Реагент для повышения реологических показателей поликатионных буровых растворов Российский патент 2023 года по МПК C09K8/35 

Изобретение относится к реагентам для регулирования структурных свойств поликатионных буровых растворов.

При бурении набухающих и диспергирующих глинистых пород с применением традиционных ингибирующих буровых растворов реологические показатели резко возрастают. В отличие от традиционных анионных и неионных буровых растворов, у поликатионных систем Катбурр происходит снижение реологических показателей, в связи с чем возникает обратная задача - поддержание реологических показателей. Сложная ситуация с повышением реологических показателей возникает, когда необходимо за короткий промежуток времени приготовить свежий поликатионный буровой раствор, например, при поглощениях бурового раствора. В этих случаях, для повышения реологических показателей требуется ввод большого количества загустителей и структурообразователей.

Известны полиэлектролиты - синтетические высокомолекулярные катионные водорастворимые сополимеры, как линейно-циклической структуры - Силфок-2540, так и разветвленного строения Силфок-2540С (изменение ТУ 2227-001-92802291-2013 от 21.06.2016),

используемые для обработки буровых растворов, используемых при строительстве скважин в сложных геолого-технических условиях в нефте-газодобывающей промышленности. Используемый в качестве ингибитора глин, понизителя фильтрации и регулятора вязкости сополимер Силфок-2540С устойчив при температуре до 2500°С к полисолевой, сероводородной, углекислотной агрессиям и по стабилизирующей способности значительно превосходит полиДАДМАХи. Он более эффективно ингибирует набухание глин и повышает крепящие свойства буровых растворов. Поликатионные системы с сополимером Силфок-2540С относятся к буровым растворам многоразового использования. Данные поликатионные системы не подвержены ферментативному разложению, рН среды раствора не регламентируется. Использование поликатионных систем для вскрытия терригенных продуктивных пластов позволяет значительно увеличить восстановление проницаемости коллекторов в сравнении с традиционными биополимерными и крахмальными растворами.

Недостатком известных реагентов загустителей и структурообразователей для поликатионных буровых растворов является низкая их эффективность, кратковременность действия, необходимость точного дозирования компонентов (сульфата алюминия и каустической соды) с целью поддержания рН бурового раствора строго в определенном диапазоне, в противном случае гидроокись алюминия переходит в растворимое состояние, и структура раствора резко снижается и т.д. В условиях скважины строго дозировать компоненты не всегда возможно, и поэтому эффективность такой обработки падает (Гайдаров A.M. Выбор структурообразователя для поликатионных систем/ Нефтяное хозяйство, вып.4, 2018, С.48-51).

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности реагентов для регулирования реологических показателей поликатионных буровых растворов.

Реагент для повышения реологических показателей поликатионных буровых растворов, содержащий полимер и воду, содержит дополнительно негашеную известь, а в качестве полимера используется высокомолекулярный катионный сополимер Силфок-2540С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокомолекулярный катионный сополимер Силфок-2540С 10-14 Негашеная известь 25-30 Вода остальное.

Товарный продукт с коммерческим названием Силфок-2540СИ представляет собой полидисперсный вязкий раствор белого цвета, плотностью 1180-1200 кг/м³. Данный реагент структурообразователь Силфок-2540СИ ранее не применялся в нефтегазовой отрасли.

Реагент Силфок-2540СИ прошел опытно-промысловые испытания при строительстве скважин на Астраханском ГКМ в качестве структурообразователя различных модификаций поликатионных буровых растворов Катбурр. В настоящее время реагент Силфок-2540СИ включен в проекты на строительство скважин в качестве структурообразователя поликатионных буровых растворов Катбурр.

В отличие от ранее применяемых структурообразователей для поликатионных буровых растворов - биополимера и сульфата алюминия с каустической содой, предлагаемый реагент Силфок-2540СИ более удобен в применении и эффективен.

Использование биополимера для повышения реологических показателей предусматривает ввод его в сухом виде в циркулирующий буровой раствор. Чтобы избежать образования комков, так называемых «рыбьих глаз», биополимер вводят медленно при хорошем перемешивании, что не всегда удобно. Это растягивает время обработки бурового раствора.

Структурообразование сульфатом алюминия и каустической содой происходит за счет образования гидроокиси алюминия, который является амфотерным, и поэтому требуется строгое регламентирование дозировок этих компонентов. Незначительное нарушение стехиометрического соотношения между сульфатом алюминия и каустической содой сопряжено с резким падением эффективности обработки за счет растворения гидроокиси алюминия. К тому же, ввод этих компонентов производится в строгой последовательности и практически одновременно, но вначале каустическая сода и затем сульфат алюминия при интенсивном перемешивании.

Указанные недостатки и неудобства при работе с этими загустителями и структурообразователями поликатионных буровых растворов явились причиной разработки нового реагента Силфок-2540СИ.

Оценка эффективности реагента Силфок-2540СИ производилась по изменению реологических показателей пластической вязкости (ПВ, сП) и динамического напряжение сдвига (ДНС, Па), а также статического напряжения сдвига (CHC_1/10, дПа) за 1, 10 мин (таблица 1) при обработке бурового раствора указанным реагентом. Также производились замеры плотности (ρ, г/см³) и показателя фильтрации (ПФ, см³).

В таблице 1 приведены промысловые результаты использования реагента Силфок-2540СИ при строительстве скважины №627 Астраханского ГКМ.

Из таблицы 1 видно, что количество реагента Силфок-2540СИ для повышения реологических показателей зависит от концентрации глинистой фазы и других технологических параметров бурового раствора и в среднем составляет 0,5-2,5% от объема рабочего раствора.

При концентрации реагента Силфок-2540СИ менее 0,5% эффективность обработки недостаточна (таблица 1, пп. 2, 8), а при концентрации более 2,5% СНС бурового раствора увеличивается до неприемлемых значений (таблица 1, пп. 6, 12).

В каждом конкретном случае, перед проведением обработки по повышению реологических показателей потребное количество реагента Силфок-2540СИ определяют лабораторным путем.

Далее производят химическую обработку поликатионного бурового раствора следующим образом: в циркулирующий рабочий раствор за один цикл вводят расчетное количество реагента Силфок-2540СИ.

Реагент Силфок-2540СИ специально разработан для повышения реологических показателей поликатионных буровых растворов.

В таблице 2 показано влияние состава реагента Силфок-2540СИ, а именно, содержание катионного сополимера Силфок-2540С и извести, на показатели бурового раствора при обработке указанным реагентом.

При уменьшении концентрации Силфок-2540С менее 10 мас.% и негашеной извести менее 25 мас.% эффективность обработки падает, а именно СНС раствора практически не меняется (таблица 2, пп. 2, 6), а их увеличение соответственно более 13 мас.% и 30 мас.% приводит к резкому увеличению СНС бурового раствора (таблица 2, пп. 4, 8).

Изобретение относится к реагентам для регулирования структурных свойств поликатионных буровых растворов. Технический результат - повышение реологических показателей поликатионных буровых растворов. Реагент для повышения реологических показателей поликатионных буровых растворов содержит, мас.%: высокомолекулярный катионный сополимер Силфок-2540С 10-14; негашеную известь 25-30; воду - остальное. 2 табл.

Реагент для повышения реологических показателей поликатионных буровых растворов, содержащий полимер и воду, отличающийся тем, что содержит дополнительно негашеную известь, а в качестве полимера используется высокомолекулярный катионный сополимер Силфок-2540С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокомолекулярный катионный сополимер Силфок-2540С 10-14 Негашеная известь 25-30 Вода Остальное