Инвертный эмульсионный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов Советский патент 1983 года по МПК C09K7/06 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к буровым растворам, предназначенным для вскрытия продуктивных пластов. Известен буровой раствор на углеводородной основе для вскрытия продуктивных горизонтов,содержащий глину, ПАВ, хлористое железо и барит ij, Недостатком такого раствора является то, не обеспечивает качественное вскрытие продуктивного пласта. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаем му положительному эффекту инвертный эмульсионный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов 2j , содержащий следующие ингредиенты,, вес.%: Дизельное топливо 45 Эмультап - , 4,0 Сернокислое железо 2,5 Минерализованная вода16,5 Сапропель32,0 В данном составе сапропель исполь зуется в качестве структурообразователя и вводится в виде естественной суспензии концентрацией 3-5% Oia сухое вещество), Недостатком известного эмульсионного раствора является то, что струк турообразователь имеет сильно развитую поверхность, которая преимущественно является гидрофильной. Поэтому при вскрытии нефтесодержащих коллекторов трещинного типа и проникновения в пласт такого раствора наблюдается капиллярное всасывание, вследст вие чего тонкодисперсные частида твердой фазы способны проникать в пр дуктивный пласт на значительные расстояния, снижая тем .самым его естест венную проницаемость. Кроме того, ис пользование естественшлх суспензий сапропелей 3-5%-ной концентрации связано с нерентабельностью малокон центрированных природных продуктов. Следует отметить также, что транспор тировка суспензий сапропелей возможна только при положительных темпераpax, что затрудняет использование известного эмульсионного раствора в зимнее время. Одним из недостатков является также большой расход дизель ного топлива и ПАВ. Цель изобретения - снижение кольматирующих свойств раствора. 1 162 Поставленная цель достигается тем, что иявертный эмул11сионный буровой раствор для вскрытие продуктивных пластов, содержащий углеводородную основу поверхностно-актж вное вещество, сернокислое железо, минерализованную воду и сапропель дополнительно содерхотт низкомолекупярный полиэтилен с молекулярным весом 9003000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углеводородная основа30-40 Поверхностно-активноевещество1-3 Сернокислое железо . . I 1-5 Минерагшзованная водаО,1-20 Сапроп У1Ь22-60 Пизкомолекулярный полиэтилен с молекулярным . весом 900-3000 3-15 В качестве дисперсионной среды эмульсионный раствор содержит дизельное топливо с добавкой низкомолекулярного полиэтилена, который в результате взаимодействия линейных молекулярных цепей в pcicTBOpe способствует образованию структуры. Низкомолекулярный пол:1этилен fcHn-CH2-)h с молекулярн1 ш весом 900-3000 , является мног этоннажньгм отходом производства пoлliэтилeнa высокого даЕления, раств ррим в органических растворителях, в частности,в дизельном топливе, не токсичен, не самовоспламеняется, не взаимодействует с солями, щелочами, к слотами, не подверж:ен окислению, не вызывает коррозиии металлов, пригоден к применению в широком диапазоне рН как в пресных, так и в минерап1 зованных растворах. В качестве ПАВ могут ()ыть использованы эмультал, сульфоолеин и укринол-I, способствующие значительному снижению поверхностного натяжения на границе раздела фаз, благодаря чему достигается высокая дисперсность водной составляющей эмульсионного раствора. В качестве дисперсной фазы использовали минерализованную воду (раствор хлористого натрия П 1,20 г/см) и водную суспензию сапропеля, полуценную из воздушно-сухого продукта концентрацией 2-10% на сухое вещество . Буровой раствор для вскрытия про дуктивных пластов, приготовленный из перечисленных компонентов, представляет собой устойчивую обратную эмульсию, что достигается путем адсорбционного взаимодействия низкомо лекулярного полиэтилена с гидрофоб участками поверхности частиц сапропеля. Эффект стабилизации усиливается в присутствии солей железа, способных взаимодействовать с гуминовыми веществами и битумами сапропелей с образованием адсорбционных слоев. Таким образом, на частицах сапро пеля создается весьма прочная стабилизирующая оболочка из частично адсорбированных линейных молекул полиэтилена, экранирующих гидрофиль ные участки поверхности .Такие гидр фобизированные частицы сапропеля,ко центрируясь на поверхности раздела между дисперсной фазой и дисперсион ной средой придают эмульсии, дополнительную устойчивость, а при попад нии в пласт будут способствовать снижению эффекта капиллярного всасы вания. Технология приготовления предлагаемого эмульсионного раствора для вскрытия продуктипных пластов заключается в следующем. Соста 64 В расчетное количество дизельного топлива вводится низкомолекулярный полиэтилен и растворяется при перемешивании. После добавления ПАВ смесь перемеш11вают 5-10 мин. Далее, не прекращая перемешивания, вводят минерализованную воду и серНокислое железо. После эмульгирования всего объема водной фазы вводят водную суспензию сапропеля и эмульсию перемешивают 30-40 мин. Пример. В 350 г дизельного топлива (35%) растворяют 80 г (8%) низкомолекулярного полиэти лена, вводят 30 г (3%) змультала при перемешивании в течение 10 мин. Затем к полученной смеси при непрерывном перемешивании добавляют в течение 20 мин 100 г (10%) раствора хлористого натрия с плотностью р 1,2 г/см и 30 г fo% ) сернокислого железа. После эмульгирования водной фазы вводят А10 г (41%) суспензии сапропеля и эмульсию перемешивают в течение 40 мин. В качестве ПАВ исаоль уют также сульфоолеин. и укринол-1, которые в данном случае взаимозаменяемы . Для выявления оптимального соотношения компонентов предлагаемого раствора исследуют технологические свойства, а также блокирующее влия ние на пласт растворов, имеющих различный состав (табл.1). Т а б л и ц а 1 ытываемых эмульсионных астворов

ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР Д.11Я ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий углеводородную основу, noeepxHocTHo-ajCTHBHoe вещество, сернокислое железо, минерализованную воду и сапропель, о т л и чающийся тем, что, с цепью снижения кольматирующих свойств раствора, он дополнительно содержит низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 900-3000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углеводородная основа30-40 Поверхностноактивное вещество1-3 Сернокислое железо0,1-20 (Л С-гпропель22-60 Низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 900-30003-15 ел ел

Вода минерал1гзгованная( ,20 г/c)

Сапропель

Иизкомолекулярный полиэтилен

10 12 20

15 0,1

41 37 22 25

53 60

8 10 15 17

Блокирующее влияние исследуемых .растворов на пласт оценивают по коэффициенту восстановления проге1цаемости 5 (в %) и глубине кольматации К (в см). Исследование проводят.на образцах кернов низкопроницаемых пластов , наиболее характерных для услоКак видно из табл. 2, хорошими технологическими свойствами обладают растворы, соответствующие составам 2-5.55

Технологические параметры этих растворов находятся в пределах нормы ,Полученные эмульсионные растворы облавий Белоруссии с проницаемостью (1-1 о) мД. Испытание

проводят по щепринятой методике на у становке УИ11К-1М.

исследуемых

эастворов табл. 2.

н ц а 2 .

Т а б л

дают хороппами структурно-механическими свойствами, о чем свидетельствуют довольно высокие для эмульсий значений величин статическог о напряжения сдвига,. Коэффициент в|эсстановления проницаемости имеет высокие значе1шя, глубина кольматации незначительна.

7 I0575i6g

Уменьшение содержания в раствореных пределов ведет к неоправданно

углеводородных компонентов дизель-большому расходу углеводородного

ного топлива и низкомолекулярного по-сырья (состав 6).

лиэтилена приводит к снижению ста-CBoftcTifja предлагаемого эмульсйонбидыюсти эмульсии, что подтвержда-5 ного раствора сравнивают с аналогичется более низким значением Uw ными свойствами известных растворов

200 В (состав 1), Превышение указан-(табл. 3 ).

1,105751612

Как видно из приведенных данныхсокращения расхода дизельного топлива

предлагаемий состав обладает наибо-и эмультала. В отличие от прототипа в

лее высоким значением коэффициентасост,ав раствора вводится не природная

восстановления проницаемости и мини-суспензия сапропехш, а приготовленная

мальиой глубиной кольматации приза-/ 5из воздушно-сухого продукта, что снибойной зоны.жает транспортные расходы и при том

По сравнению с известными раство-достигается возможность круглогодичрами данный эмульсионный раствор обла-ного использования этих растворов в

дает более низкими значениями плот-бурении, ности при сохранении прочной структуры 10

1,03 г/см , CHCfAjj 1, 6/3,5 Н/м J Эмульсионный раствор может быть

|Что особенно важно при вскрытии про- использован при бурении ji вскрытии

дуктивных пластов..продуктивных пластов, значительно сниПредлагаемый эмульсионный растворжая их кольматацию и повышая нефтеотявляется более экономичным вследствие 15дачу.