Состав структурированной буферной жидкости Российский патент 2024 года по МПК C09K8/40 

Изобретение относится к креплению, освоению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности к структурированным буферным жидкостям с регулируемой плотностью, которые применяются для разделения различных по составу, минерализации и плотности технологических жидкостей из скважины, в том числе для аномально высоких пластовых давлений (АВПД).

Известен порошкообразный состав «Экогум» (патент РФ №2099504, опубл. 20.12.1992 г.) для приготовления буферной жидкости и обработки буровых глинистых растворов, содержащий, мас. %:

Углещелочной реагент 30-50 Реагент на основе сополимера винилацетата и полисахарида 50-70. Недостатком состава является его низкая структурная устойчивость, что приводит к снижению плотности буферной жидкости, что ограничивает его применение в процессе строительства скважин в условиях АВПД.

Известен состав буферной жидкости (патент РФ №2199648, опубл. 27.02.2003), включающий карбоксиметилцеллюлозу, нитрилотриметилфосфоновую кислоту, с утяжелителем и дополнительно углещелочной реагент при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Углещелочной реагент 8-12 Карбоксиметилцеллюлоза 0,45-0,8 Нитрилотриметилфосфоновая кислота 0,02-0,05 Утяжелитель 0-70 Вода остальное

Недостатком данного состава является то, что в составе буферной жидкости присутствует карбоксиметилцеллюлоза, что вызывает ухудшение гидродинамической связи в системе скважина-пласт в условиях высокой минерализации. Поэтому карбоксиметилцеллюлоза используется, в основном, в пресных растворах.

Известен состав буферной жидкости (патент РФ №2154083, опубл. 10.08.2000), включающий глинопорошок, полиакриламид, стабилизатор - карбоксиметилцеллюлозу, утяжелитель - железорудный концентрат и воду при следующем соотношении компонентов мас. %:

Глинопорошок 1,92-2,38 Полиакриламид 0,02-0,03 Карбоксиметилцеллюлоза 0,10-0,13 Железорудный концентрат 52,29-61,47 Вода 36,49-45,17

К недостатку данного состава относится его низкая устойчивость в условиях высокой солевой агрессии и АВПД. Полимеры на основе полиакриламидов в минерализованной среде не растворяются, не смотря на то, что относятся к солестойким материалам.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является состав по патенту РФ №2561134, опубл. 01.07.2014, состоящий из глинопорошка, стабилизатора, утяжеляющей добавки и воды, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Глинопорошок 1,92-2,38 Стабилизатор Натросол 250EXR 0,1-0,15 Утяжеляющая добавка 52,54-68,48 Вода остальное

Недостатком рассматриваемой буферной жидкости является невысокая седиментационная устойчивость в условиях полиминеральной агрессии, что не применимо в зоне аномально высоких пластовых давлений.

Техническим результатом является создание состава для получения утяжеленной структурированной буферной жидкости с повышенной седиментационной устойчивостью при бурении рапопроявляющих и поглощающих пластов.

Технический результат достигается тем, что состав для получения утяжеленной структурированной буферной жидкости содержит глинопорошок, стабилизатор Натросол 250EXR - гидроксиэтилцеллюлозу, состоящую из неионогенных гидроксиэтильных групп, солестойкий палыгорскитовый глинопорошок, воду техническую и дополнительно порошковый пеногаситель, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Солестойкий палыгорскитовый глинопорошок 4,62-4,65 Стабилизатор Натросол 250EXR 0,11 -0,12 Порошковый пеногаситель 0,05-0,06 Вода техническая остальное.

Заявляемый состав структурированной буферной жидкости с регулируемой плотностью, применяемый при бурении скважин включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие:

- палыгорскитовый солестойкий глинопорошок от 4,62 до 4,65%, выпускаемый по ТУ 08.12.22-013-04002460-1019;

- стабилизатор Натросол 250EXR от 0,11 до 0,12%, соответствующий стандартам ТУ 2231-013-32957739-2009;

- порошковый пеногаситель от 0,05 до 0,06%, согласно ТУ 2229-022-42942526-01;

- вода техническая остальное по ГОСТ 23732-2011.

Палыгорскитовый солестойкий глинопорошок - светло серый порошок, применяется для приготовления солестойких буровых растворов при бурении в особо засоленных грунтах и для приготовления гельцементов.

Стабилизатор Натросол 250EXR - гидкросиэтилцеллюлоза, состоящая из неионогенных гидроксиэтильных групп. Представляет собой волокнистую массу, порошок или гранулы белого, бледно-желтого или сероватого цвета. Применяется для контроля водоотдачи тампонажных и буровых растворов при строительстве нефтяных и газовых скважин. Стабилизатор устойчив к полиминеральным агрессивным средам.

Порошковый пеногаситель - порошок белого цвета, предназначен для предотвращения образования пены в водных и водно-нефтяных системах. Пеногаситель специально адаптирован для использования в составе глинистых буровых растворов, эффективно восстанавливает плотность буровых растворов при низких концентрациях, в широком диапазоне рН и температур.

Техническая вода служит основой, дисперсионной средой для приготовления состава характеризуется такими показателями качества как жесткость и степень минерализации.

Для разработки состава готовят водный раствор глинопорошка: берут необходимое количество воды, вводят определенное количество глинопорошка, добавляют расчетное количество Натросола 250 EXR, порошковый пеногаситель и тщательно перемешивают в смесителе до получения однородной суспензии. Состав поясняется следующими примерами.

Определение основных свойств - плотности, условной вязкости, седиментационной устойчивости, производят при температуре (20±2)°С и нормальном атмосферном давлении, измерение фильтрации - производят при температуре (20±2)°С и перепаде давления 0,7 МПа. Измерение плотности -рычажными весами FANN, седиментационную устойчивость - цилиндром ЦС-2, условную вязкость - вискозиметром ВБР-2, показатель фильтрации -прибором для измерения фильтрационных свойств растворов FANN.

Состав структурированной буферной жидкости поясняется следующими примерами.

Пример 1. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,5 г палыгорскитового глинопорошка и 0,5 г Натросол 250EXR. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 1 (таблица 1).

Пример 2. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,4 г палыгорскитового глинопорошка и 0,6 г Натросол 250EXR. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 2 (таблица 1).

Пример 3. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,2 г палыгорскитового глинопорошка, 0,7 г Натросол 250EXR и 0,1 г порошкового пеногасителя. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 3 (таблица 1).

Пример 4. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,3 г палыгорскитового глинопорошка, 0,5 г Натросол 250EXR и 0,2 г порошкового пеногасителя. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 4 (таблица 1).

Пример 5. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,2 г палыгорскитового глинопорошка, 0,6 г Натросол 250EXR и 0,3 г порошкового пеногасителя. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 5 (таблица 1).

Пример 6. В металлический стакан набрали 395 мл водопроводной воды, добавили 19,2 г палыгорскитового глинопорошка, 0,5 г Натросол 250EXR и 0,4 г порошкового пеногасителя. Затем содержимое в течение 10 минут диспергировали в смесителе. Далее проводят измерение параметров для состава 6 (таблица 1).

Для дальнейшего тестирования на седиментационную устойчивость к составам из примеров 1-6 добавлялось равное количество утяжелителя и производилось измерение плотности, показателя седиментационной устойчивости и фильтрации. Результаты представлены в таблице 2.

Применение солестойкой палыгорскитовой глины предотвращает смешение пресных и соленасыщенных технологических жидкостей при их замещении в скважине. Дополнительное введение порошкового пеногасителя обеспечивает минимальную аэрацию буферной жидкости. Необходимые концентрации солестойкого глинопорошка и порошкового пеногасителя подтверждены при помощи исследования реологических свойств, фильтрационных характеристик и седиментационных показателей состава структурированной буферной жидкости.

Состав структурированной буферной жидкости

Изобретение относится к креплению, освоению и ремонту нефтяных и газовых скважин, в частности к структурированным буферным жидкостям с регулируемой плотностью, которые применяются для разделения различных по составу, минерализации и плотности технологических жидкостей. Технический результат - повышение седиментационной устойчивости состава, солестойкость в отношении высокоминерализированных флюидов, поступающих из системы скважина-пласт при бурении в рапасносных горизонтах. Состав для получения утяжеленной структурированной буферной жидкости содержит, мас.: солестойкий палыгорскитовый глинопорошок 4,62-4,65; стабилизатор Натросол 250EXR - гидроксиэтилцеллюлозу, состоящую из неионогенных гидроксиэтильных групп, 0,11-0,12, порошковый пеногаситель 0,05-0,06, воду техническую остальное. 2 табл., 6 пр.

Состав для получения утяжеленной структурированной буферной жидкости, включающий глинопорошок, стабилизатор Натросол 250EXR - гидроксиэтилцеллюлозу, состоящую из неионогенных гидроксиэтильных групп, и воду, отличающийся тем, что содержит солестойкий палыгорскитовый глинопорошок, воду техническую и дополнительно порошковый пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Солестойкий палыгорскитовый глинопорошок 4,62-4,65 Стабилизатор Натросол 250EXR 0,11-0,12 Порошковый пеногаситель 0,05-0,06 Вода техническая Остальное