Рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин

Корисна модель стосується галузі будівництва та експлуатації нафто вих і газових свердловин, а саме операцій з глушіння, перфорації та промивання свердловин. Відома рідина для глушіння і капітального ремонту нафтови х і газових свердловин [див. патент України №33475 А, 6МПК С09К7/02, публ. 15.02.2001, Бюл. №1] на основі водного розчину неорганічних солей одно- і/або двовалентних металів з густиною не менше 1100кг/м 3 і з розподіленими в ньому твердими органічними частками гідрофільними твердими органічними частками при певних співвідношеннях компонентів. Недоліком цієї рідини є висока проникаюча здатність у привибійну зону продуктивного пласта, що погіршує його колекторські властивості. Відомий розчин для глушіння свердловин [див. патент України №39503 А, 7 С09К7/02, публ. 15.06.2001, Бюл. №5], який містить як вуглеводневу сировину - нафту, як емульгатор - фосфа тидний концентрат, як регулятор водневого показника - гашене вапно, обважнювач у вигляді крейди і/або бариту та воду. Запропонована кількість обважнювача у розчині (1,5-4,2мас. %) не забезпечує необхідної густини для використання його під час проведення ремонтних робіт по глушінню у свердловинах з підвищеними пластовими тисками. Відома рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин, обрана нами за прототип, яка містить воду, як водорозчинні солі - NaCl, KCl, СаСl2, MgCl2, як солестійкий водорозчинний полімер карбоксиметилоксіетилцелюлозу або біополімер ксантанового типу і як целюлозовмісні гідрофільні тверді частинки - подрібнені відходи сільського господарства рослинного походження при певному співвідношенні компонентів [див. патент України №45566, 7МПК С09К7/02, публ. 17.01.2005р., Бюл. №1]. Недоліками рідини за прототипом є її нестабільність у часі, яка проявляється в спливанні органічних целюлозовміщуючи х гідрофільних твердих частинок, що в свою чергу приводить до труднощів під час проходження бурильного інструменту і підвищення тиску при відновленні циркуляції та неможливість використання під час ремонтних робіт в свердловинах з підвищеними пластовими тисками, тому що запропонований склад рідини не забезпечує достатню густину. Крім того, при великій концентрації водорозчинних солей (у прототипі - насичення рідини солями) спостерігається висока корозійна активність рідини щодо НКТ. Задачею корисною моделі є поліпшення стабільності рідини у часі, зменшення її корозійної активності по відношенню до НКТ і свердловинного обладнання та забезпечення можливості застосування при підвищених пластових тисках в свердловинах під час проведення ремонтних робіт за рахунок обважнення рідини меленою твердою фазою. Для вирішення поставленої задачі пропонується рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин, яка містить воду, водорозчинні солі, водорозчинний солестійкий полімер (карбоксиметилоксіетилцелюлозу і/або біополімер ксантанового типу), целюлозовмісні гідрофільні тверді частинки, згідно корисної моделі, додатково містить як кольматант і стабілізатор седиментаційної стабільності - лігносульфонати технічні конденсовані, як поверхнево-активну речовину - продукт нейтралізації жирних кислот, як обважнювач - мелені крейду і/або мармурову крихту і/або барит, при цьому як солестійкий водорозчинний полімер використовують поліакриламід і/або оксіетилцелюлозу при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: водорозчинні солі (NaCl, KCl, СаСl2, MgCl 2) 3,0-40,0 водорозчинний солестійкий полімер (карбоксиметилоксіетилцелюлозу і/або біополімер ксантанового типу і/або поліакриламід і/або оксіетилцелюлозу) 0,1-1,0 целюлозовмісні гідрофільні тверді частинки (подрібнені відходи сільського господарства рослинного походження) 2,0-6,0 лігносульфонати технічні конденсовані 20,0-30,0 продукт нейтралізації жирних кислот аміаком 2,0-6,0 крейда і/або мармурова крихта і/або барит 4,3-40,0 вода решта. Водорозчинні солі (КСl за ДОСТ 4568-95, NaCl за ДОСТ 13830-68, СаСl2 за ДОСТ 450-77, MgCl2 або бішофіт за ДОСТ 7759-73) в запропонованій рідині для глушіння та капітального ремонту свердловин дозволяють забезпечити утворення колоїдної і твердої фази з лігносульфонатів, яка захищає пори і тріщини продуктивних пластів від проникнення фільтрату та твердих частинок і стабільність рідини при наступному додаванні меленої твердої фази. Для поліпшення седиментаційної стійкості у якості стабілізатора утворення колоїдної і твердої фази у мінералізованій воді та кольматанта використовують лігносульфонати технічні конденсовані за ТУ У 31062554.001-2000 або ТУ 16.06.325-97 або ТУ 13-0281036-029-94. Водорозчинні полімери - карбоксиметилоксіетилцелюлоза (Камцел, Tylose, Finnfix тощо) і/або біополімер ксантанового типу (Duovis, Flovis, Radopol, Zibosan) і/або поліакриламід і/або оксиетілцелюлоза і їх різні модифікації і торгові марки призначені для регулювання показника фільтрації і структурно-реологічних властивостей рідини, у т.ч. в'язкості. Целюлозні гідрофільні тверді частинки за ТУ У3066080.001-2001 використовують для утворення фільтраційно непроникної кірки. Продукт нейтралізації жирних кислот аміаком за ТУ У 24.6-32-028975-001-2003 використовують в рідинах для глушіння та капітального ремонту свердловин як поверхнево-активну речовину для зниження корозійної активності водорозчинних солей. Для умов високих пластових тисків у якості обважнювача використовують мелені крейду за ГОСТ 17498-72, і/або мармурову крихту за ТУ 5716-003-40705684 і/або барит за ГОСТ 4682-84. Для експериментальної перевірки технологічних властивостей рідини для глушіння та капітального ремонту свердловин (далі - рідини) були приготовлені наступні склади при різних співвідношеннях компонентів (див. таблиця 1). Технологія їх приготування наступна. У 300мл води додають 250г лігносульфонатів технічних конденсованих з умовною в'язкістю 100с при постійному перемішуванні протягом 10 хвилин за допомогою перемішувача, потім вводять 200г NaCl або КСl, або СаСl2, або MgCl2 і перемішують протягом 30 хвилин до повного розчинення речовин, наступним додають 5г карбоксиметилоксіетилцелюлози і/або біополімеру ксантанового типу і/або оксіетилцелюлози і/або поліакриламіду і 40г продукту нейтралізації жирних кислот аміаком (ПНЖКА) та перемішують протягом 15-30 хвилин до отримання однорідної маси. Останніми додають целюлозні гідрофільні тверді частинки (ЦГТЧ) у кількості 30г і 42г крейди і/або мармурової крихти і/або бариту. Доводять об'єм рідини до 1000мл водою. Отриману рідину (поз.6 таблиці 1) перемішують протягом 15-30 хвилин і вимірюють параметри її технологічних властивостей. Аналогічним чином готували інші склади рідини з різним співвідношенням компонентів. У таблиці 1 наведено показники технологічних властивостей рідини, отриманої при різних концентраціях компонентів. Вимірювання основних те хнологічних параметрів отриманої рідини здійснюється на стандартних приладах. Статична фільтрація визначалась на приладі фільтр-прес Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ). Структурно-реологічні властивості рідини визначали на восьмишвидкісному ротаційному віскозиметрі Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ). Таблиця 1 Показники технологічних власт ивостей рідини, отриманої при різних концент раціях компонентів Склад рідини для глушіння, мас. % № п/п Лігнос ул ьфонат и 1 20 2 20 3 20 4 25 5 25 6 25 7 30 8 30 9 30 При t=20°С КМОКрейда/ Ф, СНЗ10/1 r, г/см 3 ПАА Біопо ЕЦ/О ПНЖ NaCl/К СаСl2/Mg Марм. Барит ЦГТЧ лі-мер ЕЦ КА Сl Cl2 см 3/30хв 0, дПа крихт а 0,1 0,2 2 3 4,3 2 3 5/17 1,04 0,3 0,7 2 15 5 5 6 1 45/110 1,06 0,1 0,3 3 20 10 5 3,5 9/16 1,25 0,2 0,2 3 25 20 4 3 24/37 1,35 0,5 4 40 4,2 4 4 18/32 1,39 0,5 4 10 10 4,2 3 3 30/42 1,24 0,2 5 26 4,2 3 3 22/28 1,26 0,3 6 26 5 20 2 4,2 28/42 1,36 0,1 0,1 0,1 5 26 40 2 4,5 30/51 1,48 Параметри рідини Після прогріву 16ч t=85oC СНЗ Т, с Т, с Ф, см 3/30хв 10/10 стабільніст ь, % дПа 35 120 51 55 60 60 55 70 72 28 100 44 49 52 55 43 65 62 5,8 2,5 5,5 5,0 5,6 4,5 6 7 7,2 8/12 35/82 6/11 21/30 15/28 24/26 18/30 25/37 22/39 100 100 98 97 100 100 100 97 98 Таблиця 2 Визначення корозійної активності реагентів Рідина Вода 26% хлориду натрію + вода 26% хлориду натрію + 1% ПНЖКА + вода 26% хлориду натрію + 2% ПНЖКА + вода 26% хлориду натрію + 4% ПНЖКА + вода 26% хлориду натрію + 6% ПНЖКА + вода 40% хлориду магнію + вода 40% хлориду магнію + 4% ПНЖКА + вода Швидкість корозії, г/см 2* годину 0,0153 0,0450 0,0390 0,0280 0,0200 0,0180 0,0510 0,0315 Стабільність рідини визначали після термостатування в камерах старіння при температурі 85°С протягом 16 годин за стандартною методикою (за різницею густин, у %). Фактичну густин у вимірювали на важильних терезах ВРП-1. У межах заявлених співвідношень концентрацій компонентів усі склади рідини для глушіння та капітального ремонту свердловин достатньо термостійкі і стабільні в часі, що слідує з незначного збільшення показника фільтрації та показника стабільності рідини, який визначали після прогріву при температурі 85°С протягом 16 годин (див. поз. №№1-9 таблиці 1). Корозійна активність реагентів визначалась ваговим методом по втраті мас пластин зі сталі бурильних труб після їх контакту з рідиною згідно ТУ 38-101460-74. У таблиці 2 наведено дані про визначення корозійної активності реагентів, що використовуються у складі рідини для глушіння і капітального ремонту свердловин, при різних концентраціях. Нижній поріг концентрації водорозчинних солей (3,0%) обмежений тим, що така концентрація необхідна для забезпечення утворення мінімальної кількості колоїдної фази у розчині, а верхній (до 40,0%) обмежений тільки їх розчинністю у воді. Використання водорозчинних солестійких полімерів у наданих концентраціях (0,1%-1,0%) забезпечує низький показник фільтрації рідини для глушіння та капітального ремонту. Перевищення концентрації понад 1,0% є економічно і технологічно недоцільним. Вміст у рідині целюлозних гідрофільних твердих частинок від 2,0% до 6,0% достатній для забезпечення кіркоутворення. Збільшення вмісту гідрофільних твердих частинок більш 6,0% негативно впливає на умовну в'язкість рідини і надмірна їх кількість осаджується на свердловинному обладнанні. Нижній поріг концентрації лігносульфонатів технічних конденсованих (20,0%) обґрунтований мінімумом, який необхідний для утворення колоїдної і твердої фази у мінералізованій воді. Перевищення концентрації понад 30% є економічно і технологічно недоцільним. Концентрація у розчині продукту нейтралізації жирних кислот аміаком менше 2,0% недостатня для інгібування процесів корозії, а додавання його вище заявлених меж (6,0%) є економічно недоцільним. Діапазон концентрації обважнювача (меленої крейди і/або мармурової крихти і/або бариту) у складі розчину в межах 4,3%-40,0% обґрунтований фактичним рівнем пластового тиску в свердловині під час проведення ремонтних робіт. Запропонований склад рідини для глушіння та капітального ремонту свердловин дозволить забезпечити її стабільність у часі, зменшення корозійної активності по відношенню до НКТ та свердловинного обладнання, можливість застосування в свердловинах при підвищених пластових тисках за рахунок обважнення рідини меленою твердою фазою/крейдою і/або мармуровою крихтою і/або баритом. Технічним результатом від використання запропонованої рідини для глушіння та капітального ремонту свердловин є можливість зменшити шкідливий вплив на навколишнє середовище, підвищити ефективність проведення ремонтних робіт, покращити техніко-економічні показники буріння.