Біополімерний буровий розчин для первинного розкриття продуктивних пластів

Реферат: Біополімерний буровий розчин для первинного розкриття продуктивних пластів містить в складі компонентів біополімер (ксантанового типу), полімерний понижувач фільтрації (крохмаль або поліаніонну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу, або карбоксиметилоксіетилцелюлозу, або оксіетилцелюлозу, або гідролізований поліакрилонітрил, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату), сірчанокислий калій K2SO4 та магній сульфат MgSO4 і воду технічну із 3 вмістом твердих частинок не більше 0,1 г/дм при температурі 20-30 °C та додатково містить як піногасник поверхнево-активну речовину оксіетиленову ріпакову олію типу Ріпокс-6. UA 80925 U (12) UA 80925 U UA 80925 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничовидобувної промисловості, а саме - безглинистих біополімерних бурових розчинів, і може застосовуватися для розкриття продуктивних пластів, буріння вертикальних свердловин в складних гірничогеологічних умовах, а також похилоскерованих та горизонтальних свердловин. Відомий полімерний буровий розчин, який містить водорозчинний полімер аніонного типу і добавки (латекс і сульфонол) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: водорозчинний довголанцюговий полімер аніонного типу 0,05-0,5: сульфонол 0,1-0,15; латекс 0,1-1,0; вода - решта [Ав. св. СРСР № 907055, МПК 3 С09К07/00]. Проте в складі цього полімерного бурового розчину сульфонол призначений не для покращення якості розкриття нафтових пластів, а для підвищення його протиприхватних і змащувальних властивостей, що звужує межі застосування таких розчинів. Відомий також буровий розчин для освоєння продуктивних горизонтів свердловин, який містить в композиції, мас. %: 0,4-0,6 - неіоногенних поверхнево-активних речовин; 2,0-4,0 полімерний реагент-флокулянт; 0,4-0,6 - полікомплексний реагент-підсилювач флокуляції, 5-8 розчинник і решта - вода [Патент України № 64038 МПК (2011.01) Е21В21/00, С09К8/02, бюл. № 20, 2011]. Проте в цю композицію вводять 3 % розчин глинопорошку і 4,2 % КСl, що в свою чергу робить систему глинистою, а відповідно проникнення фільтрату розчину та його твердих частинок в нафтоносний пласт погіршує фільтраційні властивості порід колекторів, що призводить до забруднення привибійної зони свердловини. Найбільш близький до корисної моделі, що заявляється, є буровий розчин, який містить, мас. %: біополімер (ксантанового типу) 0,2-0,5; гумати лужних металів (вуглелужний реагент або гуматно-калієвий реагент) 3,0-6,0; полімерний понижувач фільтрації (поліаніонну целюлозу або карбоксиметилцелюлозу, або карбоксиметилоксіетилцелюлозу, або оксіетилцелюлозу, тощо) 0,1-0,3; солі лужних та/або лужноземельних металів (КСІ, NaCI, CaCI 2, MgCI2, бішофіт) 3,0-40,0; вода решта [Патент України № 5148 МПК 7 С09К7/02, бюл. № 2, 2005]. Однак у складі цього бурового розчину відсутні поверхнево-активні речовини (ПАР), що звужує межі використання розчину через недостатню якість первинного розкриття продуктивних пластів, особливо для буріння в складних гірничо-геологічних умовах, у тому числі в хемогенних відкладах і при підвищених температурах. В основу корисної моделі поставлена задача створення ефективної рецептури бурового розчину для якісного первинного розкриття продуктивних горизонтів у нафтових і газових свердловинах, шляхом підбору необхідних компонентів з властивістю суспензії у цілому запобігати забрудненню порід колекторів продуктивних пластів і забезпечення виклику припливу флюїду з мінімальними витратами та визначення їх оптимального співвідношення у композиційному складі, забезпечення розширення завдань, що можуть бути вирішені запропонованим буровим розчином, особливо для буріння в складних гірничо-геологічних умовах, у тому числі в хемогенних відкладах і при підвищених температурах, а отже і відповідно підвищення ефективності буріння свердловин та їх нафтогазовіддачі. Поставлена задача вирішується тим, що біополімерний буровий розчин, який містить в складі компонентів біополімер (ксантанового типу), полімерний понижувач фільтрації (крохмаль або поліаніонну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу, або карбоксиметилоксіетилцелюлозу, або оксіетилцелюлозу, або гідролізований поліакрилонітрил, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату), сірчанокислий калій K 2SO4 та магній сульфат MgSO4 і воду, додатково містить поверхнево-активну речовину оксіетиленову ріпакову олію типу Ріпокс-6, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: біополімер (ксантанового типу) - 0,2-0,4; полімерний понижувач фільтрації: крохмаль або поліаніонна целюлоза, або карбоксиметилцелюлоза, або карбоксиметилоксіетилцелюлоза, або оксіетилцелюлоза, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату типу Праестол 2530-0,15-0,25; сірчанокислий калій K2SO4-2,0-4,0; магній сульфат MgSO4,0-4,0; ПАР, оксіетиленова ріпакова 3 олія типу Ріпокс-6-0,5-2,0; вода технічна, із вмістом твердих частинок не більше 0,1 г/дм при температурі 20-30 ºC - решта. При виборі ПАР для обробки бурового розчину під час первинного розкриття продуктивних пластів досліджувались фізико-хімічні властивості розчинів із врахуванням таких вимог до ПАР як властивість мінімальної адсорбуючої активності щодо поверхні твердих тіл за термостійкістю, яка має відповідати температурним умовам залягання продуктивного об'єкта, а також відсутність спінювання бурового розчину і токсичності, що дозволило використати як піногасник ПАР оксіетиленова ріпакова олія типу Ріпокс-6 кількістю - 0,5-2,0 мас % і таким технічним рішенням отримати властивості біополімерного бурового розчину достатні для виконання поставленої задачі корисної моделі. Запропонований біополімерний буровий розчин готують так. 1 UA 80925 U 5 10 15 Для приготування біополімерного бурового розчину застосовують: біополімер (ксантанового типу), як приклад марки Duo-vis, Flo-vis та інші, які являють собою водорозчинні порошкоподібні полісахариди, отримані обробкою бактеріями типу "ксантамонас"; полімерний понижувач фільтрації, як приклад крохмаль їстівний за ТУ-2483-002-41668452-97, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату типу (Праестол 2530) за ТУ 2216-001-400910172-98); сірчанокислий калій K2SO4 та магній сульфат MgSO4; поверхнево-активну речовину оксіетиленову ріпакову олію, як приклад Ріпокс-6, і воду технічну із вмістом твердих частинок не 3 більше 0,1 г/дм при температурі 20-30 °C. Кількість компонентів задають за допомогою вагового і об'ємного дозаторів. Моделювання приготування, дослідження та регулювання властивостей бурового розчину проводять у лабораторних умовах з застосуванням стандартного обладнання, а також автоклаву та фільтрпреса, які моделюють умови подібні до вибійних умов у глибоких свердловинах - тиск до 100 МПа та температуру до 160 °C. Як буровий розчин в процесі моделювання використовувався водний розчин біополімеру 0,2 відсоткової концентрації. Конкретний вміст компонентів, мас. %, у складі біополімерного розчину з використанням як ПАР Ріпокс-6 наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Біополімер (ксантанового типу) Полімерний понижувач фільтрації: крохмаль або поліаніонна целюлоза, або карбоксиметилцелюлоза, або карбоксиметилоксіетилцелюлоза, або оксіетилцелюлоза, або высокомолекулярный співполімер акриламіду і акрилату типу Праестол 2530 Сірчанокислий калій K2SO4 Магній сульфат MgSO4 ПАР, оксіетиленова ріпакова олія Ріпокс-6 3 Вода технічна, із вмістом твердих частинок не більше 0,1 г/дм при температурі 20-30 °C 20 25 0,2 0,3 0,4 0,15 0,2 0,25 2,0 2,0 0,5 3,0 3,0 1,0 4,0 4,0 2,0 95,15 92,50 89,935 Як приклад в лабораторних умовах беруть 951,5 мл води, при перемішуванні протягом 10 хвилин проводять гідратацію 2 г біополімеру, як приклад, марки Duo-vis, далі додають 1,5 г високомолекулярного співполімеру акриламіду і акрилату типу (Праестол 2530), 20 г сірчанокислого калію K2SO4 та 20г магній сульфат MgSO4 і додають 5мл поверхнево-активної речовини Ріпокс-6, перемішуючи протягом 20-30 хвилин. Після розчинення компонентів біополімерний буровий розчин готовий для використання. Дані досліджень наведені в таблиці 2 за такими показниками: густина, умовна в'язкість, фільтрація, статична напруга зсуву, товщина глинистої кірки, а також рівень рН. Таблиця 2 Компонентний склад реагентів % (Прототип) 3 % розчин глинопорошку, 4,2 % КСІ +2 % неонол АФ-9-10+0,4 %ПЕГ200+5 %ОС-20+0,4 % Ріпокс-6 + вода решта 0,2 % Duo-vis+0,15 % Праестол 2530+2 %K2SO4+2 %MgSO4+0,5 %Ріпокс6+вода решта 0,3 % Duo-vis+0,2 % Праестол 2530+3 %K2SO4+3 %MgSO4+1 %Ріпокс6+вода решта 0,4 % Duo-vis+0,25 % Праестол 2530+4 %K2SO4+4 %MgSO4+2 %Ріпокс6+вода решта Технологічні властивості бурових розчинів Статична Умовна напруга Фільтрація Густина в'язТовщина зсуву (Ф), рН кірки, мм (), кг/м кість 3 (СНС1/10), см /30хв (Т),с дПа 1160 30 3,1/5,7 4,5 0,5 8 1050 45 0/3 4,5 0,5 8,5 1060 47 2/4,5 4 0,5 8,5 1060 52 111 4 0,5 8,9 2 UA 80925 U 5 10 15 20 Оптимальний вміст і співвідношення вмісту компонентів у розчині отримано лабораторним шляхом та підтверджено лабораторними дослідженнями, що пояснюється наступним: зменшення чи збільшення концентрації компонентів поза визначеними межами негативно впливає на структурно-реологічні властивості розчину, який не відповідає властивостям, згідно із задачею корисної моделі. Біополімерний буровий розчин, приготовлений в лабораторних умовах, має оптимальне співвідношення компонентів складу і визначений вміст оптимальних концентрацій конкретних видів ПАР у оптимальному співвідношенні з іншими компонентами складу, завдяки чому розширено межі застосування таких бурових розчинів, особливо для буріння в складних гірничогеологічних умовах, у тому числі в хемогенних відкладах і при підвищених температурах, а також для розкриття продуктивних горизонтів у похило-скерованих та горизонтальних свердловин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Біополімерний буровий розчин для первинного розкриття продуктивних пластів, що містить в складі компонентів біополімер (ксантанового типу), полімерний понижувач фільтрації (крохмаль або поліаніонну целюлозу, або карбоксиметилцелюлозу, або карбоксиметилоксіетилцелюлозу, або оксіетилцелюлозу, або гідролізований поліакрилонітрил, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату), сірчанокислий калій K2SO4 та магній сульфат MgSO4 і воду 3 технічну із вмістом твердих частинок не більше 0,1 г/дм при температурі 20-30 °C, який відрізняється тим, що додатково містить як піногасник поверхнево-активну речовину оксіетиленову ріпакову олію типу Ріпокс-6, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 25 біополімер (ксантанового типу) полімерний понижувач фільтрації: крохмаль або поліаніонна целюлоза, або карбоксиметилцелюлоза, або карбоксиметилоксіетилцелюлоза, або оксіетилцелюлоза, або гідролізований поліакрилонітрил, або високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату типу Праестол 2530 сірчанокислий калій K2SO4 магній сульфат MgSO4 ПАР, оксіетиленова ріпакова олія Ріпокс-6 3 вода технічна, із вмістом твердих частинок не більше 0,1 г/дм при температурі 2030 °C Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3 0,2-0,4 0,15-0,25 2,0-4,0 2,0-4,0 0,5-2,0 решта.