Композиція для обробки бурової промивальної рідини

Реферат: Композиція для обробки бурової промивальної рідини містить бітум, реагент-стабілізатор та воду. Додатково містить піногасник Пента-465, TORQ-TRIM, антиферментатор М-І Cide, KОН, KСl, РВ-СМ. Як бітум містить солтекс, а як реагент-стабілізатор - Метапол марки М. UA 99866 U (54) КОМПОЗИЦІЯ ДЛЯ ОБРОБКИ БУРОВОЇ ПРОМИВАЛЬНОЇ РІДИНИ UA 99866 U UA 99866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до будівництва нафтових і газових свердловин, а саме до композицій для обробки бурових промивальних рідин із покращеними фільтраційними та закріплюючими властивостями, здатними до стабілізації мікротріщин, як природних, так і тих, що утворились внаслідок поглиблення свердловин в нестійких, здатних до осипання відкладах. Відомим складом для приготування та обробки бурової промивальної рідини є безглиниста 3 промивальна рідина (А. с. СРСР № 1084284, МПК С 09 K 7/02, бюл. № 13, 1984 p.), що містить, мас. %: рідке скло 4,0-8,0 18,0вуглелужний реагент 20,0 співполімер акриламіду і 0,05-0,1 акрилової кислоти (1:10) вода решта. Недоліком бурової промивальної рідини є негативний вплив на фільтраційні властивості порід колекторів, внаслідок взаємодії силікатного розчину або його фільтрату з пластовими водами, які містять солі полівалентних металів, а також із гірськими породами, в обмінному комплексі яких міститься кальцій і магній, а також з відкладеннями солей полівалентних металів в порах пласта. Найбільш близьким до композиції для обробки бурової промивальної рідини, що 3 заявляється, є буровий розчин (А. с. СРСР № 899623, МПК С 09 K 7/02, Бюл. № 3, 1982 p.), що містить, мас. %: сірчанокисле залізо 5,0-40,0 вапно 3,0-10,0 бітум 0,5-5,0 реагент-стабілізатор 2,0-15,0 вода решта. Недоліками цього бурового розчину є підвищена аерація, недостатня технологічність рецептури, яка ускладнює процес приготування та регулювання технологічних параметрів бурової промивальної рідини. Задачею корисної моделі є створення композиції для обробки бурової промивальної рідини, технологічної у приготуванні з покращеними фільтраційними, антиспінюючими, а також змащувальними та інгібуючими властивостями шляхом додавання бітумінозного реагенту, антиферментатора, піногасника та змащувальної домішки. Поставлена задача вирішується тим, що композиція для обробки бурової промивальної рідини, що містить бітум, реагент-стабілізатор та воду, додатково містить піногасник Пента-465, TORQ-TR1M, антиферментатор М-І Cide, KОН, KСl, РВ-СМ, як бітум - солтекс, а як реагентстабілізатор - Метапол марки М, мас. %: солтекс 1,5-2,0 KОН 2,0-3,0 піногасник Пента-465 0,2-0,25 TORQ-TRIM 7,0-8,0 антиферментатор М-І Cide 0,015-0,02 РВ-СМ 5,0-7,0 KСl 4,0-5,0 Метапол марки М 10,0-15,0 вода решта. Зменшення фільтрації (покращення фільтраційної кірки), запобігання гідратації вибурених порід, закріплення (блокування) пор і мікротріщин вибурених порід (стабілізації стінок свердловини), покращення змащувальних властивостей бурових промивальних рідин, відбувається за рахунок додавання до складу композиції для обробки бурової промивальної рідини бітумінозного реагенту - солтекс, який є продуктом компанії М-І Drilling Fluids (США), виготовлений згідно зі стандартом АНІ. Антиферментатор М-І Cide - призначений для попередження бактеріального розкладу органічних компонентів бурової промивальної рідини на водній основі. Реагент є 50 % водним розчином гідроксіетилтриазину. Продукт компанії М-І Drilling Fluids (США), виготовлений згідно зі стандартом АНІ. TORQ-TRJM - змащувальна домішка застосовується в буровій промивальній рідині на водній основі як екологічно чистий матеріал. Продукт компанії Baroid, виготовлений згідно зі стандартом АНІ. TORQ-TRIM знижує тертя між бурильною і обсадною колонами, а також між бурильною колоною і стінками ствола свердловини. Стійка при температурах понад 205 °C. 1 UA 99866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 KОН - регулятор водневого показника бурової промивальної рідини - виготовляється згідно з ГОСТ 9285. Зменшення піноутворення відбувається за рахунок додавання до складу бурової промивальної рідини піногасника Пента-465. Піногасник Пента-465 виготовляється згідно ТУ 2257-001-40245042-98, ефективно використовується у процесах, які супроводжуються надмірним або середнім піноутворенням, а також попереджає надлишкове піноутворення при попередньому введенні в композицію (рецептуру). Піна, що утворюється при взаємодії бурової промивальної рідини із солями-електролітами, складається із газових бульбашок, розділених тонкими плівками рідини, блокованих колоїдними частинками. Задачею корисної моделі є зниження стійкості плівки, змінюючи її природу. Додавання піногасника Пента-465 призводить до деаерації бурової промивальної рідини, що, у свою чергу, забезпечує стабільність основних показників. РВ-СМ - розріджувач високотемпературний солестійкий, виготовляється згідно з ТУ У 24.632028975-004. Основним призначенням є зниження в'язкості, статичного напруження зсуву (СНЗ), прісних і мінералізованих бурових промивальних рідин. Метапол марки М - лігносульфонатна порошкоподібна суміш, виготовляється згідно з ТУ У 24.1-24709453-005:2005. Регулює показник фільтрації та інші технологічні параметри, за рахунок синергетичної взаємодії з іншими реагентами сприяє уповільненню розміцнення стінок свердловини, тим самим забезпечуючи їх цілісність. KСl - застосовують як інгібітор внутрішньо-кристалічного набухання глинистих порід, схильних до осипів і обвалів, виготовляється згідно з ГОСТ 4568. Композицію для обробки бурової промивальної рідини готують наступним чином. Сухі компоненти подають у запропонованому співвідношенні у спеціалізований вузол змішування з наступним перемішуванням до отримання однорідної суміші. Композицію для обробки бурової промивальної рідини готують у такій послідовності: спочатку у воду додають антиферментатор М-І Cide, піногасник Пента-465 і перемішують протягом З хв. Потім додають Метапол марки М і KОН. Після перемішування протягом 35 хв. додають KСl, РВ-СМ і солтекс з одночасним перемішуванням протягом 15 хв. Для зменшення коефіцієнта тертя кірки (КТК) додають змащувальну домішку TORQ-TRIM. Для випробування композиції для обробки бурової промивальної рідини використали бурові промивальні рідини із свердловин Перекопівської та Анастасіївської площ. Після визначення основних показників (табл. 1) додавали виготовлену композицію для обробки бурової промивальної рідини. За результатами проведеного аналізу проба бурової промивальної рідини із Перекопівської площі характеризується підвищеними фільтраційними показниками, вмістом твердої фази та пониженими структурно-механічними та реологічними і інгібуючими властивостями, а проба із Анастасіївської площі характеризується задовільними фільтраційними показниками, дещо пониженими значеннями показника СНЗ та добрими змащувальними показниками. Результати досліджень запропонованої композиції для обробки бурової промивальної рідини та її властивостей порівняно з прототипом наведено у табл. 2. Кількість піногасника Пента-465 0,2 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що при використанні меншої кількості в даній системі не повною мірою забезпечується попередження аерації бурової промивальної рідини, а більша кількість ніж 0,25 мас. % призводить до нераціонального використання реагенту, тому оптимальна концентрація піногасника Пента-465 становить 0,20-0,25 %. Концентрацію Метапол марки М на рівні 10 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що 3 підвищувати показник фільтрації вище 6,0 см /хв. не можна (дослід 3 табл. 2). Збільшувати концентрацію Метапол марки М вище 15 мас. % економічно недоцільно, тому що показник 3 фільтрації вже дорівнює 3,5-4 см за 30 хв., і для регулювання структурно-реологічних показників такі межі є достатніми. Для регулювання водневого показника (рН) розчину концентрацію KОН вибирають (згідно з лабораторними дослідженнями) залежно від ваги сухого Метаполу марки М у кількості 20 %, тобто у межах 2,0-3,0 мас. %. Концентрацію антиферментатора М-І Cide для забезпечення стійкості бурової промивальної рідини до бактеріального забруднення використано у межах від 0,015 до 0,02 мас. %. KСl в межах від 4,0 до 5,0 мас. % в поєднанні із бітумінозним реагентом солтекс від 1,5 до 2,0 мас % забезпечують задовільні інгібуючі властивості бурової промивальної рідини. При використанні бітумінозного реагенту солтекс в кількості від 1,5 до 2 мас. % спостерігається блокування переходу активної вибуреної породи у бурову промивальну рідину. 2 UA 99866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Концентрацію РВ-СМ від 5,0 до 7,0 мас. % слід вважати задовільною для регулювання структурно-реологічних показників. Даний реагент є підсиленням реагентів зменшення фільтрації, тому нижче 2 мас. % він є менш ефективним. Концентрацію змащувальної домішки TORQ-TRIM 7,0 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що підвищення показника КТК вище 0,10 в окремих випадках може призвести до ускладнень у свердловині. Збільшувати концентрацію змащувальної домішки TORQ-TRlM вище 8,0 мас. % економічно недоцільно, тому що показник КТК вже дорівнює 0,08. Приклад 1 обробки бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції (дослід 4, табл. 2): Композицію для обробки бурової промивальної рідини готують наступним чином. До 160 мл води додають 0,02 г антиферментатора М-І Cide, 0,3 г піногасника Пента-465 і перемішують протягом 3 хв. Потім послідовно додають 20 г Метапол марки М, 4 г KОН. Після перемішування протягом 35 хв. додають з одночасним перемішуванням протягом 30 хв. 8 г KСl, 10 г РВ-СМ, 3 г солтекс. Для зменшення коефіцієнта тертя кірки додають 14 г TORQ-TRlM, після чого доводять об'єм водою до 200 мл і перемішують 30 хв. У посудину набирають 500 мл бурової промивальної рідини із Перекопівської свердловини і перемішують протягом 10 хв. Далі при перемішуванні додають виготовлену композицію у кількості 15 % від об'єму бурової 3 промивальної рідини. Параметри бурової промивальної рідини стали: густина - 1140 кг/м , 3 умовна в'язкість - 46 с, показник фільтрації - 3,5см /30хв., СНЗ1/10 - 10/23 дПа, КТК - 0,08. Приклад 2 обробки бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції (дослід 5, табл. 2): Композицію для обробки бурової промивальної рідини готують таким чином. До 160 мл води додають 0,04 г антиферментатора М-І Cide, 0,5 г піногасника Пента-465 і перемішують протягом 3 хв. Потім додають 30 г Метапол марки М і 6 г KОН та перемішують протягом 35 хв. Після переміщування додають 10 г KСl, 14 г РВ-СМ і 4 г солтекс з наступним перемішуванням протягом 30 хв. Для зменшення коефіцієнта тертя кірки додають 16 г TORQ-TRIM, після чого доводять об'єм водою до 200 мл і перемішують 30 хв. У посудину набирають 500 мл бурової промивальної рідини із Анастасіївської свердловини і перемішують протягом 10 хв. Далі при перемішуванні додають заготовлену композицію у кількості 7 % від об'єму бурової промивальної 3 рідини. Параметри бурової промивальної рідини стали: густина - 1200 кг/м , умовна в'язкість 3 75 с, показник фільтрації - 4,0см /30хв, СНЗ1/10 - 8/22 дПа, КТК - 0,05. Моделювання, приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини за допомогою запропонованої композиції проводили в лабораторних умовах із застосуванням стандартного обладнання і методик. З наведених прикладів приготування композиції для обробки бурової промивальної рідини і даних таблиці 2 видно, що параметри бурової промивальної рідини регулюються у технологічно необхідних межах без перевитрати реагентів. Досягнуто задовільних фільтраційних, антиспінюючих, змащувальних та високих інгібуючих показників. Інгібуючі показники реагенту солтекс, що входить до запропонованого складу композиції для обробки бурових промивальних рідин, визначали в лабораторних умовах порівняно із бітумом бурової промивальної рідини за прототипом (дослід 6, табл. 2). За результатами досліджень встановлено, що запропонована композиція для обробки бурової промивальної рідини має високі інгібуючі характеристики. Таким чином, використання запропонованої композиції для обробки бурової промивальної рідини дозволяє досягти технічного результату: покращення фільтраційних, антиспінюючих, змащувальних та інгібуючих властивостей завдяки додавання бітумінозного реагенту, піногасника та змащувальної домішки. 3 UA 99866 U Таблиця 1 Результати аналізу бурових промивальних рідин із свердловин Перекопівської та Анастасіївської площ Ч.ч. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Параметри бурової промивальної рідини 3 Густина, кг/м Умовна в'язкість, с СНЗ за 1 хв. і за 10 хв., дПа Показник фільтрації за 30 хв., 3 см Товщина фільтраційної кірки, мм Коефіцієнт тертя кірки Водневий показник, рН Загальна мінералізація, % Концентрація іонів кальцію, мг/л Концентрація іонів магнію, мг/л Вміст колоїдної фази, % -2 Концентрація СО3 , мг/л Концентрація НСО3 , мг/л Вміст вуглеводневої фази, % Вміст твердої фази, % Вміст піску, % . Пластична в'язкість, мПа с Динамічна напруга зсуву, дПа Вміст хлориду калію, % № 09 Фракційний склад: № 04 залишок на ситі, % № 016 № 0071 Анастасіївської Перекопівської Замір в Замір в лабораторії, лабораторії, Проектні Проектні проба відібрана проба значення значення при вибої 2750 відібрана при м вибої 3267 м 1180 1210 1180 1150 50-80 80 50-80 60 30-60/50-90 12/19 30-60/50-90 2/4 6 6,0 5-6 8,0 1,0 8-9 8-14 1,9-2,65 11-17 1 3,5-5,0 1,0 0,05 9,48 18 1503 0 2,47 180 671 17 14 0,4 44 49 3 0 7,7 30,8 61,5 1,0 8-9 8-14 1,9-2,6 11-13 1,0 3,5-5,0 1,5 0,24 10,73 5,28 851,7 547,2 2,64 240 610 12 8 2,5 21,66 11,25 1,8 0 0,4 21,83 77,77 4 UA 99866 U Таблиця 2 Склад і властивості бурової промивальної рідини із застосуванням розробленої композиції Склад бурової промивальної рідини, Властивості бурової промивальної рідини Но мас. % ме При t=23 °C При t=150 °C р TO Мет М-І Пен СНЗ дос Солте РВ- RQ- апол KС Ф, СНЗ Ф, , , , , Cid таKОН Т, 1/10 3 3 , . лід кс СМ TRI марк l мПа дП см /3 1/10, рН мПа дП см /3 e 465 с , у M иМ 0хв дПа 0хв с а с а ДПа Бурова промивальна рідина із 10, 1 60 21 11 8,0 2/4 0/2 11 7 10 Перекопівської площі 7 Бурова промивальна рідина із 9,4 2 80 44 49 6,0 12/19 7/12 29 36 9,5 Анастасіївської площі 8 0,01 композиція технологічна у приготуванні в умовах 3 1,0 0,15 3 5,0 7 1,4 3,5 0 свердловини № 1+7 % композиції 50 18 36 7,0 5/7 10, № 1+15 % композиції 48 18 43 6,0 9/19 9/28 14 61 7,0 8 № 2+7 % композиції 78 39 74 5,0 11/17 9,7 12/3 № 2+15 % композиції 62 31 68 4,5 11/25 17 79 5,5 1 5 0,01 композиція технологічна у приготуванні в умовах 4 1,5 0,20 5 7.0 10 2,0 4,0 5 свердловини № 1+7 % композиції 48 17 39 5,5 6/9 11, № 1+15 % композиції 46 16 41 3,5 10/23 7/34 12 59 4,5 1 № 2+7 % композиції 78 24 59 4,0 9/27 9,8 14/3 № 2+15 % композиції 50 19 61 4,0 11/32 21 89 5,5 4 6 0,02 композиція технологічна у приготуванні в умовах 5 2,0 0,25 7 8,0 15 3,0 5,0 0 свердловини № 1+7 % композиції 50 11 22 5.0 5/10 11, № 1+15 % композиції 47 11 19 3,5 9/18 9/24 10 41 4,5 3 № 2+7 % композиції 75 17 32 4,0 8/22 10, 12/3 № 2+15 % композиції 49 15 34 4,0 13/29 11 77 5,5 0 3 Склад бурової промивальної рідини за Властивості бурової промивальної рідини за 6 прототипом, мас. % прототипом FeS Са(О Біту KССБ або мод. Вода 28 11 26 7,0 O4 Н)2 м крохмал 0,5решт 5-40 3-10 2-15 5,0 а ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Композиція для обробки бурової промивальної рідини, що містить бітум, реагент-стабілізатор та воду, яка відрізняється тим, що додатково містить піногасник Пента-465, TORQ-TRIM, антиферментатор М-І Cide, KОН, KСl, РВ-СМ, як бітум містить солтекс, а як реагентстабілізатор - Метапол марки М, мас. %: солтекс KОН піногасник Пента-465 TORQ-TRIM антиферментатор М-І Cide РВ-СМ 1,5-2,0 2,0-3,0 0,2-0,25 7,0-8,0 0,015-0,02 5,0-7,0 5 UA 99866 U KСl Метапол марки М вода 4,0-5,0 10,0-15,0 решта. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6