Промывочная жидкость для заканчивания скважин

 

ПРОМЫВОЧНАЯ ЖВДКОСТЬ ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН, содержащая глинопорошок , стабилизатор, понизитель вязкости, например феррохромпигносульфонат или окзил поверхностно-активное вещество и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения нефтеотдачи продуктивного пласта в условиях солевой агрессии и высоких пластовых температур (до 160 С) за счет снижения поверхностного натяжения и повышения гидро .фобизующих свойств фильтрата промывочной жидкости, она содержит в качестве поверхностно-активного вещества трибутилфосфат при следуняцем соотношении компонентов, мас.%.: Глинопорошок 6,00-8,00 Стабилизатор 0,50-1,00 Понизитель вязкости0,30-0,50 Трибутилфосфат0 ,25-0,70 Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<ю SU<11>

4(51) С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3625505/23-03 (22) 25.07.83 (46) 30.04.85. Бюл. и 16 (72) Н.А. Мариампольский, А.П.Крезуб, П.Н. Мариампольский, Н.Г.Егинова, Г.В. Онищенко и В.И. Яненко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.243.144(088.8) (56) 1. Соловьев E.М. Заканчивание скважин. M., "Недра", 1979, с. 42.

2. Блюм P.Ã. и др. Применение поверхностно-активных веществ в нефтедобывающей промышленности Пермской области.-В кн.: Применение поверхностно-активных веществ в нефтяной промышленности. N., Гостоптехиздат, 1963, с. 340-348 (прототип). (54) (57) ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ

ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН, содержащая глинопорошок, стабилизатор, понизитель вязкости, например феррохромлигносульфонат или окзил поверхностно-ак1 тивное вещество и воду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения нефтеотдачи продуктивного пласта в условиях солевой агрессии и высоких пластовых температур (до о, 160 С) за счет снижения поверхностного натяжения и повышения гидрофобизующих свойств фильтрата промывочной жидкости, она содержит в качестве поверхностно-активного вещества трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.X.:

Глинопорошок 6,00-8,00

Стабилизатор О, 50-1,00

Понизитель

Вязкости 0,30-0,50

Трибутилфосфат 0 25-0,70

Вода Остальное

1152956

Изобретение относится к интенсификации нефтеотдачи продуктивных объектов в процессе строительства разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин и может найти применение при вскрытии продуктивных пластов при заканчивании нефтяных и газовых скважин, их освоении и капитальном ремонте.

Промывочные жидкости, используемые для вскрытия продуктивного пласта в процессе бурения, при перфорации объекта и капитальном ремонте, содержат поверхностно-активные вещества, которые обеспечивают гидрофобизацию, улучшение смачиваемости породы нефтью и деэмульгацию — разрушение эмульсий, образующихся при контакте с водой.

Известны промывочные жидкости с нефтерастворимыми ПАВ, которые способствуют уменьшению водонасыщенности поровых каналов и трещин пласта, разрушая при этом образующиеся эмульсии (I).

Недостаток нефтерастворимых

ПА — их невысокая активность при повышенных температурах.

Наиболее близким техническим ре- шением к изобретению является промывочная жидкость, содержащая глину, стабилизатор, понизитель вязкости, воду и поверхностно-активное вещество алкамон ОС-2 (2) .

Однако известная промывочная жидкость характеризуется высокими значениями поверхностного натяжения и низкой гидрофобизацией продуктивного пласта в условиях минерализованной среды и высоких температур.

Результатом этого является недостаточная нефтесмачиваемость пласта и неполная нефтеотдача. Недостатки известной промывочной жидкости обусловлены неустойчивостью алкамона

ОС-2 в минерализованной среде при температуре выше 100 С. о

Пель изобретения — увеличение нефтеотдачи продуктивного пласта в условиях солевой агрессии и высоких пластовых температур (до 160 С) за счет снижения поверхностного натяжения и повышения гидрофобизующих свойств фильтрата промывочной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что промывочная жидкость для заканчивания скважин, содержащая глинопорошок, стабилизатор, понизитель вязкости, например феррохромлигносульфонат или окзил, поверхностно-ак.

5 тивное вещество и воду, содержит в качестве поверхностно-активного вещества трибутилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Глинопорошок 6,00-8,00

Стабилизатор О, 50-1, 00

Понизитель вязкости 0,30-0,50

Трибутилфосфат 0,25-0,70

Вода Остальное

В качестве стабилизатора могут использоваться карбоксиметилцеллюлоза, гипан, метас, М-14 и др.

Трибутилфосфат (ТБФ) выпускается согласно ТУ 6-02-733-73. Действие промывочной жидкости, содержащей трибутилфосфат, объясняется высокой поверхностной активностью этого реагента — способностью гидрофобиэировать поверхность пор и каналов продуктивного пласта. Трибутилфосфат — нефтерастворимый, солестойкий реагент, он термостоек до t60 С.

Трибутилфосфат сам по себе не является поверхностно-активным веществом

Однако в растворе, содержащем лигносульфонаты (окзил, ФХЛС), ТБФ проявляет свойства поверхностно-активного вещества.

Проведены лабораторные исследования влияния лигносульфонатов (окзила и ФХЛС) и ТБФ на поверхностную активность фильтратов буровых растворов и на их нефтесмачиваемость. Данные исследований представлены в табл. 1, из которой видно, что ТБФ является поверхностноактивным веществом только в присутствии окзила или ФХЛС. Лигносульфонаты (окзил и ФХЛС) дополнительно усиливают на 20-30Х гидрофобизирующие свойства трибутилфосфата .

Экспериментальные исследования позволили определить оптимальный состав предлагаемой промывочной жидкости. Приготовлено 23 пробы следующим образом. Сначала был продиспергирован предварительно гидратированный бентонитовый глинопорбшок

Саригюхского месторождения (концентрация твердой фазы 16K). В определенное количество этой суспензии вводили при перемешивании на лабораторной мешалке реагента в следующей последовательности: вода, окзил

1152956

SS или ФХЛС, трибутилфосфат, КИЦ (или гипан, или метас). В примерах 11-13, в которых действие ТБФ как ПАВ-гидрофобизатора проверяли на минерализованных растворах дополнительно 5 добавляли 10Х NaC1.

Пример 5. Для приготовления

1 кг раствора к 500 г бентонитовой суспензия добавили 388 r воды, смесь тщательно размещали на лабораторной

10 мешалке, а затем при перемешивании ввели остальные реагенты: 5 г окзила, 7 г ТБФ, 100 r 10Х-ного раствора

КМЦ. После получасового перемешивания произвели замер всех необходимых параметров. Пробу термостатировали в о течение 6 ч при 160 С.

Пример 12. Для приготовления

1 кг раствора к 437,5 г суспензии саригюхского бентонита добавили 483 r 20 воды. После размешивання на лабораторной мешалке в суспензию с водой ввели при перемешивании реагенты в следующей последовательности: 4 r окзила, 5,5 г ТБФ, 70 r 10X-ного раствора КМЦ; После получасового перемешивания раствору добавили 100 r

NaC1 ° Замер параметров раствора произ вели после перемешивания на лабораторной мешалке в течение 1-1,5 ч. Пробу ЗО прогревали в течение 6 ч при 160 С.

Аналогичным образом готовили и термостатировали остальные пробы предлагаемой промывочной жидкости и пробы промывочной жидкости по про- 35 тотипу (примеры 14-23).

Производили замеры следующих параметров каждой пробы: условная вязкость (УВ), предельное статическое напря;кение сдвига за 1 и 10 мин 40

1,у,, ° (М,,» ), показатель фильтрации (Ф) за 30 мин и рН. Определяли также поверхностное натяжение фильтра, тов проб на границе с воздухом и керосином, а также нефтесмачивае- 45 мость пород (песчаника и известняка) в среде жидкой фазы испытуемых образцов промывочной жидкости..

Все параметры проб, поверхност-ное натяжение и нефтесмачиваемость S0 пород определяли до и после термо" статирования в. течение б ч при 160 С

Результаты экспериментов приведены в табл. 2 и 3.

Поверхностное натяжение .иа граки" це жидкость — газ, жидкость — жидкость определяли методом счета капель.

Фильтраты всех проб (содержащие как ТБФ, так и алкамон ОС-2) пропускали через капилляр сталагмометра в воздух и в керосин. Определенное по числу капель поверхностное натякение фильтратов (дисперсионной среды) приведено в табл. 3. Пробы

1-13 соответствуют фильтрам предлагаемой промывочной жидкости, пробы !

4-23 — фильтратам известной промывочной жидкости. Как видно из табл. 3, поверхностное натякение прогретых проб предлагаемой промывочной жидкости как на границе с воздухом, так и на границе с керосином значительно меньше, чем у проб известной промывочной жидкости.

Нефтесмачиваемость породы определяли по краевому углу, который замеряли на разделе фаэ: твердая (порода) — нефть — фильтрат пробы раствора. Измерение краевых углов производили на оптической скамье

ОСК-2.

Для определения нефтесмачиваемости использовали образцы кернов, представленных песчаником и известняком, отобранных с глубины 4000-4500 м из скважины 7 Кошехабльской площади

Кубани. Для опытов использовали нефть

Кумского горизонта месторождения

Зыбза.

В качестве водной среды использовали фильтраты всех 23 проб промы0 вочной жидкости, прогретой при 160 С, Результаты приведены s табл. 3. Из нее видно, что предлагаемая проьвявочная жидкость обеспечила более высокие углы смачивания, чем изве-. стная, как до, так и после прогрева.

При этом, если действие ТБФ после прогрева сохранилось высоким, влияние алкамона ОС-2 значительно снизилосьs

Аналогичные результаты получены и для проб промывочных жидкостей, в которых в качестве стабилизатора использовали гипаи; метас, М-14,, а раэжижителем служил ФХЛС.

Как видно из табл. 3, добавки ТБФ до 0,25 мас.X мало влияют на поверхностное натяжение фильтратов промывочной жидкости и иефтесмачиваемость породы. Увеличение количества ТБФ более 0,7 мас.X (незначительно повышает активность проб промывочной жидкости. Поэтому оптимальная добавка ТБФ принята в пределах 0,25-0,7Х.

1152956 щению сроков освоения скважины. Кроме того, предлагаемый раствор можно применять при вскрытии продуктивных пластов с температурой до

5 160 С, в то время как раствор-проФ тотип можно применять при вскрытии

d горизонтов с температурой до 100 С, так как более высокие температуры приводят в негодность метилдиэтиламмоний бензосульфонат (ОС-2), являющийся гидрофобизирующей добавкой.

Таблица 1

Г с.Х Пове хн

Т 1

Состав промывочной жидкости, м р остное натяжение на

Краевые углы. капли нефти в среде жидкой фазы промывочной жидкости дс прогрева, 20 С,на образо цах

Вода

Окзил

Глино- КИЦ пороТБФ ФХЛС

Пробы границе раздела фаз: жидкая фаза промывочной жидкости— керосин шок

Извест.

Песчаник после до прогрева, 20 С няк прогре ва, 160о С

5 0,3

5 0,3

6 0,5

0,2 0,1

57 . 61

94,4

10 10

48 49

9 9

58 60

94,6

0,1

1а

92,95

0,3 0,25

0,25

0,3 0,4

0,4

0,4 0,55

93,25 47

48 б 0,5

2а

92,8

48

93,1

Эа

91,35

91,75

0,55

4а

0,5 0,7

0,7

0,7

90,3

48

0 5 89,8

0,7

90, 3

10а

Применение в предлагаемом буровом растворе поверхностно-активной и гидрофобизирующей добавки - трибутилфосфата по сравнению с прототипом обеспечивает снижение величины поверхностного натяжения на границе раздела фильтрат — нефть в призабойной зоне пласта (ПЗП) до У-9iiO Fl/è, что, в свою очередь, приводит к более полному извлечению фильтрата из ПЗП при освоении скважины, а также сокра6 0,5 б 0,5

7 . 0,7

7 0,7

8 1,0

8 1,0

8 1 0

8 1,0

76 81

60 75

84 86

59 73

99 103

80 73

105 110

79 75

105 110

81 75

1! 52956

1 х

aD М I ««3 .3(I Э с3. о 4 3

Г» Ф 1

О мЪ

СЧ О1 О

Ф Ф Ф

Ф ф 00 л о

В ф О

МЪ мЪ

Ф Ф ф Ф мЪ 4"\

Ф Ф

CO C0 о ф

Ф а

О« ф

° Сч е»

5l Ф Ф

43i Ch Cla

Ф О

В Ф

С0 Ф

СЧ O

Ф Ф

Ф ф мъ

Ф Ф

Ф Ф

О О

Ф Ф ф л мЪ О мЪ

Ф В Ф О «О CO мЪ О мЪ О

O Ф Ф Ф л 3 «О ае

an СЧ «Ч а ° Ф

«О С»

cv л о

»»

° Ф с л

СЧ М an

С» ОЪ

»»

Ч0 Ф

4О С» СЧ о о

«Ч СЧ л ф 00

4 Ъ «О

СО «О

» в an м

СЧ

»/

Cl

4 Ъ

4 Ъ мЪ СС« »

О Л

М мЪ сЧ мЪ

° а

»с ф

° СЧ

° м

/3 О с м»3

М мЪ

СЧ /4

«ч л Ф мЪ О мЪ о сч

Ф В Ф

С3а О 43«

ОЪ ф

Ф

Ф ф

О и Ch мЪ Л

° \ В

40 С0 4/3

Ф мЪ М

В а

CO ф

СЧ ОЪ а Ф

С3а Ф л

Ф ф

Ф Л

Ф Ф

С0 Ф мъ о

Ф Ф с» л

МЪ М ОЪ МЪ а В ° а е «0 ф

Ф л

М 4»

Ф Ф

Щ . 4/Ъ

4/Ъ О О

Ф Ф а мЪ мЪ о

В Ф л мЪ Ф

Ф Ф

«О

Ь 3 Ф „ мtй

О

° »44

an an »

4 Ъ «О

М С Ъ

ОЪ ф

С Ъ

»3 О

Cl4 С ) 4 Ъ СЧ м

»» мъ ео ф

М /3 м

М мЪ С3 О Л М

»с»»

° О« «С мЪ О сч

43« C3« . МЪ Л

М 4 Ъ МЪ

»с»»

Со - О Ф м м м

»ъ

СЧ мЪ м л сч

Сч С Ъ

Ос m Caa C) 4Ч

М»C «Ч Ф

СЧ Ф мЪ

М М 3 мЪ О сч м мЪ

»С

В 1

СЧ

С3« фЬ мЪ

О1 а Ф

43i CIa

4/\ с0 м

С3а С3а

a/l м со а

° О\

Ф С»

a/l мЪ

С Ъ 00 ОЪ

° a Ф а» О1 СЧ

ОЪ ф Ф

4/Ъ

00 М OO а Ф Ф

СЧ - ОС

СЗЪ О Ф

МЪ 4/4 О 4"Ъ Ф

Ф а

01 «О СЧ ф Ф Саа

«4

О

Ц о о о мЪ

° СЧ

В Ф о о

««3 «Ч

М и !

an мЪ о о! I I

I I I !! ! мъ

° СЧ М а а о о о

/Ъ МЪ

СЧ an С» о о о. мЪ мЪ

Ф ь мЪ мЪ

Ф Ф о о мЪ л ф

Ф Ф о о

С» о

I !! ! I

I I . !

I I !! !! ! сч м

1 о о

i! I мЪ а ь! 4 I л

I I i I I i 1 о

4 4 4 Ф. !

an i» О Е. МЪ а 1 1 . б 1 о о о о мЪ an

Ф Ф Ф о о о

С» о

4/4 С» о. о

В . а

Ю °

Ф»

М м an О л

Ф ° Ф ° °

О и

«3g

О

3/

О!

3 Й

МЪ МЪ О М «Э М . мЪ СЧ С Ъ ° М

В а а а а Ф а 4 В Ф Ф В 1 а Ф о о о о о о о о о о о О о о

МЪ О О С Ф Ф С3 В С Ф . W I ф МЪ В О Л

° Сч М С МЪ О Л Со 43 О» СЧ

l 152956! и

I!a tL

1 О Рв б:б !

В лв бч, а бб

Iles ! И

I 21 блб . б;Ь лл

CO о I

М \ \

С4 лб блб Ю о о

Р, о «! — !

u о g v

1 (б бМ л л Ь !бл

1 лв

С X

Сб О л 1 С! аС ббб I

Ф

Р бл о

S4

1 л

1 Ъ бб

Л --

1

1 ю сО О л л фл О с0 c0 (/) бб"б

О\ л а с0 М

CQ 00

I I

an Л бб б М (с Со СО блб 3/\ б л л а а à л о о .о о о о

K и !! 1

Сб л в в л аб О Ь О ш и л в о С х л ч о

QL Q

Ф (ю

Х бц! 1 1

1 е о б м б о в л a а В л

ЕЛ Вл Ел О Об ае

g-!.1 Ф

e ). 1.

Q !. бб о !!

LI: 1 о о!

1

1 1

1 У

Сб аО бб бЛ в л в л б л б" Cla! > ! I

О 1 л

Саа 1

iР E б

Ол 1 л0 1 л

1г

I352956 сч м о (о о

>Ж о

1 М

1 — > (0 (4 (U (-4

tj 1D

Ф О а

u cd

1

1 со а ! 4

Ц

> х

i» и

Ф

N ж х х ж ж

1 ! о >х

t o О м) со е о о о м. о со о ъ g о

Ф д!

» й

Ф 2

cd 0) а ь! и

I 1 Ф

1 1 —— > — — — -> о о и

Ф cd (0

И (U о в о л л л в с л

>» л (d

Ф а

c o оо дo (Ч а со л л о о л

f.

1

I оо л со

СЧ CV СЧ

О о ! о и

Ф cd о - о м сч

СЧ

СЧ м л о

СЧ (Ч

0с> л ((CV СЧ (Ч о а!

63 (0

Ф а

1- о.

С>0 до !

» (М д

Ф о

1 о 4 _#_I 2

0О ж И

СЧ СЧ СЧ в л.

СЧ СЧ

СЧ л а

СЧ (Ч в о л

СЧ CV (0 О о д (0 L (d о

k(СЧ М . >с

Сй

СО О О . СЧ (.Ъ

Ф х

Е (U р

)Ф) у о

F ((! т х

Ю (0

& cd

u & (U O

1-О (:> (0 О> (4 х ж (у д ах (» о v а

И О (У Ф

Ж и х

О Ф

И У (о с> д

И о

t(>Ж о х р о о о д д х Ф

Х

Ф (0 I

0! е х

E к и

cd О

Х Х

0О О и СЧ О СО 0О а СЧ ж СΠΠ— — — 00 O м о о м оо >л с1 с1 (со о а о а (С1 Л 00 Ф О»- - 00 0С> О Л С!> О

О W О Ю W W И О Ю О 01 O

И И Л 00 Ch О - - 00 О О (». Ф О

14.

1152956 эо

}-о о

Д 4Р

{{}

Ф Х

{}» Р а и

О }} .м (}

el а о

51} о

° Ф о а

Р»

» е а ,р цЭ Л о

С» сЧ ао л сп ю

{{}

}»}

{Ц а}» о л м сп

1

1 л

V I1 л

2й о о

{»{ м м

Ф о о и

{{» 1 ех о

И Х,л

{{}

}»3

{»} а а л {{» л л л о о

}» и оо

) ВЯ о сч 1

1 и 1

{}» Щ

o e

{{} Ж

{»»

О

8 о

) CC

} Р

Й (и оо

РЯ о

{»{) сЧ, с 4

cv м м сч 1

4 о

{j» а и {{}

ы 1.

@о

Ж 1

{}

Ы Ж о

Р, а 3

lf

3

Р.

Г» и уо х л (fl о & о

» { м С"» л л л о а со

Q {{» O м м»

I! ! ! .» о л {о

1 в о ч- {»{ СЧ CV C»{