[go: up one dir, main page]

RU2100400C1 - Hydrocarbon-based drilling fluid - Google Patents

Hydrocarbon-based drilling fluid Download PDF

Info

Publication number
RU2100400C1
RU2100400C1 RU93029191A RU93029191A RU2100400C1 RU 2100400 C1 RU2100400 C1 RU 2100400C1 RU 93029191 A RU93029191 A RU 93029191A RU 93029191 A RU93029191 A RU 93029191A RU 2100400 C1 RU2100400 C1 RU 2100400C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
barite
oil
solution
hydrocarbon
drilling fluid
Prior art date
Application number
RU93029191A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93029191A (en
Inventor
Эрнст Александрович Оголихин
Лидия Васильевна Чернова
Людмила Васильевна Утенок
Александр Николаевич Быкадоров
Сергей Эрнстович Оголихин
Тамара Ивановна Катренко
Гали Багитжанович Хаиров
Булат Кабиевич Утебаев
Original Assignee
Эрнст Александрович Оголихин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эрнст Александрович Оголихин filed Critical Эрнст Александрович Оголихин
Priority to RU93029191A priority Critical patent/RU2100400C1/en
Publication of RU93029191A publication Critical patent/RU93029191A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100400C1 publication Critical patent/RU2100400C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production; drilling fluids. SUBSTANCE: invention focuses on drilling fluid used when advancing through unstable clays, mudstones, salts as well as through zones with abnormally high formation pressures containing carbon oxides and hydrogen sulfide. Increased barite-capacity (density) of solution, decreased viscosity and strength of structure and reduced filtration loss are caused by that hydrocarbon-based drilling fluid contains diesel fuel or kerosene fraction, or petroleum, and also caustic lime, water, high-oxidation bitumen, sulfonol, an oil-containing sulfonate additive, and barite modified by sodium tripolyphosphate. Owing to sulfonate additive, barite-capacity of solution increases from 39.18 to 50 vol.% and thence density increases from 2200 to 2520 kg/cu.m, Engler viscosity decreased by a factor of 1.5 (52 and 35 s), static shear stress by a factor of 25 (303 and 12 dPa), and filtration loss is 5.2 times reduced. EFFECT: improved performance characteristics of fluid. 4 tbl

Description

Изобретение относится к геологоразведочной, нефтяной и газовой промышленности, а именно к промывочным растворам на углеводородной основе, применяемым в бурении нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин. The invention relates to exploration, oil and gas industry, in particular to hydrocarbon-based flushing solutions used in drilling oil, gas and exploration wells.

Изобретение может быть использовано при проходке неустойчивых глин, аргиллитов, солей, а также при проходке в зонах аномально высоких пластовых давлений (АВПД), содержащих CO, CO2 и H2S.The invention can be used in the sinking of unstable clays, mudstones, salts, as well as in sinking in areas of abnormally high reservoir pressure (AAP) containing CO, CO 2 and H 2 S.

Известен буровой раствор на углеводородной основе, содержащий нефть или ее дистилляты, регулятор фильтрации, структурообразователь, утяжелитель, воду, гирофобизатор и регулятор вязкости поверхностно-активное вещество [1]
аналог.
A well-known hydrocarbon-based drilling fluid containing oil or its distillates, a filtration regulator, a builder, a weighting agent, water, a gyrofobizator and a viscosity regulator surfactant [1]
analogue.

Недостатком этого раствора является низкая баритоемкость, высокие фильтрационные потери, а также сильное загущение раствора при увеличении его плотности. The disadvantage of this solution is the low barite capacity, high filtration losses, as well as a strong thickening of the solution with increasing density.

Наиболее близким к заявленному по составу является буровой раствор (ИБР-2), содержащий дизельное топливо, битум высокоoкисленный, негашеную известь, воду, сульфонол, флотационный барит, бентонит, СМАД-1, эмультал и нейтрализатор и сероводорода ЖС-7 [2] прототип. Closest to the claimed composition is a drilling fluid (IBR-2) containing diesel fuel, highly oxidized bitumen, quicklime, water, sulfonol, flotation barite, bentonite, SMAD-1, emulsifier and neutralizer and hydrogen sulfide ZhS-7 [2] prototype .

Недостатком этого раствора также является низкая баритоемкость, высокая вязкость, большая прочность структуры и большие фильтрационные потери. С увеличением плотности раствор сильно загущается и не прокачивается через скважину из-за больших гидравлических сопротивлений, превышающих гидравлическую мощность буровых насосов. Раствор не допускает применение в качестве утяжеляющего материала барита, имеющего гидрофобную поверхность (барита, модифицированного триполифосфатом натрия). The disadvantage of this solution is also low barite capacity, high viscosity, high structural strength and large filtration losses. As the density increases, the solution thickens significantly and does not pump through the well due to large hydraulic resistances exceeding the hydraulic power of the mud pumps. The solution does not allow the use of barite as a weighting material having a hydrophobic surface (barite modified with sodium tripolyphosphate).

Целью изобретения является повышение баритоемкости (плотности), уменьшение вязкости и прочности бурового раствора на углеводородной основе, а также уменьшение его фильтрационных потерь. The aim of the invention is to increase the barite capacity (density), reducing the viscosity and strength of the drilling fluid based on hydrocarbon, as well as reducing its filtration losses.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор на углеводородной основе, включающий дизельное топливо, битум высокоокисленный, негашеную известь, воду, сульфон, флотационный барит, бентонит, СМАД-1, эмультал и ЖС-7, дополнительно содержит маслосодержащую присадку СКГ-2, заменяющую в прототипе бентонит, СМАД-1 и эмультал, которая позволяет повысить баритоемкость раствора, уменьшить вязкость, прочность структуры и его фильтрационные потери, причем компоненты берут в следующих соотношениях, мас. This goal is achieved in that the hydrocarbon-based drilling fluid, including diesel fuel, highly oxidized bitumen, quicklime, water, sulfone, flotation barite, bentonite, SMAD-1, emultal and ZhS-7, additionally contains an oil-containing additive SKG-2, which replaces in the prototype, bentonite, SMAD-1 and emultal, which allows to increase the barite intensity of the solution, reduce the viscosity, structure strength and its filtration losses, and the components are taken in the following proportions, wt.

Битум высокоокисленный 1,23 12,29
Негашеная известь 1,35 26,22
Вода 0,02 1,04
Сульфонол НП-3 0,18 0,25
Маслосодержащая присадка СКГ-2 0,3 0,37
Барит, модифицированный триполифосфатом натрия 0,01 83,3
Дизельное топливо или смесь дизельного топлива с керосиновой фракцией нефти или нефть Остальное
Введение присадки СКГ-2 позволяет применять для утяжеления раствора не только флотационный барит, но и барит, модифицированный триполифосфатом натрия. В качестве дисперсионной среды в заявляемом растворе может быть применена нефть с температурой застывания не ниже -20oC или смесь дизельного топлива и керосиновых фракций нефти (К-20 КО-30).
Highly oxidized bitumen 1.23 12.29
Quicklime 1.35 26.22
Water 0.02 1.04
Sulfonol NP-3 0.18 0.25
Oil-containing additive SKG-2 0.3 0.37
Barite modified with sodium tripolyphosphate 0.01 83.3
Diesel fuel or a mixture of diesel fuel with a kerosene oil fraction or oil
The introduction of the SKG-2 additive makes it possible to use not only flotation barite, but also barite modified with sodium tripolyphosphate to weight the solution. As a dispersion medium in the inventive solution can be used oil with a pour point not lower than -20 o C or a mixture of diesel fuel and kerosene oil fractions (K-20 KO-30).

В табл. 1 представлен химический состав присадки СКГ-2. In the table. 1 shows the chemical composition of the additive SKG-2.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что данный раствор отличается от известного введением новых компонентов, а именно присадки СКГ-2 и барита, модифицированного триполифосфатом натрия. В результате введения присадки СКГ-2 баритоемкость раствора увеличивается с 39,18 до 50 об. вследствие чего его плотность поднимается с 2200 до 2520 кг/м3, условная вязкость уменьшается в 1,5 раза (52 и 35 с), статическое напряжение сдвига уменьшается в 25 раз (303 и 12 дПа), фильтрационные потери при 80oC снижаются в 5,2 раза (31 и 5,9) (табл. 2 и 3).Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that this solution is different from the known introduction of new components, namely additives SKG-2 and barite modified with sodium tripolyphosphate. As a result of the introduction of the SKG-2 additive, the barite capacity of the solution increases from 39.18 to 50 vol. as a result, its density rises from 2200 to 2520 kg / m 3 , conditional viscosity decreases by 1.5 times (52 and 35 s), static shear stress decreases by 25 times (303 and 12 dPa), filtration losses at 80 o C are reduced 5.2 times (31 and 5.9) (Tables 2 and 3).

Таким образом, заявляемое техническое решение является новым. Анализ известных составов буровых растворов на углеводородной основе и эмульсий [2
5] применяемых в бурении скважин, показал, что введение присадки СКГ-2 в состав раствора неизвестно.
Thus, the claimed technical solution is new. Analysis of known compositions of hydrocarbon-based drilling fluids and emulsions [2
5] used in drilling wells, showed that the introduction of additives SKG-2 in the composition of the solution is unknown.

Таким образом данный состав компонентов придает буровому раствору на углеводородной основе новые свойства, что позволяет сделать вывод о наличии изобретательского уровня. Thus, this composition of the components gives the hydrocarbon-based drilling fluid new properties, which allows us to conclude that there is an inventive step.

Раствор готовится следующим образом. The solution is prepared as follows.

В углеводородной основе дизельном топливе или нефти гасится оксид кальция путем ввода расчетного количества воды. После гашения извести в раствор вводится сульфонол и высокоокисленный битум. После перемешивания смеси в течение одного часа в ее состав добавляется присадка СКГ-2 и барит, модифицированный триполифосфатом натрия. По избирательскому замыслу может быть использован гидрофобный барит (табл. 2, опыты 14 16). После часа перемешивания раствор готов к применению. In a hydrocarbon-based diesel fuel or oil, calcium oxide is quenched by entering the calculated amount of water. After lime is extinguished, sulfonol and highly oxidized bitumen are introduced into the solution. After mixing the mixture for one hour, SKG-2 additive and barite modified with sodium tripolyphosphate are added to its composition. According to the electoral plan, hydrophobic barite can be used (Table 2, experiments 14–16). After an hour of mixing, the solution is ready for use.

Пример. В углеводородной основе (17,4 мас.) гасится оксид кальция (5,72 мас. ) введением в смесь воды (0,27 мас.). После гашения извести в смесь вводится сульфонол (0,62 мас.) и битум высокоокисленный (2,68 мас.). После растворения битума раствор утяжеляется баритом (73,34 мас.) и обрабатывается присадкой СКГ-2 (0,32 мас.). В табл. 4 приведены составы растворов в зависимости от их плотности. Example. In a hydrocarbon base (17.4 wt.), Calcium oxide (5.72 wt.) Is quenched by introducing water (0.27 wt.) Into the mixture. After lime is extinguished, sulfonol (0.62 wt.) And highly oxidized bitumen (2.68 wt.) Are added to the mixture. After dissolution of bitumen, the solution is weighted with barite (73.34 wt.) And processed with SKG-2 additive (0.32 wt.). In the table. 4 shows the composition of solutions depending on their density.

Указанным способом было приготовлено девятнадцать растворов (табл. 2, 3) с различными (мас.) содержанием присадки СКГ-2. Плотность приготовленных образцов изменялась от 1020 до 2520 кг/м3. В табл. 2 приведены физические свойства растворов, в таблице 3 баритоемкость растворов.In this way, nineteen solutions were prepared (Tables 2, 3) with different (wt.) Content of SKG-2 additive. The density of the prepared samples varied from 1020 to 2520 kg / m 3 . In the table. 2 shows the physical properties of the solutions, in table 3 the barite capacity of the solutions.

Из приведенных данных следует: баритоемкость раствора возросла в 1,3 раза (39,18 и 50 об.), вследствие чего его плотность увеличилась с 2200 до 2520 кг/м3; условная вязкость уменьшилась в 1,5 раза (52 и 35 с); статическое напряжения сдвига (CHC1) уменьшилось в 25 раз (303 и 12 дПа); фильтрационные потери при 80oC снизились в 5,2 раза (31 и 5,9 мл).From the above data it follows: the barite capacity of the solution increased 1.3 times (39.18 and 50 vol.), As a result of which its density increased from 2200 to 2520 kg / m 3 ; conditional viscosity decreased by 1.5 times (52 and 35 s); static shear stress (CHC 1 ) decreased by 25 times (303 and 12 dPa); filtration losses at 80 o C decreased by 5.2 times (31 and 5.9 ml).

Описание ингредиентов раствора. Description of the ingredients of the solution.

Битум высокоокисленный представляет собой продукт твердой консистенции, получаемый окислением остатка от перегонки нефти (гудрона, содержащего щелочь) при температуре 130 160oC. В состав БВ входят асфальтены (≥ 25 мас.), смолы (≅ 24 мас.) и масла (≥ 51 мас.).Highly oxidized bitumen is a solid consistency product obtained by oxidizing the residue from the distillation of oil (tar containing alkali) at a temperature of 130 160 o C. The composition of BV includes asphaltenes (≥ 25 wt.), Resins (≅ 24 wt.) And oil (≥ 51 wt.).

Негашеная известь продукт обжига карбонатных пород, измельченный механическими дробилками. Состав: содержание активных CaO и MgO не менее 70 - 90% содержание непогасившихся частиц не более 7 12% потери при прокаливании не более 5 10 мас. Quicklime calcined carbonate rock product ground by mechanical crushers. Composition: the content of active CaO and MgO is not less than 70 - 90%; the content of non-extinguished particles is not more than 7 12%;

Сульфонол НП-3 (алкилбензолсульфонат) синтетическое ПАВ, смесь натриевых солей алкилбензосульфоновых кислот 80 84 мас. несульфированные соединения 1,7 3,0 мас. сульфат и сульфит натрия 12 15 мас. влага 2,5 мас. Sulfonol NP-3 (alkylbenzenesulfonate) synthetic surfactant, a mixture of sodium salts of alkylbenzenesulfonic acids 80 84 wt. unsulfonated compounds 1.7 3.0 wt. sulfate and sodium sulfite 12 15 wt. moisture 2.5 wt.

Маслосодержащая присадка СКГ-2 коллоидный раствор сульфата, карбоната и гидроокиси кальция, стабилизированных сульфонатом кальция (М 450 600) в минеральном масле, разбавленном высокоароматизированным углеводородным растворителем, содержащим кислый гудрон. Oil-containing additive SKG-2 is a colloidal solution of calcium sulfate, carbonate and hydroxide stabilized with calcium sulfonate (M 450 600) in mineral oil diluted with a highly aromatic hydrocarbon solvent containing acid tar.

Барит, модифицированный триполифосфатом натрия, представляет собой безводный сульфат бария, модифицированный триполифосфатом натрия для подавления флотореагентов. Содержание сернокислого бария не менее 90 94 мас. Barite modified with sodium tripolyphosphate is anhydrous barium sulfate modified with sodium tripolyphosphate to suppress flotation reagents. The content of barium sulfate is not less than 90 94 wt.

Дизельное топливо дистиллят нефти с температурой выкипания 255 - 360oC.Diesel fuel oil distillate with a boiling point of 255 - 360 o C.

Керосин дистилляты прямой гонки нефти с температурой выкипания 200 - 300oC.Kerosene distillates direct oil race with a boiling point of 200 - 300 o C.

Вода химическое вещество, состоящее из 11,19 мас. водорода и 88,81 мас. кислорода. Молекулярная масса 18,015. Water is a chemical substance consisting of 11.19 wt. hydrogen and 88.81 wt. oxygen. The molecular weight of 18.015.

Источники информации
1. Роджерс Ф. Состав и свойства промывочных жидкостей. М. Недра, 1976, с. 489 500.
Sources of information
1. Rogers F. Composition and properties of flushing liquids. M. Nedra, 1976, p. 489,500.

2. Касперский Б. В. и др. Известково-битумный раствор с улучшенными реологическими свойствами (ИБР-2). Нефтяное хозяйство 1985, N 1, с. 9. 2. Kaspersky B.V. et al. Lime-bitumen solution with improved rheological properties (IBR-2). Oil industry 1985, N 1, p. 9.

3. Авторское свидетельство. СССР N 1198090, кл. C 09 K 7/06, 1984 г. 3. Copyright certificate. USSR N 1198090, class C 09 K 7/06, 1984

4. Орняк М. В. Руди В. П. и др. Эмульсионные буровые растворы, стабилизированные катионоактивными поверхностно-активными веществами. Физико-химическая механика промывочных и тампонажных дисперсий, Киев, 1979, с.10. 4. Ornyak M. V. Rudi V. P. et al. Emulsion drilling fluids stabilized by cationic surfactants. Physico-chemical mechanics of washing and grouting dispersions, Kiev, 1979, p. 10.

5. Булатов А. И. и др. Технология промывки скважин. М. Недра, 1981 г. с. 124. 5. Bulatov A.I. et al. Well flushing technology. M. Nedra, 1981 p. 124.

Claims (1)

Буровой раствор на углеводородной основе, содержащий негашеную известь, воду, битум высокоокисленный, сульфонол НП-3 и утяжелитель, отличающийся тем, что раствор содержит дополнительно маслосодержащую сульфонатную присадку СКГ-2, а в качестве утяжелителя использован модифицированный триполифосфатом натрия барит, а в качестве углеводородной основы дизельное топливо, или нефть, или керосин при следующем соотношении компонентов в растворе, мас:
Битум высокоокисленный 1,23 12,29
Негашеная известь 1,35 26,22
Вода 0,02 1,04
Сульфонил НП-3 0,18 0,25
Маслосодержащая присадка СКГ-2 0,30 0,37
Барит, модифицированный триполифосфатом натрия 0,01 83,3
или
Нефть Остальноей
A hydrocarbon-based drilling fluid containing quicklime, water, highly oxidized bitumen, NP-3 sulfonol and a weighting agent, characterized in that the solution additionally contains SKG-2 oil-containing sulfonate additive, and barite modified with sodium tripolyphosphate is used as a weighting agent, and hydrocarbon as a weighting agent the basis of diesel fuel, or oil, or kerosene in the following ratio of components in solution, wt:
Highly oxidized bitumen 1.23 12.29
Quicklime 1.35 26.22
Water 0.02 1.04
Sulfonyl NP-3 0.18 0.25
Oil-containing additive SKG-2 0.30 0.37
Barite modified with sodium tripolyphosphate 0.01 83.3
or
Oil rest
RU93029191A 1993-06-11 1993-06-11 Hydrocarbon-based drilling fluid RU2100400C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029191A RU2100400C1 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Hydrocarbon-based drilling fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029191A RU2100400C1 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Hydrocarbon-based drilling fluid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93029191A RU93029191A (en) 1996-09-20
RU2100400C1 true RU2100400C1 (en) 1997-12-27

Family

ID=20142589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93029191A RU2100400C1 (en) 1993-06-11 1993-06-11 Hydrocarbon-based drilling fluid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2100400C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447121C2 (en) * 2010-06-11 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Hydrocarbon-based drilling mud
RU2655035C1 (en) * 2017-07-13 2018-05-25 Публичное акционерное общество "Газпром" Weighted invert-emulsion drilling mud
RU2730167C2 (en) * 2015-11-02 2020-08-19 Те Лубризол Корпорейшн Lubricant for water-based drilling fluid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Инструкция по приготовлению и применению ИБР с улучшенными реологическими свойствами РД-39-2-1080-84. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447121C2 (en) * 2010-06-11 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Hydrocarbon-based drilling mud
RU2730167C2 (en) * 2015-11-02 2020-08-19 Те Лубризол Корпорейшн Lubricant for water-based drilling fluid
RU2655035C1 (en) * 2017-07-13 2018-05-25 Публичное акционерное общество "Газпром" Weighted invert-emulsion drilling mud

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3729053A (en) Method for increasing permeability of oil-bearing formations
US6977048B2 (en) Method of recycling water contaminated oil based drilling fluid
US3373808A (en) Oil recovery process
US4427528A (en) Process for extracting crude oil from tar sands
EA004090B1 (en) Mineral acid enhanced thermal treatment for viscosity reduction of oils (ecb-0002)
NO833999L (en) USE OF SPECIAL MATERIALS AS DETERGENTS IN OIL-BASED DRILLS
US2360992A (en) Oil base drilling fluid
AU2002338477A1 (en) Method of recycling water contaminated oil based drilling fluid
US4249606A (en) Lignosulfonates carboxylated with carbon dioxide as additives in oil recovery processes involving chemical recovery agents
US3028333A (en) Drilling fluid
US2773031A (en) Drilling muds
RU2100400C1 (en) Hydrocarbon-based drilling fluid
US3264214A (en) Drilling fluid
Gewers Colloid and surface chemical problems in non-conventional heavy oil recovery
US3653437A (en) Viscous surfactant waterflooding
US2793189A (en) Drilling fluids and emulsifiers therefor
RU2027733C1 (en) Hydrocarbon based mud
GB2109034A (en) Phosphate ester/alcohol mixture in well acidizing
NO172057B (en) MIXTURE CONTAINING A CAUSTIZED LIGNITE AND SULPHONATED ASPHALT FOR USE IN BORESLAM, BORESLAM CONTAINING SUCH A MIXTURE, PROCEDURE FOR PREPARING THE MIXTURE, AND USING THE MIXTURE OF BURNING.
US3240280A (en) Drilling and/or servicing of wells
SU1108097A1 (en) Hydrocarbon-base drilling mud
RU2190151C2 (en) Method of extracting and transporting high-viscosity petroleum products
SU1073274A1 (en) Hydrocarbon-base drilling mud
RU2027734C1 (en) Drilling mud
SU1082791A1 (en) Low-clay petroleum emulsion drilling mud