем соотношении компонентов, мас. %: ПБМБ 3,0-4,0, ПАЦ-В 0,2-0,3, ПолиТЩР 2,0-4,0, Неонол АФ 9-10 0,2-0,4, вода - остальное.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет подбора компонентов (количественного и качественного) в заявляемом облегченном полимер глинистом буровом растворе, совместное применение которых позволяет получить кинетически стабильный раствор низкой плотности, обладающий высокими блокирующими свойствами.

Для приготовления заявляемого бурового раствора использовали следующие компоненты:

Глинопорошок бентонитовый, модифицированный марки ПБМБ с выходом глинистого раствора не менее 16 м3/т (по ТУ 2164-005-01424676-2014), является структурообразователем буровых растворов. Относится к малоопасным веществам 4 класса.

Полианионная целлюлоза высокой вязкости марки ПАЦ-В представляет собой продукт взаимодействия целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью в присутствии гидроксида натрия (ТУ 2231-033-97457491-2010). ПАЦ-В используется для регулирования фильтрационных и реологических характеристик буровых растворов на водной основе, устойчив к солевой и бактериальной агрессии, повышает термостабильность бурового раствора.

ПолиТЩР производится по ТУ 2458-042-97457491-2010 и представляет собой комплексный реагент на торфощелочной основе, который предназначен для регулирования вязкостных характеристик буровых растворов, обладает высокими блокирующими свойствами, является интенсивным пептизатором твердой фазы и реагентом-регулятором рН. ПолиТЩР снижает чувствительность полимер глинистых растворов к воздействию электролитов (минерализованных пластовых вод).

Неонол АФ 9-10 (С9Н19С6Н4О(С2Н4О)10Н) по ТУ 2483-077-05766801-98 оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена представляют собой техническую смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов. Неонол АФ 9-10 является качественным стабилизатором пены, обладает смачивающими, эмульгирующими и диспергирующими свойствами. Неонол АФ 9-10 - неионогенное поверхностно-активное вещество, стабилизатор - пенообразователь.

Облегченный пресный полимер глинистый буровой раствор в лабораторных условиях готовили следующим образом.

Глинистую суспензию готовили путем растворения бентонитового глинопорошка (ПБМБ) в водопроводной воде при помощи лабораторной смесительной установки, обеспечивающей скорость вращения швеллера (8000±1600) об/мин в течение 20 минут. Полученную глинистую суспензию оставляли на 24 часа при комнатной температуре для более полной гидратации и набухания глинистых частиц. Через 24 часа глинистую суспензию, в течение 60 минут, перемешивали на смесительной установке при скорости вращения швеллера (8000±1600) об/мин. Далее, полученную глинистую суспензию обрабатывали реагентом-стабилизатором полианионной целлюлозой (ПАЦ-В) путем добавления при перемешивании на смесительной установке при той же скорости вращения швеллера до полного распускания. После полного распускания полианионной целлюлозы вводили ПолиТЩР и вновь перемешивали в течение 30 минут. ПолиТЩР обладает высокой пенообразующей способностью, что приводит к облегчению полимер глинистого раствора путем насыщения его воздухом из атмосферы в процессе приготовления. Устойчивость пенообразования определяется временем от момента ее образования до самопроизвольного разрушения. Устойчивую пену можно получить только в присутствии стабилизатора-пенообразователя, от природы и концентрации которого, в основном, зависит время существования пены. Для того чтобы пенообразование было кинетически стабильным используют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Поверхностно-активные вещество с длинной молекулярной цепью, адсорбируясь на границе вода - воздух, образует высоковязкую структурированную пленку, препятствующую стеканию жидкости, при этом толщина слоя жидкости между пузырьками газа уменьшается медленно, и пена может существовать длительное время. В связи с этим вспененный пресный полимер глинистый буровой раствор стабилизировали неионогенным ПАВ - Неонол АФ 9-10 путем его добавления при постоянном перемешивания при установленной скорости вращения швеллера смесительной установки, что позволяет добиться кинетической стабильности плотности бурового раствора и, как следствие, снижения гидростатического давления на забое скважины для предупреждения поглощений.

Для выявления отличительных признаков и заявленного технического результата аналогичным образом готовят различные варианты раствора, отличающиеся количественным содержанием материалов и реагентов.

В лабораторных условиях измеряли технологические параметры заявляемого бурового раствора с использованием аттестованных методик измерений при температуре (20±2)°С. Плотность бурового раствора определяли с помощью пикнометра. Для определения условной вязкости использовали вискозиметр ВБР-2. Для определения фильтрации использовали фильтр-пресс с площадью зоны фильтрации (45,8±0,6) см2, обеспечивающий перепад давления на фильтрующем элементе 0,7 МПа. Реологические свойства определялись при помощи 8-скоростного ротационного вискозиметра, оснащенного коаксиальными измерительными цилиндрами. Стабильность раствора оценивалась при помощи цилиндра стабильности ЦС-2. На тестере проницаемости определялись блокирующие свойства заявляемого бурового раствора.

В таблице 1 представлены компонентный состав и технологические свойства заявляемого бурового растворов. Примеры приготовления и испытания составов, приведенных в таблице, аналогичны вышеописанному. Для выявления отличительных признаков и заявленного технического результата изменяли массовые соотношения компонентов (табл. 1, поз. 1-7).

Как видно из таблицы 1, заявляемый облегченный пресный полимер глинистый буровой раствор за счет использования современных многофункциональных реагентов обладает оптимальными структурно-реологическими и фильтрационными свойствами (табл. 1, поз. 1-5).

Высокие блокирующие свойства заявляемого бурового раствора обеспечиваются за счет совокупности применения используемых материалов и реагентов.

На устойчивость стенок скважины в любых условиях влияет глубина проникновения фильтрата бурового раствора в горную породу. Применение инертных наполнителей (ПолиТЩР) позволяет сформировать кольматационный экран на стенке скважины, в виде тонкой низкопроницаемой фильтрационной корки, и соответственно минимизировать проникновение фильтрата в горную породу. Механизм кольматирующего действия аэрированных жидкостей обусловлен сжимаемостью газовых пузырьков под давлением и изменением их размеров с изменением давления, т.е. при нагнетании в пласт под давлением они сжимаются, по мере движения по пласту при снижении давления расширяются. Изменение их формы сопровождается увеличением удельной поверхности, растяжением пленки эмульгатора и, следовательно, расходом энергии. Поэтому агрегаты дисперсной фазы могут играть роль своеобразных автокольматантов с изменяемым эффективным диаметром (эффект Жамена) [Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. - М.: «Химия», 1975. - 264 с].

Проведены испытания блокирующих свойств, критерием оценки которых выбраны фильтрационные характеристики: показатель фильтрации (Ф7,5 мин, Ф 30 мин), скорость фильтрации и глубина проникновения фильтрата (h). Исследования заявляемого бурового раствора проведены на тестере проницаемости тампонирующих материалов, в статических условиях, исключающих гравитационное осаждение взвешенных частиц кольматирующего реагента на фильтре и контакт заявляемого бурового раствора с носителем, создающим перепад давления. Испытания проводили при температуре бурового раствора равной температуре окружающего воздуха (20±2)°С и перепаде давления на фильтрующем элементе 3,5 МПа, с использованием керамических фильтров с размером пор 90 мкм. Полученные результаты испытаний блокирующих свойств ОПБР представлены в таблице 1.

Таким образом, заявляемый облегченный пресный полимер глинистый буровой раствор отличается от прототипа более высокими стабильностью и блокирующими свойствами, что в совокупности обеспечивает профилактику поглощения бурового раствора в процессе бурения скважины.

Похожие патенты RU2733583C1

название год авторы номер документа
Полимер-стабилизированная микродисперсная буровая композиция 2023
  • Карапетов Рустам Валерьевич
  • Выродов Виктор Сергеевич
  • Ноздря Владимир Иванович
  • Роднова Валентина Юрьевна
  • Арутюнова Елена Александровна
  • Потапов Никита Андреевич
RU2806712C1
БУРОВОЙ РАСТВОР 2002
  • Лукманов Р.Р.
  • Лукманова Р.З.
  • Ахметшин Р.З.
  • Насифуллин Д.С.
RU2229495C2
КАТИОНОИНГИБИРУЮЩИЙ БУРОВОЙ РАСТВОР 2015
  • Гайдаров Азамат Миталимович
  • Хуббатов Андрей Атласович
  • Храбров Дмитрий Владимирович
  • Гайдаров Миталим Магомед-Расулович
  • Алексеева Нина Викторовна
RU2605214C1
БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД 2013
  • Хуббатов Андрей Атласович
  • Норов Азат Давронович
  • Гайдаров Азамат Миталимович
  • Алексеева Нина Викторовна
  • Богданова Юлия Михайловна
  • Гайдаров Миталим Магомед-Расулович
RU2541666C1
ИНГИБИРУЮЩИЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ БУРЕНИЯ В НЕУСТОЙЧИВЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ 2020
  • Бакиров Данияр Лябипович
  • Бабушкин Эдуард Валерьевич
  • Фаттахов Марсель Масалимович
  • Ваулин Владимир Геннадьевич
  • Бакаев Евгений Юрьевич
  • Буянова Марина Германовна
RU2755108C1
Поликатионный буровой раствор 2022
  • Гайдаров Азамат Миталимович
  • Хуббатов Андрей Атласович
  • Гайдаров Миталим Магомед-Расулович
  • Кадыров Нияметдин Терланович
RU2792854C1
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКСНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ПРИХВАТОВ 2009
  • Некрасова Ирина Леонидовна
  • Фефелов Юрий Владимирович
  • Нацепинская Александра Михайловна
  • Гаршина Ольга Владимировна
  • Хвощин Павел Александрович
RU2406744C1
БЛОКИРУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ И КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИН 2012
  • Дуркин Василий Вячеславович
  • Бондаренко Александр Владимирович
  • Мымрин Михаил Николаевич
  • Руль Леопольт Александрович
  • Сухогузов Леонид Николаевич
RU2487909C1
Утяжеленный ингибированный малоглинистый буровой раствор 2017
  • Сенюшкин Сергей Валерьевич
  • Шумилкина Оксана Васильевна
  • Печуркин Юрий Михайлович
  • Корнилова Анна Константиновна
  • Гресько Роман Петрович
  • Кулигин Андрей Витальевич
RU2655281C1
БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ПРОМЫВКИ ДЛИННОПРОТЯЖЕННЫХ КРУТОНАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ И ВЫСОКОКОЛЛОИДАЛЬНЫХ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 2011
  • Кашкаров Николай Гаврилович
  • Верховская Надежда Николаевна
  • Плаксин Роман Валериевич
  • Новикова Елена Владимировна
  • Сенюшкин Сергей Валерьевич
RU2483091C1

Реферат патента 2020 года Облегченный полимер-глинистый буровой раствор

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - оптимизация технологических свойств бурового раствора, плотность бурового раствора ниже плотности воды, повышенные блокирующие свойства, обеспечение безаварийного бурения скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Облегченный полимер-глинистый буровой раствор для предотвращения гидроразрыва пластов и предупреждения поглощений при бурении интервалов с низким пластовым давлением содержит, мас.%: модифицированный глинопорошок ПБМБ 3,0-4,0; полианионную целлюлозу высокой вязкости ПАЦ-В 0,2-0,3; торфощелочной реагент ПолиТЩР 2,0-4,0; поверхностно-активное вещество Неонол АФ 9-10 0,2-0,4; воду остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 733 583 C1

Облегченный полимер-глинистый буровой раствор для предотвращения гидроразрыва пластов и предупреждения поглощений при бурении интервалов с низким пластовым давлением, характеризующийся тем, что содержит модифицированный глинопорошок ПБМБ, полианионную целлюлозу ПАЦ-В, торфощелочной реагент ПолиТЩР, поверхностно-активное вещество Неонол АФ 9-10 и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

модифицированный глинопорошок ПБМБ 3,0-4,0 полианионная целлюлоза ПАЦ-В 0,2-0,3 торфощелочной реагент ПолиТЩР 2,0-4,0 Неонол АФ 9-10 0,2-0,4 вода остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2733583C1

АЭРИРОВАННЫЙ ГЛИНИСТЫЙ РАСТВОР 2000
  • Крылов Г.В.
  • Вяхирев В.И.
  • Штоль В.Ф.
  • Кашкаров Н.Г.
  • Верховская Н.Н.
  • Ипполитов В.В.
  • Усынин А.Ф.
  • Кучеров Г.Г.
  • Комаров Ф.Н.
RU2172760C1
RU 2064481 C1, 27.07.1994
ТОРФОЩЕЛОЧНОЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ 2015
  • Леонтьев Дмитрий Сергеевич
  • Кустышев Александр Васильевич
  • Шахматов Иван Сергеевич
  • Кравец Игорь Александрович
  • Шульга Роман Сергеевич
RU2602280C1
ИНГИБИРУЮЩИЙ БУРОВОЙ РАСТВОР 2011
  • Гайдаров Миталим Магомед-Расулович
  • Шарафутдионов Зариф Закиевич
  • Хуббатов Андрей Атласович
  • Норов Азат Давронович
  • Николаев Николай Иванович
RU2468057C2
US 5525587 A1, 11.06.1996
ВЕТЮГОВ А
и др
Промышленное внедрение бентонитового порошка производства НПК "Бентонит" на площадях ОАО "СИБНЕФТЬ ННГ", "Бурение и нефть", 2004, N 6, с
Пишущая машина для тюркско-арабского шрифта 1922
  • Мадьярова А.
  • Туганов Т.
SU24A1
КИСТЕР Э.Г
Химическая обработка буровых растворов,

RU 2 733 583 C1

Авторы

Гресько Роман Петрович

Шумилкина Оксана Васильевна

Сенюшкин Сергей Валерьевич

Стадухин Александр Васильевич

Козлова Наталья Владимировна

Даты

2020-10-05Публикация

2019-12-10Подача