Инвертный эмульсионный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов

 

ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР Д.11Я ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий углеводородную основу, noeepxHocTHo-ajCTHBHoe вещество , сернокислое железо, минерализованную воду и сапропель, о т л и чающийся тем, что, с цепью снижения кольматирующих свойств раствора, он дополнительно содержит низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 900-3000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углеводородная основа30-40 Поверхностноактивное вещество1-3 Сернокислое железо0,1-20 (Л С-гпропель22-60 Низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 900-30003-15 ел ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) (И) з(ю i 09 K 7 06 1

Ф

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ5ФК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1-3 е с молекулярным весом 900-3000

3-15 (21) 31)77024/23-03 (22) 26.07.82 (46) 30.11.83. Бюл. )"- 44 (72) И. И.Лиштзан, В. И.Ложеницына, И. В. Косаревич и В.Ш.Шиавонянц (71) Гомельское отделение Белорусского научно-исследовательского геологоразведочного института и Институт торфа АН БССР (53) 622.243.45(088.8) 56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 682553, кл. С 09 К 7/02, 1974.

2. Косаревич И. В. и др. Тмульсиоиные растворы на основе сапропелей.В кн.; "Особенности технологии строительства нефтяных скважин в Белоруссии", Минск, БелНИГРИ,1980,с.167 (прототип). (54)(57) ИНВЕРТНЫЙ ЭИУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий углеводородную основу, поверхностно-активное вещество, сернокислое железо, минерализованную воду и сапропель, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения кольматирующих свойств раствора, он дополнительно содержит низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 900-3000 при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Угл ев одор одная основа 30-40

Поверхностноактивное вещество

Сернокислое железо О, 1-20

С пропель 22-60

Низкомолекулярный полиэтилен

1057516

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к буровым растворам, предназначенным для вскрытия продуктивных пластов.

Известен буровой раствор на углеводородной основе для вскрытия продуктивных горизонтов, содержащий глину, ПАВ, хлористое железо и барит(11.

Недостатком такого раствора является то, что он не обеспечивает ка- 10 чественное вскрытие продук.гивного пласта.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту инвертный 15 эмульсионный буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов 121, содержащий следующие ингредиенты, вес. .:

Дизельное топливо 45 20

Эмультал 4,0

Сернокислое железо 2,5

Иинерализованная вода 16,5

Сапропель 32,0 25

В данном составе сапропель используется в качестве структурообразователя и вводится в виде естественной суспензии концентрацией 3-5Х (на сухое вещество).

Недостатком известного эмульсионного раствора является то, что структурообразователь имеет сильно развитую поверхность, которая преимущественно является гидрофильной. Поэтому 35 при вскрытии нефтесодержащих коллекторов трещинного типа и проникнове-: ния в пласт такого раствора наблюдается капиллярное всасывание, вследствие чего тонкодисперсные частицы твердой фазы способны проникать в продуктивный пласт на значительные расстояния, снижая тем .самым его естественную проницаемость. Кроме того, использование естественных суспензий 45 сапропелей 3-5Х-ной концентрации связано с нерентабельностью малоконцентрированных природных продуктов.

Следует отметить также, что транспортировка суспензий сапропелей возмож-;50 на только при положительных темперарах, что затрудняет использование известного эмульсионного раствора в зимнее время. Одним из недостатков является также большой расход дизель-55 ного топлива и ПАВ.

Цель изобретения — снижение кольматирующих свойств раствора.

Поставленная цель до тигается тем, что инвертный эмул сионный буро-. вой раствор для вскрыти продуктивных пластов, содержащий угл водородную основу поверхностно-акт вное вещест9 во, сернокислое железо, минерализованную воду и сапропель, дополнительно содержит низкомолекулярный полиэтилен с молекулярным весом 9003000 при следующем соот ошении компонентов, мас. :

Углеводородная основа 30-40

Поверхностно-активное

1-3 вещество

О,?-20, 22-60 ванню структуры.

Низкомолекулярный по этилен (СН -СН -) p с молекуляр m весом

900-3000, является мног тоннажным отходом производства пол сокого давления, раствор ческих растворителях, в дизельном топливе, не то самовоспламеняется, не в этилена вым в органи- г аст ности, в сичен, не аимодействует с солями, щелочами, кислотами, не подвержен окислению, не вызывает коррозиии металлов, приг ден к применению в широком .диапазрне рН как в так и в минерализованных ра(пресных, створах.

В качестве ПАВ могут ыть использованы эмультал, сульфоо еин и укринол-I„ способствующие зн чительному снижению поверхностного атяжения на границе раздела фаз, бла одаря чему достигается высокая дисперсность водной составляющей эмульсионного раст1 вора.

В качестве дисперсной фазы использовали минерализованную воду (раство хло 3) р рис гого натрия p i 1, 20 г/см и водную суспензию сапроп еля, полуСернокислое железо 1-5

Минерализованная вода

Сапропель

Низкомолекулярный полиэтилен ( с молекулярным весом 900-3000 3-15

В качестве дисперсион ой среды эмульсионный раствор содержит дизельное топливо с добавкой низко олекулярного полиэтилена, который в результате взаимодействия линейных молекулярных цепей в растворе способствует образо(1057516

Составы испытываемых эмульсионных растворов

Компонент

1 2 3 4 5 6

25 30 35 38 40 45

3 1,9 3 1 2 3

Дизельное топливо

Эмультал

2 2 1 2

2 5

Сернокислое железо

Вода минерализованная ((3 =1,20 г/сл1) 10 12 20 8

15 0,1

41 37 22 25

53 60

Сапропель Низкомолекулярньш полиэтилен

10 15 ченную из воздушно-сухого продукта концентрацией 2-10% »а сухое вещество.

Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов, приготовленный из перечисленных компонентов, представляет собой устойчивую обратную эмульсию, что достигается путем адсорбционного взаимодействия низкомолекулярного полиэтилена с гидрофоб—

ыми участками поверхности частиц сапропеля.

Эффект стабилизации усиливается в присутствии солей железа, способных взаимодействовать с гуминовыми веществами и битумами сапропелей с образованием адсорбционных слоев.

Такнм образом, на частицах сапропеля создается весьма прочная стабилизирующая оболочка из частично адсорбированных линейных молекул полиэтилена, экранирующих гидрофильные участки поверхности .Такие гидрофобизированные частицы сапропеля,концентрируясь на поверхности раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой придают эмульсиьь дополнительную устойчивость, а при попадании в пласт будут способствовать

1 снижению эффекта капиллярного всасывания.

Технология приготовления пред лагаемого эмульсионного раствора для вскрьпия продуктипных пластов заключается в следующем.

В расчетное количество дизельного топлива вводится низкомолекулярньпл полиэтилен и растворяется при перемешивании. После добавления IIAB

5 смесь перемешивают 5-10 мин. Далее, не прекращая перемешивания, вводят минерализованную воду и сернокислое железо. После эмульгирования всего объема водной фазы вводят вод10 ную суспензию сапропеля и эмульсию перемешивают 30-40 мин.

Пример. В 350 г дизельного топлива (357) растворяют 80 r (8%) низкомолекулярного полиэти .лена, вводят 30 г (3%) эмультала при перемешивании в течение 10 мин, Затем к полученной смеси при непрерывном перемешивании добавляют в течение 20 мин 100 г (107) раствора хлористого натрия с плотностью

f =1 2 г/см и 30 r (8% ) сернокислого железа. После эмульгирования водной фазы вводят 410 r (417) суспензии сапропеля и эмульсию перемешивают в течение 40 мин.

В качестве ПАВ исполь- уют также сульфоолеин.и укринол-1, которые в данном случае взаимозаменяемы

30 Для выявления оптимального соот, ношения компонентов предлагаемого раствора исследуют технологические свойства, а также блокирующее влия— ние на пласт растворов, имеющих различный состав (табл.1).

Таблица1

Состав, мас.7 (I

1057516 внй Белоруссии с прониц (1-10) мД. Испытание про щепринятой методике на у

УИПК-1И.

5 емостью одят по обтановке ед р дя нов низкопроницаемых плас- Свойства исследуемых лее характерных для усло- приведены в табл. 2.

Табл

Свойства раствора при различном содержании компонентов астворов ц а 2

Технологические свойства раство ов

Составы растворов для вскрытия пласта, по табл. 1

Стати напря сдвиг

Плотность раствора, Р г/см

Условная вязкость, 100, с ское ние

СНС,,, Па

0,7/1,6

1,07

1,1/2,9

1,02

1,03

1,4/3, 1,03

О., 8/1, 0,4/1,0

1,00

0,097

29

-г

Продолж ние табл. 2

Технологические свойства. растворов

Критическое напряжение электропробоя

О„р, 8 т

82,1 ( (85,8

200

2,0

1,0

250

0 5

0,72

250

86,2

0,57

250

87,5

0,40

88,0

0,5

250

0,25

84,5

250

0,5

0 35 дают хорошими структурно механическими свойствами, о чем с идетельствуКак видно из табл. 2, хорошими технологическими свойствами обладают растворы, соответствующие составам

2-5. 55

Технологические параметры этих растворов находятся в пределах нормы, Полученные эмульсионные растворы облают довольно высокие для эмульсий зна-! чений величин статическо о напряжения сдвига,, Коэффициент восстановления проницаемости имеет высокие значения, глубина кольматации незначительна.

Блокирующее влияние исследуемых ,растворов на пласт оценивают по коэф яциенту восстановления проницаемости Р (в Ж) и глубине кольматации (в см). Иссл ование п ово т.на образцах кер тов, наибо

Фильтрация в рмальных словиях ф м /30 мин

Коэффицие восстановл ния прони емости, f3

Глубина кольматации Р, см

7 l05

Уменьшение содержания в растворе углеводородных компонентов (дизельного топлива и низкомолекулярного полиэтилена) приводит к снижению стабильности эмульсии, что подтверждается более низким значением U

=200 В (состав 1). Превышение указан75!6 8 ных пределов ведет к неоправданно большому расходу углеводородного сырья (состав 6).

Свойства предлагаемого эмульсион5 ного раствора сравнивают с анапогнчными свойствами известных растворов (табл. 3 ), }0575!6

1О л а

Ю к о

СЧ е

СО л е ф\ л

Л62065 о

Ф O о во х хх а ецио

0 I0

1 6 а х —" —,: —

3» =

I о йа, О

Ъ Ч

О л

О и

v

4l

m х

О

N х х а о

Й о х

О»

ml m0 å

O и ж и

° »Ъ

4 х!

3 I

1 Ol

0 У

1 1-а о

Се о иЪ е

СЧ

О»

»л е

»Ъ Ф

Ю

»/Ъ

СО е

» Ъ

»

1 . х о

vаО 0 4 х а оva !

Ла

РЪ

О л

Ю е иЪ Ч е ( ( ( ао

С»Ъ

Э о х

5 е е 1 съ v

»л

g 1.ОО ооо

® оме е е»0 е е мЪ о х

О

»»Ъ и е и (РЪ (Ъ N ( о х Ф а о о и

m c !

» v о с6

I а х! 1

И о

1"

Ф о х

1 ! 1

А 3

4.Э 1е

Щ

zo

СЧ а е о ow x

Е I-В

g v JI

II Фе v

1 о а о х а

Ф и

Фе»% Ч

9 в е

3 9

0 !»

Се о

Ц ( а о у (1

1 Э

m 1

21 „

О e о

I Э ! &4

rtl К 63 их о

1 1

4 о 5 !»Ъ й

1 41

I O о

О g 5 и $ m I»l

Ю

Ф ф

5 "l

3 f5 1Х а х

2 m . 33

1057516

Составитель В. Ягодин

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Пилипенко КорректорИ. Зрдейи с .

Заказ 9522/30 Тираж 639 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Москва, Ж-35, Раушская -наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из приведенных данных предлагаемнй состав обладает наиболее высоким значением коэффициента восстановления проницаемости и минимальной глубиной кольматации приза- 5 бойной зоны.

По сравнению с известными растворами данный змульсионный раствор обладает более низкими значениями плотности при сохранении прочной структуры 10

=1,03 г/см, СНС / =1,6/3,5 и/м что особенно важно прй вскрытии продуктивных пластов.

Предлагаемый эмульсионный раствор является более экономичным вследствие15 сокращения расхода дизельного топлива и эмультала. В отличие от прототипа в состав раствора вводится не природная суспензия сапропех я, а приготовленная из воздушно-сухого продукта, что снижает транспортные расходы и при том достигается возможность круглогодичного использования этих растворов в бурении.

Эмульснонный раствор может быть использован при бурении и вскрытии . продуктивных пластов, значительно снижая их кольматацию и повышая нефтеотдачу.