SU1098951A1 - Drilling mud - Google Patents
Drilling mud Download PDFInfo
- Publication number
- SU1098951A1 SU1098951A1 SU823482181A SU3482181A SU1098951A1 SU 1098951 A1 SU1098951 A1 SU 1098951A1 SU 823482181 A SU823482181 A SU 823482181A SU 3482181 A SU3482181 A SU 3482181A SU 1098951 A1 SU1098951 A1 SU 1098951A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- clay
- water
- acid
- swelling
- solutions
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N dimethyl methylphosphonate Chemical compound COP(C)(=O)OC VONWDASPFIQPDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N diphosphonic acid Chemical compound OP(=O)OP(O)=O XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 14
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 4
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 4
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 101000640020 Homo sapiens Sodium channel protein type 11 subunit alpha Proteins 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100033974 Sodium channel protein type 11 subunit alpha Human genes 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, понизитель водоотдачи, нитрилотриметилфосфоновую кислоту или 1-оксиэтнлидендифосфоновую кислоту и воДу, отличающий.с тем, что, с целью повьшени ингибирующих свойств раствора, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Глина8-25 Понизитель водоотдачи 0,01-0,3 Нитрилотриметилфосфонова кислота или 1-оксиэтш1идендифосфонова кислота 0,5-2,0 ВодаОстальноеDRILLING SOLUTION, containing clay, water loss reducer, nitrilotrimethylphosphonic acid or 1-hydroxyethyllidene diphosphonic acid and water, characterized in that, in order to increase the inhibiting properties of the solution, it contains components in the following ratio, wt.%: Clay8-25 Water loss reducer 0% , 01-0.3 Nitrilotrimethylphosphonic acid or 1-hydroxyethylidene-diphosphonic acid 0.5-2.0 Water Still
Description
СО 00CO 00
со елcoke
Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин в разрезах , сложенных неустойчивыми глинистыми породами.The invention relates to the drilling of oil and gas wells in sections composed of unstable clay rocks.
Необходимым требованием при бурений в потенциально неустойчивых глинистых отложени х вл етс применение в буровых растворах ингибиторов , уменьшающих набухание и диспергирование глин и обеспечивающих тем самь1м сохранение устойчивости ствола скважины.A necessary requirement for drilling in potentially unstable clay deposits is the use of inhibitors in drilling fluids, which reduce the swelling and dispersion of clays and thus ensure the stability of the wellbore.
Наиболее часто в качестве ингибированных примен ют гипсовые, известковые , высококальциевые и другие буровые растворы, в которьк диспергирование глинистых пород предотвращаетс двух и более валентными катионами, вводимыми в глинистые растворы 3 качестве ингибиторов . Повышение устойчивости глинистых пород основано на замещении в обменном комплексе глины одновалентных катионов поливалентными, хемосорбции поливалентных катионов и коагулирующем действии Cl.Most commonly, gypsum, calcareous, high calcium and other drilling muds are used as inhibited, in which the dispersion of clay rocks is prevented by two or more valence cations, which are introduced into clay muds 3 as inhibitors. The increase in the stability of clay rocks is based on the replacement of monovalent cations with polyvalent cations, chemisorption of polyvalent cations, and the coagulating action of Cl in the exchange complex of clay.
Однако эти растворы имеют р д существенных недостатков, а именно: многокомпонентность, трудность регулировани фильтрационных и реологических свойств, повьшенный расход понизителей водоотдачи и разжижителей . Невысока термостойкость.However, these solutions have a number of significant drawbacks, namely: complexity, difficulty adjusting filtration and rheological properties, increased consumption of fluid loss reducers and thinners. Low heat resistance.
Наиболее близким к изобретению вл етс буровой раствор, содержащий глину, воду, понизитель водоотдачи и фосфоновые комплексоны - нитролотриметилфосфоновую (НТФ) и 1-оксиэтилидендифосфоновую (ОЭДФ) кислоты в количестве 0,01-0,03%. Применение известного бурового раствора в неустойчивых глинистых породах возможно в св зи с тем, что комплексоны при концентраци х 0,01-0,03% вл ютс высокоэффективными разжижител ми и позвол ют поддерживать стабильные структурно-механические параметры бурового раствора при переходе в него диспергированной породы 2 J.Closest to the invention is a mud containing clay, water, a fluid loss reducer and phosphonic complexones — nitrolotrimethylphosphonic (NTF) and 1-hydroxyethylidene diphosphonic (OEDP) acids in an amount of 0.01–0.03%. The use of known drilling mud in unstable clay rocks is possible due to the fact that complexones at concentrations of 0.01-0.03% are highly effective thinners and allow maintaining stable structural and mechanical parameters of the drilling mud when the dispersed rock passes into it. 2 J.
Однако известньй раствор не предотвращает набухание глин и, следовательно , не может обеспечить сохранение устойчивости ствола скважины.However, limestone solution does not prevent the swelling of clays and, therefore, cannot ensure the sustainability of the wellbore.
Целью изобретени вл етс повышение ингибирующих свойств бурового раствора.The aim of the invention is to increase the inhibitory properties of the drilling fluid.
Поставленна цель достигаетс тем, что буровой раствор, содержащий глину, понизитель водоотдачи.The goal is achieved by the fact that the mud containing clay is a fluid loss agent.
нитрилотриметилфосфоновую кислоту или 1-оксиэтилидендифосфоновую кислоту и воду, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:Nitrilotrimethylphosphonic acid or 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid and water, contains components in the following ratio, wt.%:
Глина. 8-25Clay. 8-25
Понизитель водоотдачи 0,01-0,3Water loss reducer 0.01-0.3
Нитрилотриметилфосфонова Nitrilotrimethylphosphonate
кислота или 1-оксиэтилиден0 ,5-2,0 Остальноеacid or 1-hydroxyethyliden0, 5-2.0 the Rest
Фосфоновые комплексоны отвечают следующим структурным формулам:Phosphonic complexones correspond to the following structural formulas:
нитрилотриметилфосфонова кислота (НТФ)nitrilotrimethylphosphonic acid (NTF)
,РО(ОН)2 , RO (OH) 2
1-оксиэтилиден-с РО(ОН), дифосфонова кислота (ОЭДФ)1-hydroxyethylidene-with PO (OH), diphosphonic acid (HEDP)
онhe
Фосфоновые комплексоны вл ютс высокоэффективными комплексообразовател ми и способны к хемосорбции на глинистых частицах. При малых концентраци х реагента (0,01-0,03%) адсорбци энергетически более выгодна по кра м силикатных плоскостей, имеющих нескомпенсированные валентности и свободные зар ды, так как в этом случае происходит образование химических св зей. Хемосорбци на кра х преп тствует сближению частиц глины самыми активнь&ш участками и предотвращает затзшгвниё бурового раствора.Phosphonic complexones are highly efficient complexing agents and are capable of chemisorption on clay particles. At low concentrations of the reagent (0.01-0.03%), the adsorption is energetically more favorable along the edges of the silicate planes having uncompensated valencies and free charges, since in this case chemical bonds are formed. Chemisorption at the edges prevents clay particles from approaching the most active & w segments and prevents drilling mud from becoming shattered.
При увеличении концентрации фосфоновых комплексонов до 0,5-2,0% начинаетс адсорбци на базальных плоскост х глинистых частиц, обусловленна в основном электростатическими , а также образованными водородными св з ми. Это приводит к гидрофобизации поверхности глинистых минералов за счет углерод-водородных фрагментов, вход щих в молекулы фосфоновых комплексонов, и способствует уменьшению набухани глин Сущность процесса ингибировани заключаетс в смешении гидрофильногидрофобного баланса глины в сторону увеличени ее гидрофобности. Степень ингибировани глинистых пород оцениваетс по снижению величин набухани и диспергировани глины в среде ингибитора. Пример. 80 г бентонитового глинопорошка или глинистого шлама самотлорскрго месторождени диспергируют в 1000 мл-воды, затем ввод т понизитель водоотдачи - 1 мл 10%-но rd водного раствора КМЦ-600 или 0,2 мл 2%-ного водного раствора полиакриламида и перемепшвают до полного растворени . Отдельно готовитс водный раствор фосфонового комштексона растворением 5 г кислоты в небольшом количестве воды и обработкой товарной щелочью до рН 7. Стабилизированна глиниста суспензи перемешиваетс с раствором комплаксона в течение 1-2 ч, затем измер ютс параметры бурового раствора. Ингибирующие свойства раствора определ ют по набуханию бентонита при помощи прибора конструкции Жигача-Ярова . Константы набухани определ ют графическим способом. Показатели набухани следующие: К - коэффициент набухани , равный отношению объема жидкости .У.,., св занной с пробой, к объему сухих час тиц Kj - коэффициент набухани , . равный отношению V.. к массе сухой пробы га; К - количество жидкости набухани (см), св зьшающее 1 г глины. Определение степени набухани бе тонита провод т в растворах, указан ных в табл.1. Растворы кали и кальци выбраны дл сравнени как Наилучшие ингибиторы набухани при концентраци х, соответствующих максимальному ингиб руюптему эффекту. Растворы фосфоновых комплексонов готов т растворением необходимого количества реаген та в воде, затем добавл ют товарную щелочь до рН 8-9. Вли ние концентрации фосфоновых комплексонов на показатели набухани бентонита, характеризующие ингибиру щий эффект, приведены в табл.1. Дл определени глиноемкости растворов готов т растворы ингибиторов , в которые добавл ют бентонитовую глину порци ми по 10-20 г. После перемешивани растворов измер ют статическое напр жение сдвига (сне) , характеризующее наличие в глинистом растворе структуры.Количество добавленной глины, при котором по вл ютс первые измеримые значени СНС (на приборе СНС-2) характеризует величину глиноемкости раствора ингибитора. Глиноемкость воды принимаетс равной 1. Состав исследуемых растворов и их глиноемкость приведены в таблице 2 . Как видно из данных табл.2 по эффективности снижени набухани и диспергировани глинистых пород фосфоновые комплексы наход тс на уровне таких широко примен емых ингибиторов , как соединени кальци и кали . Состав и технологические параметры буровых растворов приведены в табл.3. Таким образом, технологические параметры растворов, содержащих 0,5-2% фосфоновых комплексоиов,легко регулируютс , не требуетс увеличивать содержание понизителей водоотдачи и примен ть разжижители. Растворы термостойки до . Т а б л и ц а 1With an increase in the concentration of phosphonic complexones to 0.5-2.0%, clay particles begin to adsorb on the basal planes, mainly due to electrostatic as well as hydrogen bonds formed. This leads to the hydrophobization of the surface of clay minerals due to carbon-hydrogen fragments included in phosphonic complexones, and helps reduce clay swelling. The essence of the inhibition process is to mix the hydrophilic hydrophobic balance of clay towards increasing its hydrophobicity. The degree of inhibition of clay rocks is estimated by reducing the swelling and dispersion of clay in the inhibitor medium. Example. 80 g of bentonite clay powder or clay sludge from the Samotlor field is dispersed in 1000 ml of water, then a water loss reducer is introduced - 1 ml of 10% rd aqueous solution of CMC-600 or 0.2 ml of a 2% aqueous solution of polyacrylamide and mixed until complete dissolving. Separately, an aqueous solution of the phosphonic complextex is prepared by dissolving 5 g of acid in a small amount of water and treating with commercial alkali to pH 7. The stabilized clay slurry is mixed with komplakson for 1-2 h, then the parameters of the drilling fluid are measured. The inhibiting properties of the solution are determined by the swelling of bentonite using the instrument of the Zhigach-Yarov construction. The swelling constants are determined graphically. The swelling indices are as follows: K - swelling coefficient, equal to the ratio of the volume of liquid. U.,., Associated with the breakdown, to the volume of dry particles Kj - swelling coefficient,. equal to the ratio V .. to the weight of the dry sample ha; K is the amount of swelling fluid (cm) connecting 1 g of clay. The determination of the degree of swelling of the bonitite is carried out in the solutions listed in Table 1. Potassium and calcium solutions were selected for comparison as the Best Swelling Inhibitors at concentrations corresponding to the maximum inhibition effect. Solutions of phosphonic complexones are prepared by dissolving the required amount of reagent in water, then the product base is added to pH 8-9. The effect of the concentration of phosphonic complexones on the indicators of swelling of bentonite, which characterize the inhibitory effect, is given in Table 1. To determine the clay content of the solutions, inhibitor solutions are prepared, to which bentonite clay is added in portions of 10–20 g. After mixing the solutions, the static shear stress (sleep) characterizing the presence of the structure in the clay solution is measured. The amount of added clay at which are the first measurable values of SNS (on the SNS-2 instrument) characterizes the amount of clay content of the inhibitor solution. The alumina capacity of water is assumed to be 1. The composition of the studied solutions and their alumina capacity are shown in Table 2. As can be seen from the data of Table 2 on the effectiveness of reducing the swelling and dispersion of clay rocks, phosphonic complexes are at the level of such widely used inhibitors as calcium and potassium compounds. The composition and technological parameters of drilling fluids are given in table 3. Thus, the technological parameters of solutions containing 0.5-2% phosphonic complexions are easily controlled, there is no need to increase the content of fluid loss reducers and apply thinners. Solutions are heat resistant up to. Table 1
j1098951j1098951
Продолжение табл. 2Continued table. 2
Продолжение табл, 2Continued tabl, 2
-0,3-0 .10 .220 -. О,-0.3-0 .10 .220 -. ABOUT,
25 -О,25 -O,
25 -О, ..Примечание. Прогрев растворов производ т при 25 Oh, ..Note. The heating of the solutions is carried out at
имечание, ГлиноемкостьGlazing capacity
воды, составл юща 60 г глины на 500 МП раствора , прин та равной 1.water, constituting 60 g of clay per 500 MP of solution, assumed equal to 1.
Таблица 3Table 3
Параметры.растворов 180°С в течение 8ч.Parameters. Solutions 180 ° С for 8 h.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823482181A SU1098951A1 (en) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | Drilling mud |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823482181A SU1098951A1 (en) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | Drilling mud |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1098951A1 true SU1098951A1 (en) | 1984-06-23 |
Family
ID=21026233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823482181A SU1098951A1 (en) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | Drilling mud |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1098951A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680076C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "БурениеСервис" | Method for obtaining a starch reagent for drilling |
-
1982
- 1982-08-11 SU SU823482181A patent/SU1098951A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Р занов Я.А. Справочник по буровым растворам. М., Недра, 1979, с. 43-53. 2. Авторское свидетельство СССР № 924079, кл. С 09 К 7/02, 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680076C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "БурениеСервис" | Method for obtaining a starch reagent for drilling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2109858A (en) | Drilling fluid for combating heaving shale | |
AU2015405776B2 (en) | Biopolymer based cationic surfactant for clay stabilization and prevention of sludging | |
US3408296A (en) | Low liquid loss composition | |
EP0479462B1 (en) | Method for inhibiting scale formation | |
WO2007041841A1 (en) | Water-based polymer drilling fluid and method of use | |
MX2014015913A (en) | Glycol ether amines for use as clay and shale inhibition agents for the drilling industry. | |
AU2008345421A1 (en) | Drilling fluid additive and methods of stabilizing kaolinite fines migration | |
US3318396A (en) | Rotary drilling process | |
SU1098951A1 (en) | Drilling mud | |
RU2710654C1 (en) | Highly inhibited invert drilling agent | |
US4337160A (en) | Acid soluble weighting agent for well drilling, workover and completion fluids | |
RU2001936C1 (en) | Drilling solution | |
SU1199786A1 (en) | Method of chemical treatment of drilling muds | |
RU2119520C1 (en) | Drilling mud | |
RU2683448C1 (en) | Strengthened mineralized boring solution for the opening of productive plates with abnormally high plastic pressure | |
US3670820A (en) | Oil recovery method using dispersion of clays in aqueous polyacrylamide solutions | |
SU1384595A1 (en) | Drilling mud | |
RU2066685C1 (en) | Drilling solution | |
SU1216193A1 (en) | Drilling fluid | |
SU998486A1 (en) | Drilling mud | |
RU2103311C1 (en) | Drilling mud | |
CA1260692A (en) | Method for releasing stuck drill string | |
RU2801236C1 (en) | Reagent-stabilizer and drilling fluid based on it | |
RU2107708C1 (en) | Reagent for treating drilling muds | |
EP1783187B1 (en) | Method of decreasing the disintegration of shale-containing cuttings and drilling fluid therefor |