RU2467049C2 - Method of preparing invert-emulsion drilling mud - Google Patents
Method of preparing invert-emulsion drilling mud Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467049C2 RU2467049C2 RU2011105219/03A RU2011105219A RU2467049C2 RU 2467049 C2 RU2467049 C2 RU 2467049C2 RU 2011105219/03 A RU2011105219/03 A RU 2011105219/03A RU 2011105219 A RU2011105219 A RU 2011105219A RU 2467049 C2 RU2467049 C2 RU 2467049C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emulsifier
- aqueous phase
- hydrocarbon medium
- oxal
- latex
- Prior art date
Links
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства скважин, в частности к способам приготовления бурового раствора на углеводородной основе, представляющим собой обратную эмульсию и применяемым для промывки при бурении нефтяных и газовых скважин с сильно искривленным стволом, скважин с большим проложением и горизонтальных скважин.The invention relates to the field of well construction, in particular to methods for preparing a hydrocarbon-based drilling fluid, which is an inverse emulsion and is used for flushing while drilling oil and gas wells with a very curved well, large wells and horizontal wells.
Реологические свойства инвертно-эмульсионных буровых растворов (далее ИЭР), так же как и других систем буровых растворов, определяются предельными динамическим и статическим напряжением сдвига, пластической и эффективной вязкостью. Реологические свойства ИЭР зависят от вязкостных свойств дисперсионной среды (типа и вязкости углеводородной жидкости), свойств дисперсной водной фазы (объемного содержания, характера распределения глобул по размерам, степени минерализации и др.), свойств поверхностно-активных веществ (далее ПАВ), обеспечивающих эмульгирование и стабилизацию системы (химический состав, растворимость в фазах, концентрация, толщина созданных им межфазных защитных слоев и их реологические свойства и др.), и свойств твердой дисперсной фазы (концентрация, степень дисперсности, характер поверхности и ее взаимодействие с жидкими фазами и ПАВ).The rheological properties of invert emulsion drilling fluids (hereinafter referred to as IER), as well as other drilling fluid systems, are determined by the ultimate dynamic and static shear stress, plastic and effective viscosity. The rheological properties of the ESI depend on the viscous properties of the dispersion medium (type and viscosity of the hydrocarbon liquid), the properties of the dispersed aqueous phase (volumetric content, the nature of the distribution of globules in size, degree of mineralization, etc.), the properties of surface-active substances (hereinafter referred to as surfactants) that provide emulsification and stabilization of the system (chemical composition, solubility in phases, concentration, thickness of the interfacial protective layers created by it and their rheological properties, etc.), and properties of the solid dispersed phase (concentration, st stump dispersion, surface character and its interaction with the liquid phases and the surfactant).
Технология использования известных инвертно-эмульсионных буровых растворов в большинстве случаев направлена на решение узкой проблемы регулирования в большую или меньшую сторону конкретного реологического параметра составов на углеводородной основе и не позволяет решать проблему регулирования реологических свойств составов комплексно. ИЭР должны иметь высокие значения вязкости при низких скоростях сдвига для обеспечения необходимой удерживающей и выносной способности; низкие значения пластической вязкости и достаточно высокие значения динамического напряжения сдвига (ДНС) при высоких скоростях сдвига для предотвращения роста давления прокачки составов; а также способность сохранять стабильность указанных параметров при изменении термобарических условий строительства скважин.The technology of using well-known invert emulsion drilling fluids in most cases is aimed at solving the narrow problem of regulating to a greater or lesser extent the specific rheological parameter of hydrocarbon-based formulations and does not allow solving the problem of regulating the rheological properties of the formulations in a comprehensive manner. IERs must have high viscosity values at low shear rates to provide the necessary holding and carrying capacity; low values of plastic viscosity and sufficiently high values of dynamic shear stress (CSN) at high shear rates to prevent an increase in the pumping pressure of the compositions; as well as the ability to maintain the stability of these parameters when changing thermobaric conditions for well construction.
В настоящее время одним из самых распространенных способов регулирования реологических параметров ИЭР является изменение соотношения углеводородной среды и водной фазы. Повышенные реологические показатели отрицательно сказываются на условиях промывки скважины, что приводит к росту давления прокачки раствора вплоть до значений, делающих технически невозможным выполнение операций по промывке скважины. Обычно в практике бурения скважин снижение вязкости растворов на углеводородной основе достигают разбавлением раствора используемой дисперсионной средой. Однако в этом случае наряду со снижением пластической вязкости и ДНС снижается вязкость раствора при низких скоростях сдвига, уменьшается седиментационная стабильность эмульсий, резко возрастают фильтратопотери, такие системы становятся неустойчивыми к удержанию мелкодисперсной твердой фазы во взвешенном состоянии, что нежелательно, особенно при строительстве пологих и горизонтальных скважин. Следовательно, задача сводится к дополнительному введению в состав инвертно-эмульсионных буровых растворов специальных доступных структурообразователей - стабилизаторов реологических и фильтрационных свойств эмульсий.Currently, one of the most common ways of regulating the rheological parameters of the IEM is to change the ratio of the hydrocarbon medium and the aqueous phase. Increased rheological indices adversely affect the conditions of well flushing, which leads to an increase in the pumping pressure of the solution up to values that make it technically impossible to perform well flushing operations. Typically, in drilling practice, a decrease in the viscosity of hydrocarbon-based solutions is achieved by diluting the solution with the dispersion medium used. However, in this case, along with a decrease in plastic viscosity and DNS, the viscosity of the solution decreases at low shear rates, the sedimentation stability of emulsions decreases, the filtrate losses increase sharply, such systems become unstable to hold the finely dispersed solid phase in suspension, which is undesirable, especially when building shallow and horizontal wells. Therefore, the task boils down to the additional introduction of invert-emulsion drilling fluids of special available structural agents - stabilizers of the rheological and filtration properties of emulsions.
Известным является способ получения эмульсий углеводородов, воды и органофильных глин и их композиций по заявке РСТ: СА 2007/000646 20070418 от 18.04.2007, перевод заявки РСТ на национальную фазу 19.11.2008. Способ контроля вязкости эмульсии нефть/вода, который заключается в том, что включает в стадию добавления эффективного количества эмульгирующего агента в эмульсию нефть/вода, содержащую органофильную глину (ОГ), с целью обеспечения требуемой вязкости эмульсии, где эмульгирующий агент выбирают из: а) любой однонасыщенной C8-C18 жирной кислоты (НЖК); б) смеси двух или более различных С8-С18 (НЖК); в) смеси C8-C18 НЖК и, по крайней мере, одной 2-5n ненасыщенной жирной кислоты; г) растительного масла, выбранного из группы, включающей сафлоровое масло, оливковое масло, хлопковое масло, кокосовое масло, арахисовое масло, пальмовое масло, косточковое пальмовое масло и масло канолы; д) талового масла.A known method is the production of emulsions of hydrocarbons, water and organophilic clays and their compositions according to the PCT application: CA 2007/000646 20070418 from 04/18/2007, transferring the PCT application to the national phase on November 19, 2008. A method for controlling the viscosity of an oil / water emulsion, which comprises the step of adding an effective amount of an emulsifying agent to an oil / water emulsion containing organophilic clay (OG) in order to provide the desired emulsion viscosity, where the emulsifying agent is selected from: a) any monosaturated C 8 -C 18 fatty acid (EFA); b) a mixture of two or more different C 8 -C 18 (NLC); C) a mixture of C 8 -C 18 NLC and at least one 2-5n unsaturated fatty acid; d) a vegetable oil selected from the group comprising safflower oil, olive oil, cottonseed oil, coconut oil, peanut oil, palm oil, palm kernel oil and canola oil; e) taly oil.
Недостатком указанного способа является тот факт, что при вводе в эмульсию нефть/вода, содержащую эмульгирующий реагент и органофильную глину (ОГ), происходит повышение всех реологических свойств, как динамического напряжение сдвига, так и эффективной и пластической вязкости. Повышение реологических свойств приводит к значительному повышению гидродинамических сопротивлений промывки скважины, что, в свою очередь, - к необходимости снижения расхода промывочной жидкости и, как следствие, это приводит к ухудшению очистки ствола скважины, несмотря на высокие реологические составляющие. При реализации известного способа ввод в эмульсию реагентов, обладающих разжижающим эффектом, приводит не только к снижению реологических характеристик, но и к дестабилизации эмульсии.The disadvantage of this method is the fact that when introduced into the emulsion of oil / water containing an emulsifying reagent and organophilic clay (OG), there is an increase in all rheological properties, both dynamic shear stress and effective and plastic viscosity. The increase in rheological properties leads to a significant increase in the hydrodynamic resistances of the flushing of the well, which, in turn, leads to the need to reduce the flow rate of flushing fluid and, as a result, this leads to a deterioration in the cleaning of the wellbore, despite the high rheological components. When implementing the known method, the introduction into the emulsion of reagents with a fluidizing effect leads not only to a decrease in rheological characteristics, but also to destabilization of the emulsion.
Кроме того, недостатком указанного известного способа является то, что получаемый буровой раствор содержит в своем составе высококоллоидную твердую фазу (бентонит), присутствие которой в составе инвертно-эмульсионного бурового раствора может оказать отрицательное (необратимо кольматирующее) действие на вскрываемый продуктивный пласт.In addition, the disadvantage of this known method is that the resulting drilling fluid contains in its composition a high colloidal solid phase (bentonite), the presence of which in the composition of the invert emulsion drilling fluid can have a negative (irreversibly clogging) effect on the opening reservoir.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора, согласно которому производят смешивание углеводородной жидкости, минерализованной воды, ПАВ-эмульгатора и синтетического латекса (В.Н. Глущенко «Латекссодержащие обратные эмульсии», «Бурение и нефть» №1, 2007, с.22-23). По результатам исследований полученного раствора введение латекса сказывается на росте значений статического напряжения сдвига (СНС) эмульсий, вызывая также повышение их стабильности. Кроме того, в указанном источнике информации указывается на то, что совместное введение в состав ИЭР латекса и бентонитовой глины выявило синергизм их комплексного действия в составе раствора: отмечено снижение показателя фильтрации и заметный рост значений СНС. Наблюдаемое явление объясняется авторами как эффект совместной гидрофобизации бентонитовой глины эмульгатором ИЭР и латексом с сообщением ей повышенной способности к сольватации углеводородов за счет пептизации. Факт хемосорбционной связи латексов с бентонитовой глиной в литературе подтвержден экспериментально.Closest to the proposed method is a method of preparing an invert emulsion drilling fluid, according to which a mixture of hydrocarbon fluid, saline water, a surfactant emulsifier and synthetic latex are produced (V.N. Glushchenko “Latex-containing inverse emulsions”, “Drilling and oil” No. 1, 2007, p. 22-23). According to the results of studies of the resulting solution, the introduction of latex affects the increase in the values of the static shear stress (SSS) of the emulsions, causing an increase in their stability. In addition, the indicated source of information indicates that the combined introduction of latex and bentonite clay into the composition of the ESI revealed a synergy of their complex action in the solution: a decrease in the filtration rate and a noticeable increase in the SNA values were noted. The observed phenomenon is explained by the authors as the effect of joint hydrophobization of bentonite clay with an emulsion emulsifier and latex, giving it an increased ability to solvate hydrocarbons due to peptization. The fact of the chemisorption relationship of latexes with bentonite clay in the literature is confirmed experimentally.
Однако существует проблема в оперативном снижении реологических показателей инвертных буровых растворов, особенно при строительстве боковых стволов. Это связано с повышенными структурно-реологическими показателями растворов на углеводородной основе, и как следствие, возникновением больших гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве при малых кольцевых зазорах. Кроме того, значительные колебания показателей структурно-реологических свойств растворов на углеводородной основе в зависимости от температуры создают определенные трудности в оперативном регулировании свойств раствора при большой разнице температур на забое и на поверхности. Известный ИЭР, полученный указанным известным способом, не обладает указанными свойствами.However, there is a problem in the operational reduction of the rheological parameters of invert drilling fluids, especially in the construction of sidetracks. This is due to the increased structural and rheological parameters of hydrocarbon-based solutions, and as a result, the emergence of large hydraulic resistances in the annulus with small annular gaps. In addition, significant fluctuations in the structural and rheological properties of hydrocarbon-based solutions depending on temperature create certain difficulties in the operational control of the solution properties with a large temperature difference at the bottom and on the surface. Known IER obtained by the specified known method does not possess the indicated properties.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в получении инвертно-эмульсионного бурового раствора, характеризующегося повышенными значениями динамического и статического напряжения сдвига, пониженной пластической вязкостью и устойчивостью эмульсии при одновременном сохранении стабильности этих параметров при перепаде температур на устье и на забое.The technical result achieved by the proposed method is to obtain an invert emulsion drilling fluid, characterized by increased values of dynamic and static shear stress, reduced plastic viscosity and stability of the emulsion while maintaining the stability of these parameters when the temperature difference at the mouth and bottom.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора путем смешения углеводородной среды, водной фазы, эмульгатора и комплексного реагента, при этом новым является то, что вначале производят смешивание углеводородной среды и эмульгатора, далее добавляют комплексный реагент - смесь синтетического латекса и оксаля, взятых в объемном соотношении 1:(0,1÷5), далее к указанным компонентам добавляют водную фазу и смесь диспергируют, при этом компоненты берут в следующем соотношении, об.%:The specified technical result is achieved by the proposed method for the preparation of an invert emulsion drilling fluid by mixing a hydrocarbon medium, an aqueous phase, an emulsifier and a complex reagent, while it is new that a hydrocarbon medium and an emulsifier are mixed first, then a complex reagent is added - a mixture of synthetic latex and oxal taken in a volume ratio of 1: (0.1 ÷ 5), then the aqueous phase is added to these components and the mixture is dispersed, while the components are taken in the following ratio % vol.%:
В качестве углеводородной среды используют дизельное топливо, или низковязкие минеральные масла, или полиальфаолефины.As the hydrocarbon medium, diesel fuel, or low-viscosity mineral oils, or polyalphaolefins are used.
В качестве водной фазы используют техническую воду, или пластовую воду, или минерализованную солями хлорида кальция и/или магния, хлорида натрия и/или калия, формиата калия воду.As the aqueous phase using industrial water, or produced water, or mineralized with salts of calcium chloride and / or magnesium, sodium chloride and / or potassium, potassium formate water.
В качестве эмульгатора используют Домультал, или Оленол, или Richmole 700, или Эмультал.As an emulsifier use Domultal, or Olenol, or Richmole 700, or Emultal.
В качестве синтетического латекса используют латекс типа БС-50, или БС-65, или СКС-50КГП, или СКС-65ГП.As synthetic latex, latex of the type BS-50, or BS-65, or SKS-50KGP, or SKS-65GP is used.
В качестве оксаля используют флотореагент-оксаль марок Т-66, или Т-80, или Т-92, или Т-94.As oxal, flotation reagent-oxal of grades T-66, or T-80, or T-92, or T-94 is used.
В инвертно-эмульсионный буровой раствор дополнительно вводят органобентонит в количестве 0,5-1% масс.Organobentonite is additionally introduced into the invert emulsion drilling mud in an amount of 0.5-1% by weight.
Благодаря реализации заявляемого способа появилась возможность получения низковязких буровых растворов на углеводородной основе с удовлетворительными значениями ДНС и прочности геля, то есть растворов с высоким коэффициентом коагуляционного структурообразования , где τ0 - значение динамического напряжение сдвига в Па, η - значение пластической вязкости в Па*с. Буровые растворы, полученные по заявляемому способу, обладают повышенной термодинамической устойчивостью, обеспечивающей сохранение указанных свойств стабильными при перепаде температур на устье и на забое, то есть при повышении температуры реологические характеристики ИЭР, приготовленных по заявляемому способу, уменьшаются незначительно, тогда как влияние температуры на реологические свойства известных ИЭР существенно изменяет свойства последних.Thanks to the implementation of the proposed method, it became possible to obtain low-viscosity hydrocarbon-based drilling fluids with satisfactory DNS values and gel strengths, that is, fluids with a high coefficient of coagulation structure formation , where τ 0 is the value of the dynamic shear stress in Pa, η is the value of plastic viscosity in Pa * s. Drilling fluids obtained by the present method have increased thermodynamic stability, ensuring that these properties are stable when the temperature difference at the wellhead and bottom, that is, when the temperature rises, the rheological characteristics of the IER prepared by the claimed method are slightly reduced, while the effect of temperature on the rheological The properties of known IER substantially change the properties of the latter.
Благодаря определенной последовательности ввода компонентов и их заявляемому соотношению достигается указанный выше технический результат. Экспериментальным путем было установлено, что ввод веществ комплексного реагента по отдельности, а не в виде смеси, не обеспечивает получение необходимых реологических свойств бурового раствора. Так при введении сначала латекса, а потом оксаля, или наоборот, приводит к тому, что получаемые ИЭР имеют низкие реологические характеристики, низкие значения вязкости при низкой скорости сдвига (ВНСС) и КC и достаточно высокие для ИЭР показатели фильтрации.Due to a certain sequence of input components and their claimed ratio, the above technical result is achieved. It was experimentally established that the introduction of complex reagent substances separately, and not in the form of a mixture, does not provide the necessary rheological properties of the drilling fluid. So, with the introduction of latex first, and then oxal, or vice versa, the resulting ESI have low rheological characteristics, low viscosity at low shear rate (VNSS) and K C and filtering rates that are sufficiently high for the ESI.
Использование при реализации предлагаемого способа или только латекса, или только оксаля также не дает желаемых результатов. Например, при введении в инвертно-эмульсионный буровой раствор только оксаля в количестве 0,5-5 об.% происходит разжижение эмульсии, т.е. происходит снижение реологических характеристик, а при введении только латекса происходит загущение указанного раствора до состояния «нетекучести», что делает его нетехнологичным. По-видимому, это связано с тем, что оксаль (смесь диоксановых спиртов и их эфиров) играет роль разбавителя и снижает вязкость углеводородной жидкости за счет растворения высокомолекулярных веществ. Снижение вязкости углеводородной составляющей раствора приводит к снижению вязкости системы в целом, что приводит к коалесценции системы. Для повышения стабильности эмульсии оксаль предварительно смешивают с латексом, и этот комплексный реагент придает системе стабильность, повышает ее коагуляционную устойчивость. При вводе латекса в буровой раствор без предварительного смешивания с оксалем происходит коагуляция латекса, тем самым нивелируя его стабилизирующие свойства.Using in the implementation of the proposed method, either only latex or only oxal also does not give the desired results. For example, when only oxal in the amount of 0.5-5 vol.% Is introduced into the invert emulsion drilling fluid, the emulsion is diluted, i.e. there is a decrease in rheological characteristics, and with the introduction of only latex, the specified solution thickens to a “non-fluidity” state, which makes it non-technological. Apparently, this is due to the fact that oxal (a mixture of dioxane alcohols and their esters) plays the role of a diluent and reduces the viscosity of a hydrocarbon liquid due to the dissolution of high molecular weight substances. A decrease in the viscosity of the hydrocarbon component of the solution leads to a decrease in the viscosity of the system as a whole, which leads to coalescence of the system. To increase the stability of the emulsion, oxal is pre-mixed with latex, and this complex reagent gives stability to the system and increases its coagulation stability. When latex is introduced into the drilling fluid without preliminary mixing with oxal, coagulation of latex occurs, thereby leveling its stabilizing properties.
Предлагаемый способ был реализован в лабораторных условиях. Для его реализации были использованы следующие вещества:The proposed method was implemented in laboratory conditions. For its implementation, the following substances were used:
- углеводородная среда:- hydrocarbon medium:
- - дизельное топливо, ГОСТ 305-82;- - diesel fuel, GOST 305-82;
- - низковязкие минеральные масла (масло индустриальное марок И-5А, И-8А, И-12А, И-12А1, И-20А, ГОСТ 20799-88; трансформаторное масло, ТУ 38-401978-98);- - low viscosity mineral oils (industrial oil grades I-5A, I-8A, I-12A, I-12A 1 , I-20A, GOST 20799-88; transformer oil, TU 38-401978-98);
- - полиальфаолефины (альфа-олефины фракции С12-С14, ТУ 2411-058-05766801-96; альфа-олефины фракции С16-С18, ТУ 2411-067-05766801-97);- - polyalphaolefins (alpha-olefins of fraction C12-C14, TU 2411-058-05766801-96; alpha-olefins of fraction C16-C18, TU 2411-067-05766801-97);
- эмульгатор:- emulsifier:
- - Домультал ТУ 2458-014-7146133-2004;- - Domultal TU 2458-014-7146133-2004;
- - Richmole 700, ТУ 2458-070-18947160-2008;- - Richmole 700, TU 2458-070-18947160-2008;
- - Оленол, ТУ 2458-008-18947160-2001;- - Olenol, TU 2458-008-18947160-2001;
- - Эмультал ТУ 6-14-1035-79;- - Emul TU 6-14-1035-79;
- комплексный реагент:- complex reagent:
- - флотореагент-оксаль марок Т-66, Т-80, Т-92, Т-94, ТУ-2452-029-05766801-94;- - flotation reagent-oxal grades T-66, T-80, T-92, T-94, TU-2452-029-05766801-94;
- - синтетический латекс (латекс бутадиен-стирольный тип БС-50, ГОСТ 15080-77, ТУ 2294-002-00148889-2004; латекс бутадиен-стирольный тип БС-65, ТУ 38.103550-84; латекс бутадиен-стирольный тип СКС-50КГП, ТУ 38.103156-88; латекс бутадиен-стирольный тип СКС-65ГП, ГОСТ 10564-75);- - synthetic latex (styrene-butadiene latex type BS-50, GOST 15080-77, TU 2294-002-00148889-2004; styrene-butadiene latex type BS-65, TU 38.103550-84; styrene-butadiene latex type SKS-50KGP , TU 38.103156-88; latex butadiene-styrene type SKS-65GP, GOST 10564-75);
- водная фаза:- water phase:
- - техническая вода плотностью 1000 кг/м3;- - industrial water with a density of 1000 kg / m 3 ;
- - пластовая вода плотностью 1180 кг/м3;- - produced water with a density of 1180 kg / m 3 ;
- - минерализованная вода: техническая вода, минерализованная добавлением хлорида кальция и/или магния, хлорида натрия и/или калия, формиата калия с концентрацией по указанным солям вплоть до насыщения.- - mineralized water: industrial water, mineralized by the addition of calcium and / or magnesium chloride, sodium and / or potassium chloride, potassium formate with a concentration of these salts up to saturation.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами. Заявляемый способ реализуют следующим образом.The essence of the invention is illustrated by the following examples. The inventive method is implemented as follows.
Пример 1. В лабораторный стакан помещают 200 см3 углеводородной среды - дизельное топливо, вливают при перемешивании 12 см3 эмульгатора Домультал, через 10 минут перемешивания добавляют комплексный реагент - предварительно приготовленную смесь 8 см3 синтетического латекса БС-50 и 8 см3 флотореагента-оксаль Т-80, смесь перемешивают в течение 30 минут, и при перемешивании на миксере при 13000 об/мин медленно вводят в него 172 см водной фазы -минерализованную хлоридом кальция из расчета 558 г/дм3 воду. Затем раствор диспергируют на миксере при 16000 об/мин в течение 10 мин. После чего полученный инвертно-эмульсионный буровой раствор готов для применения. Количественное содержание компонентов в приготовленном буровом растворе следующее, об.%: дизельное топливо -50; домультал - 3; комплексный реагент - 4; минерализованная вода - 43, при этом комплексный реагент состоит из смеси синтетического латекса БС-50 и флотореагента-оксаля Т-80 в их объемном соотношении 1:1.Example 1. 200 cm 3 of hydrocarbon medium is placed in a beaker - diesel fuel, 12 cm 3 of Domulsal emulsifier are poured with stirring, after 10 minutes of mixing a complex reagent is added - a pre-prepared mixture of 8 cm 3 of synthetic latex BS-50 and 8 cm 3 of flotation reagent- oxal T-80, the mixture is stirred for 30 minutes, and with stirring on a mixer at 13000 rpm, 172 cm of the aqueous phase is slowly introduced into it - mineralized with calcium chloride at the rate of 558 g / dm 3 . The solution is then dispersed on a mixer at 16,000 rpm for 10 minutes. After that, the obtained invert emulsion drilling fluid is ready for use. The quantitative content of the components in the prepared drilling fluid is as follows, vol.%: Diesel fuel -50; domultal - 3; complex reagent - 4; mineralized water - 43, while the complex reagent consists of a mixture of synthetic latex BS-50 and flotation reagent-oxal T-80 in their volume ratio 1: 1.
Пример 2. В лабораторный стакан помещают 280 см3 углеводородной среды - трансформаторное масло, вливают при перемешивании 8 см3 эмульгатора Richmole 700, через 10 минут перемешивания добавляют комплексный реагент - смесь 4 см3 синтетического латекса СКС-50КГП и 16 см3 флотореагента-оксаль Т-66, смесь перемешивают в течение 30 минут, и при перемешивании на миксере при 13000 об/мин медленно вводят в него 92 см3 водной фазы - минерализованную хлоридом натрия из расчета 311 г/дм3 воду. Затем раствор диспергируют на миксере при 16000 об/мин в течение 10 мин. После чего полученный инвертно-эмульсионный буровой раствор готов для применения. Количественное содержание компонентов в приготовленном буровом растворе следующее, об.%: трансформаторное масло - 70; Richmole 700 - 2; комплексный реагент - 5; минерализованная вода - 23, при этом комплексный реагент состоит из смеси синтетического латекса СКС-50КГП и флотореагента-оксаля Т-66 в их объемном соотношении 1:4.Example 2. 280 cm 3 of hydrocarbon medium is placed in a beaker - transformer oil, 8 cm 3 of Richmole 700 emulsifier is poured with stirring, after 10 minutes of mixing a complex reagent is added - a mixture of 4 cm 3 of synthetic latex SKS-50KGP and 16 cm 3 of flotation reagent-oxal T-66, the mixture is stirred for 30 minutes, and with stirring at a mixer at 13000 rpm, 92 cm 3 of the aqueous phase is slowly introduced into it - mineralized with sodium chloride at the rate of 311 g / dm 3 . The solution is then dispersed on a mixer at 16,000 rpm for 10 minutes. After that, the obtained invert emulsion drilling fluid is ready for use. The quantitative content of the components in the prepared drilling fluid is as follows, vol.%: Transformer oil - 70; Richmole 700 - 2; complex reagent - 5; mineralized water - 23, while the complex reagent consists of a mixture of synthetic latex SKS-50KGP and flotoreagent-oxal T-66 in their volume ratio of 1: 4.
Инвертно-эмульсионые буровые растворы с другим содержанием компонентов готовили аналогичным образом.Invert emulsion drilling fluids with a different content of components were prepared in a similar way.
В лабораторных условиях исследовали следующие свойства приготовленных предлагаемым способом инвертно-эмульсионных буровых растворов:In laboratory conditions, the following properties of the invert emulsion drilling fluids prepared by the proposed method were investigated:
- плотность (ρ, кг/м3) - замеряли с помощью пикнометра;- density (ρ, kg / m 3 ) - measured using a pycnometer;
- реологические свойства - пластическую вязкость (η, мПа·с), динамическое напряжение сдвига (τ0, дПа), прочность геля (Gel, дПа), при этом η, τ0 и Gel замеряли на вискозиметре фирмы OFITE; вязкость при низкой скорости сдвига (ВНСС, мПа·с) замеряли на вискозиметре VISCO STAR plus;- rheological properties — plastic viscosity (η, MPa · s), dynamic shear stress (τ 0 , dPa), gel strength (Gel, dPa), while η, τ 0 and Gel were measured on an OFITE viscometer; viscosity at low shear rate (VNSS, MPa · s) was measured on a VISCO STAR plus viscometer;
- КC - коэффициент коагуляционного структурообразования вычисляли по формуле , где τ0 - значение динамического напряжения сдвига в Па, η - значение пластической вязкости в Па*с (указанный коэффициент характеризует структурообразующую способность комплексного реагента в различных средах). С ростом КC увеличивается транспортирующая способность потока, а также гидродинамическое давление струй бурового раствора, выходящих из насадок долота, что обеспечивает более эффективное разрушение горных пород на забое и рост механической скорости бурения. При этом высокие значения КC желательно поддерживать за счет снижения пластической вязкости бурового раствора, а не увеличения его динамического напряжения сдвига.- To C - the coefficient of coagulation structure formation was calculated by the formula , where τ 0 is the value of the dynamic shear stress in Pa, η is the value of plastic viscosity in Pa * s (this coefficient characterizes the structure-forming ability of the complex reagent in various media). With an increase in K C , the transporting ability of the flow increases, as well as the hydrodynamic pressure of the jets of the drilling fluid leaving the bit nozzles, which ensures more efficient destruction of rocks at the bottom and an increase in the mechanical drilling speed. Moreover, it is desirable to maintain high values of K C by reducing the plastic viscosity of the drilling fluid, rather than increasing its dynamic shear stress.
- электростабильность (ЭС, В) замеряли на измерителе электрической устойчивости фирмы OFITE;- electrical stability (ES, B) was measured on an OFITE electrical stability meter;
- показатель фильтрации (Ф30, см3), замеряли на динамическом фильтр-прессе фирмы OFITE при ΔР=0,7 МПа;- filtration rate (Ф 30 , cm 3 ), measured on a OFITE dynamic filter press at ΔР = 0.7 MPa;
- температуру замеряли ртутным термометром.- The temperature was measured with a mercury thermometer.
Данные о компонентном составе приготовленных предлагаемым способом инвертно-эмульсионных буровых растворов приведены в таблице 1.Data on the composition of the prepared by the proposed method invert emulsion drilling fluids are shown in table 1.
Данные о свойствах приготовленных предлагаемым способом инвертно-эмульсионных буровых растворов приведены в таблице 2.Data on the properties prepared by the proposed method invert emulsion drilling fluids are shown in table 2.
Данные, полученные в ходе лабораторных испытаний, показывают следующее:Laboratory test data shows the following:
- ИЭР, приготовленные предлагаемым способом (опыты 4, 5, 6, 9 и 10), характеризуются оптимальными свойствами, а именно: достаточно высоким коэффициентом коагуляционного структурообразования, низким значением фильтрации, пониженной пластической вязкостью при достаточно высоком значении ДНС, высокой вязкостью при низких скоростях сдвига, высокой стабильностью (более 500 В), а также высокими значениями прочности геля, позволяющими удерживать выбуренную породу и утяжелители;- IER prepared by the proposed method (experiments 4, 5, 6, 9 and 10) are characterized by optimal properties, namely: a sufficiently high coefficient of coagulation structure formation, low filtration value, low plastic viscosity at a sufficiently high CSN value, high viscosity at low speeds shear, high stability (more than 500 V), as well as high strength values of the gel, allowing to hold drill cuttings and weighting agents;
- ИЭР, приготовленные предлагаемым способом, но с отступлением от заявленного объемного соотношения латекса и оксаля (опыт 7), имеют отклонения по пластической вязкости и ДНС, соответственно и по коэффициенту коагуляционного структурообразования, а также по значению ВНСС и прочности геля;- IER prepared by the proposed method, but with a deviation from the stated volume ratio of latex and oxal (experiment 7), have deviations in plastic viscosity and CSN, respectively, in the coefficient of coagulation structure formation, as well as in the value of VNSS and gel strength;
- ИЭР, приготовленные по схеме, когда вещества комплексного реагента вводятся по отдельности, а не в виде смеси (опыты 11, 12), не обладают необходимыми реологическими свойствами, так введение сначала латекса, а потом оксаля, или наоборот, приводит к тому, что получаемые ИЭР имеют низкие реологические характеристики, низкие значения ВНСС и КC и достаточно высокие для ИЭР показатели фильтрации;- IER, prepared according to the scheme, when the substances of the complex reagent are introduced separately, and not in the form of a mixture (experiments 11, 12), do not have the necessary rheological properties, so the introduction of latex and then oxal, or vice versa, leads to the fact that obtained IER have low rheological characteristics, low values of VNSS and K C and filtration indicators high enough for IER;
- ИЭР, приготовленные с отступлением от предлагаемого способа ввода компонентов (опыт 13), имеют низкие показатели прочности геля, низкие коэффициенты коагуляционного структурообразования, достаточно высокие для ИЭР значения фильтрации, низкую стабильность и низкую вязкость при низких скоростях сдвига;- IER prepared with a deviation from the proposed method of introducing components (experiment 13) have low gel strengths, low coagulation coefficients of formation, sufficiently high filtering values for IER, low stability and low viscosity at low shear rates;
- ИЭР, приготовленные с использованием только латекса (опыт 2), характеризуются высокими значениями пластической вязкости при низких значениях ДНС, низкими значениями КC и низкой вязкостью при низких скоростях сдвига;- IER prepared using only latex (experiment 2), are characterized by high values of plastic viscosity at low values of CSN, low values of K C and low viscosity at low shear rates;
- ИЭР, приготовленные с использованием только оксаля (опыт 3), характеризуются полной фильтрацией, низкими показателями ДНС и прочности геля, низкими значениями Кс и низкой вязкостью при низких скоростях сдвига;- IER prepared using only oxal (experiment 3), are characterized by complete filtration, low DNS and gel strength, low Kc and low viscosity at low shear rates;
- ИЭР, приготовленные без применения комплексного реагента (опыт 1), обладают следующими недостатками: полной фильтрацией, низкими показателями ДНС и прочности геля, низкими значениями Кс и низкой вязкостью при низких скоростях сдвига;- IER, prepared without the use of a complex reagent (experiment 1), have the following disadvantages: full filtration, low DNS and gel strength, low K s and low viscosity at low shear rates;
- ИЭР, приготовленные предлагаемым способом, в которые дополнительно введен органобентонит (опыт 8), также характеризуются высокими реологическими характеристиками, высокими значениями прочности геля, КC, ВНСС и ЭС, низкой фильтрацией.- IER prepared by the proposed method, in which organobentonite is additionally introduced (experiment 8), are also characterized by high rheological characteristics, high values of gel strength, K C , VNSS and ES, low filtration.
В ходе лабораторных испытаний также были проведены исследования свойств ИЭР, приготовленных предлагаемым способом, при перепаде температур от 20°С до 90°С (такой температурный перепад возможен в промысловых условиях вследствие различной температуры на устье и на забое скважины). Результаты показали, что показатель ДНС снижается незначительно, всего на 4,2%; показатель пластической вязкости снижается на 47,5%; при этом Кс увеличивается на 45,3%; показатель фильтрации увеличивается на 3,6% и остается приемлемым для ИЭР; значения прочности геля и электростабильности практически не изменяются.In the course of laboratory tests, studies were also conducted of the properties of IEM prepared by the proposed method at a temperature difference of 20 ° C to 90 ° C (such a temperature difference is possible in field conditions due to different temperatures at the wellhead and bottom hole). The results showed that the DNS score is reduced slightly, by only 4.2%; plastic viscosity decreases by 47.5%; while K s increases by 45.3%; the filtration rate increases by 3.6% and remains acceptable for the IER; values of gel strength and electrical stability are practically unchanged.
Таким образом, инвертно-эмульсионный буровой раствор, приготовленный предлагаемым способом, благодаря оптимальным свойствам по реологическим характеристикам, низкой фильтрации, высоким коэффициентам коагуляционного структурообразования, высокой стабильности и вязкости при низких скоростях сдвига позволяет в промысловых условиях использовать его для промывки при бурении нефтяных и газовых скважин с сильно искривленным стволом, скважин с большим проложением и горизонтальных скважин при большой разнице температур на устье и на забое.Thus, the invert-emulsion drilling fluid prepared by the proposed method, due to its optimal properties in terms of rheological characteristics, low filtration, high coefficients of coagulation structure formation, high stability and viscosity at low shear rates, makes it possible to use it for washing in oil and gas well drilling in field conditions with a very curved trunk, wells with a large laying and horizontal wells with a large temperature difference at the mouth and on the bottom .
Данные о свойствах приготовленных предлагаемым способом инвертно-эмульсионных буровых растворов и прототипаtable 2
Data on the properties of the invert emulsion drilling fluids and prototype prepared by the proposed method
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105219/03A RU2467049C2 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Method of preparing invert-emulsion drilling mud |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105219/03A RU2467049C2 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Method of preparing invert-emulsion drilling mud |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011105219A RU2011105219A (en) | 2012-08-20 |
RU2467049C2 true RU2467049C2 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=46936250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011105219/03A RU2467049C2 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Method of preparing invert-emulsion drilling mud |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467049C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655035C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-05-25 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Weighted invert-emulsion drilling mud |
RU2783466C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-11-14 | Михаил Федорович Тетюшев | Complex for the preparation of emulsion drilling muds on a hydrocarbon basis and the method for its operation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4436636A (en) * | 1981-12-21 | 1984-03-13 | Nl Industries, Inc. | Invert emulsion well servicing fluids |
SU1317014A1 (en) * | 1985-02-12 | 1987-06-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Reagent for invert-emulsion drilling muds |
SU1472474A1 (en) * | 1985-11-05 | 1989-04-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drilling fluid |
SU1734952A1 (en) * | 1988-08-23 | 1992-05-23 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" | Method for sealing of porous baked articles |
EA200600493A1 (en) * | 2003-09-05 | 2006-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | STRUGGLE AGAINST BORING MORTAR AND COLLECTING MATERIAL FOR DRILLING IN DILUTED COLLECTOR |
RU2340761C1 (en) * | 2007-08-29 | 2008-12-10 | Айрат Ильхатович Ибрагимов | Method of elimination of leakage of producing well column |
-
2011
- 2011-02-11 RU RU2011105219/03A patent/RU2467049C2/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4436636A (en) * | 1981-12-21 | 1984-03-13 | Nl Industries, Inc. | Invert emulsion well servicing fluids |
SU1317014A1 (en) * | 1985-02-12 | 1987-06-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Reagent for invert-emulsion drilling muds |
SU1472474A1 (en) * | 1985-11-05 | 1989-04-15 | Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина | Drilling fluid |
SU1734952A1 (en) * | 1988-08-23 | 1992-05-23 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" | Method for sealing of porous baked articles |
EA200600493A1 (en) * | 2003-09-05 | 2006-10-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | STRUGGLE AGAINST BORING MORTAR AND COLLECTING MATERIAL FOR DRILLING IN DILUTED COLLECTOR |
RU2340761C1 (en) * | 2007-08-29 | 2008-12-10 | Айрат Ильхатович Ибрагимов | Method of elimination of leakage of producing well column |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЛУЩЕНКО В.Н. Латекссодержащие обратные эмульсии, Бурение и нефть, 2007, №1, с.46, 47. Домультал ТУ 2458-014-71461733-2004. Richmole 700 ТУ 2458-070-18947160-2008. Оленол ТУ 2458-008-18947160-2001. Эмультал ТУ 6-14-1035-79. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2655035C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-05-25 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Weighted invert-emulsion drilling mud |
RU2783466C1 (en) * | 2021-11-09 | 2022-11-14 | Михаил Федорович Тетюшев | Complex for the preparation of emulsion drilling muds on a hydrocarbon basis and the method for its operation |
RU2843701C1 (en) * | 2024-10-17 | 2025-07-17 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Техноцентр" | Method for production of modified composition for drilling emulsions preparation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011105219A (en) | 2012-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2336291C1 (en) | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis | |
AU2013224373B2 (en) | Composition comprising an alkoxylated amine compound and a carboxylic acid compound, use thereof in water in oil emulsions and process using the composition as or as part of a drilling fluid | |
EA030494B1 (en) | Drilling fluid containing a surfactant having a high boiling point and a long chain tail group and a method of using the fluid | |
US4173999A (en) | Technique for controlling lost circulation employing improved soft plug | |
Al-Yaari et al. | Effect of water salinity on surfactant-stabilized water–oil emulsions flow characteristics | |
US11427744B2 (en) | Waste vegetable oil-based emulsifier for invert emulsion drilling fluid | |
Pajouhandeh et al. | Experimental measurement and modeling of nanoparticle-stabilized emulsion rheological behavior | |
US2742426A (en) | Composition for hydraulically fracturing formations | |
EA008671B1 (en) | Fiber assisted emulsion system | |
RU2357997C1 (en) | Blocking fluid "жг-иэр-т" | |
Keshavarzi et al. | Formation and stability of colloidal gas aphron based drilling fluid considering dynamic surface properties | |
US4517102A (en) | Method of breaking an emulsion and an emulsion-emulsion breaker composition | |
WO2018089004A1 (en) | Storable liquid suspension of hollow particles | |
Jiang et al. | A high-density organoclay-free oil base drilling fluid based on supramolecular chemistry | |
RU2184836C2 (en) | Method of selective restriction inflows in development wells | |
RU2467049C2 (en) | Method of preparing invert-emulsion drilling mud | |
CN113004876B (en) | Carbon dioxide/calcium oxide responsive emulsifier, reversible emulsion and reversible drilling fluid, and preparation and application thereof | |
Shao et al. | A review of surfactants as synergists in the field of enhanced oil recovery | |
RU2061853C1 (en) | Fluid-sand carrier for hydraulic stratum rupture | |
AU2018342586B2 (en) | Methods for wellbore strengthening | |
RU2502774C1 (en) | Drilling mud on hydrocarbon basis | |
Yang et al. | Lab and field study of new microemulsion-based crude oil demulsifier for well completions | |
WO2020102149A1 (en) | Methods for wellbore strengthening | |
RU2785729C1 (en) | Buffer liquid | |
RU2720113C1 (en) | Emulsifier for invert emulsion to increase oil recovery of formations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170131 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171211 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170131 Effective date: 20180625 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170331 Effective date: 20180910 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190301 Effective date: 20190301 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211 Effective date: 20190429 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211 Effective date: 20190528 Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20170331 Effective date: 20190528 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210928 Effective date: 20210928 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171211 Effective date: 20210928 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220420 Effective date: 20220420 |