Эмульсионный буровой раствор

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам эмульсионных буровых растворов (ЭБР) на водной-осно-г ве, предназначенных для вскрытия продуктивных пластов. Цель изобретения - повышение коагуляционной устойчивости ЭБР при одновременном улучшении антифильтрационных свойств в присутствии солей одновалентных металлов. ЭБР включает, мае.%: углеводородная фаза 20,0-40,0; глина 5,0-7,0; реагент-стабилизатор 0,50 ,7; поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0,5-0,6; эмульгатор 2,0-4,0; электролит 5-10,0; остальное вода. В качестве электролита ЭБР содержит отходы производства полиэтиленполиамина (ОПЭПА), имеющего следующее соотношение ингредиентов, мас.%: хлористый натрий 85,0-90,0; полиэтиленполиамин 1,5-5,0; едкий натрий 1,0; остальное вода. При приготовлении ЭБР в объем глинистой суспензии вводят расчетное количество реагента-стабилизатора . Затем вводят предварительно растворенный в углеводородном компоненте эмульгатор. После тщательного перемешивания смеси ввосл дят ПАВ, а затем ОПЭПА в виде водного раствора. После перемешивания ЭБР готов к использованию. Использование в ЭБР в качестве электролита ОПЭПА ррй вскрытии соленосных продуктовых горизонтов обеспечивает.улучto шение фильтрации, структурных покаvj зателей, сохранение исходных значеОО СО ний поверхностного натяжения фильтратов при меньшем расходе ПАВ. 2 табл. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g g С 09 К 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 9849 309 /23-0 3 (22) 31 . 01 ° 85 (46) 30.11.86. Бюл. Р 44 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" (72) А.Н. Андрусяк, Л.Б. Склярская и Л.А. Мельник (53) 622.243.144(088.8) (56) Патент С)1А Р 3061542,кл.252-85, опублик. 1959.

Андрусяк А.Н. и др. Применение специальных буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов.-Нефтяное хозяйство, 1978, Р 3, с. 6. (54) ЭИУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам эмульсионных буровых растворов (ЭБР) на водной осно-. ве, предназначенных для вскрытия продуктивных пластов. Цель изобретения — повышение коагуляционной устойчивости ЗБР при одновременном улучшении антифильтрационных свойств в присутствии солей одновалентных металлов. ЭБР включает, мас.X. углеводородная фаза 20,0-40,0; глина

„„Su„„>ПЗЗтЗ А1

5,0-7,0; реагент-стабилизатор 0,50,7; поверхностно-активное вещество (ПАВ) 0,5-0,6; эмульгатор 2,0-4,0; электролит 5-)0 0; остальное вода.

В качестве электролита ЭБР содержит отходы производства полиэтиленполиамина (ОПЭПА), имеющего следующее соотношение ингредиентов, мас.K: хлористый натрий 85,0 — 90,0; полиэтиленполиамин ),5-5,0; едкий натрий

1,0; остальное вода. При приготовлении ЭБР в объем глинистой суспензии вводят расчетное количество реагента-стабилизатора. Затем вводят предварительно растворенный в углеводородном компоненте эмульгатор. После тщательного перемешивания смеси вводят ПАВ, а затем ОПЭПА в виде водного раствора. После перемешивания

ЗБР готов к использованию. Использование в ЭБР в качестве электролита

ОПЭПА при вскрытии соленосных продуктовых горизонтов обеспечивает улучшение фильтрации, структурных показателей, сохранение исходных значений поверхностного натяжения фильтратов при меньшем расходе ПАВ.

2 табл.

1273373

Изобретение относится к составам эмульсионных буровых растворов на водной основе, предназначенных для вскрытия продуктивных пластов, для глушения нефтяных и газовых скважин 5 при проведении их капитального ремонта.

Цель изобретения — повышение коагуляционной устойчивости при одно10 временном улучшении антифильтрационных свойств растВоров в присутствии солей одновалентных металлов. Технология приготовления раствора заключается в следующем. Заготавли15 вают с помощью гидравлических диспергаторов или других перемешивающих устройств, имеюшихся на буровой, необходимый объем глинистой суспензии, затем в нее вводят расчетное

20 количество реагента-стабилизатора, например КМЦ, затем предварительно растворенный в расчетном количестве углеводородного компонента (в нефти

25 или дизтопливе) эмульгатор, например, предварительно омыленные гидроксидом щелочного металла (например

NaOH) кубовые остатки СЖК. После тщательного перемешивания смеси до получения. однородной прямои эмульсии 30 (типа "масло в воде") вводят расчетное количество ПАВ (например, дисольвана),а затем расчетное количество отхода полиэтиленполиамина в виде водного раствора. После тщательного перемешивания эмульсионный буровой раствор готов к использованию.

Отход производства полиэтиленполиамина (ОПЭПА) представляет собой порошкообразное вещество сероватого 40 цвета, без запаха, хорошо растворимое в воде при обычной температуре.

Отходы содержат 85 †.90 мас.% хлористого натрия, 1,5-5 мас.% полиэтиленполиамина, до 1 мас.% NaOH, осталь- 45 ное вода. Величина рН водного насыщенного раствора отхода 9-10. Поверхностное натяжение на границе с. углеводородной средой (керосином) состав.ляет для 57.-ного водного раствора — 50 эрг

35 2 насыщенного раствора см

33,7 (поверхностное натяжение зрг см воды на границе с керосином составляет 48,0 ; 57.-ного раствора хлоэрг см эрг ристого натрия — 45 ). см

Плотность водных растворов этого, отхода колеблется в пределах 1,005 г/см (1%-ный раствор) — 1,20 г/см (насыщенный раствор).

В качестве углеводородной фазы эмульсионный буровой раствор может содержать дизельное топливо или нефть

В качестве эмульгатора, например, продукты омыления гидроксидом щелочного металла высших жирных кислот, а именно их кубовых остатков. В качестве стабилизатора могут быть использованы полисахариды, лигносульфонаты или полиакрилаты. В качестве добавки, регулирующей поверхностноактивные свойства, применимы неионагенные ПАВ (например, превоцел, дисольван) или синергетические смеси неионогенных и анионных ПАВ (например, дисольван и сульфонол, взятые в соотношении 1:1).

Ниже приведены примеры приготовления раствора в лабораторных условиях. Замеры параметров буровых растворов проводили при нормальных условиях по методикам, регламентируемым РД 39-2-645-81 ВНИИКРнефть.

Пример 1. Навеску глины .в количестве 35 г (7 мас.%) диспергируют в 300 г (60 мас.7.) воды. Затем вводят 2,5 г (0,5 мас.7) KMU-500 и продолжают перемешивание до полного растворения.

Отдельно готовят углеводородный раствор омыленных гидроксидом щелочного металла (например, NaOH) кубовых остатков СЖК (КОСЖК). С этой целью в 100 r (20 мас.%) дизтоплива растворяют 1О r (2 мас.%) КОСЖК, омыленных предварительно гидроксидом щелочного металла. После перемешивания эмульгатора со стабилизированной глинистой суспенэий до получения однородного состава вводят 1,25 г (О 25 мас.%) дисольвана и 1,25 г (0,25 мас.7) сульфонола, а затем

25 r (5 мас.7) ОПЭПА, предварительно растворенного в 25 r (5 мас.%) воды с последующим перемешиванием раствора (табл. I, Ф 1).

Пример 2. Навеску глины в количестве 25 г (5 мас.7) диспергируют в 234, 25 (46,85 мас.%) воды, Затем вводят 3,0 г (0,6 мас .%) КЩ500 и продолжают перемешивание до полного растворения. Отдельно в 150 г (30 мас.%) дизтоплива растворяют 15 г (3 мас.%) КОСЖК, омыленных предва1273373 4 рительно гидроксидом щелочного металла. Приготовленный таким образом эмульгатор смешивают со стабилизированной глинистой суспензией до получения однородного состава, затем вво- g дят 2,75 г (0,55 мас. ) дисольвана и

35 r (7 мас. ) ОПЭПА, предварительно растворенного в 35 г (7 мас. ) воды с последующим перемешиванием (табл.1, У 2). 10

Пример 3. Навеску глины в количестве 30 г (6 мас. ) диспергируют в 143,5 г (28,7 мас.%) воды.

Затем вводят 3,5 г (0,7 мас. ) КМЦ500 и перемешивают до полного раст- 15 ворения. Отдельно готовят раствор эмульгатора, для чего в 200 r (40 мас. ) дизтоплива растворяют

20 г (4 мас. ) КОСЖК, омыленных предварительно гидроксидом щелочного ме- 20 талла. После перемешивания эмульгатора со стабилизированной глинистой суспензией до получения однородного состава вводят 1,50 г (0,25 мас. ) дисольвана и 1,50 г (0,25 мас. ) 25 сульфонола, а затем 50 г (1О мас. )

ОПЭПА, преДварительно растворенного в 50 г (10 мас. ) воды с последующим перемешиванием (табл. 1, Р 3). Для сравнения приведена характеристика з0 прототипа (табл. 1, У 4).

Как видно из табл. 1 (9N 5, 6, 9) введение в известный эмульсионный раствор хлористого натрия или хлористого калия приводит к ухудшению его коагуляционной устойчивости и резкому повьппению водоотдачи.

Проведенные исследования показали, что содержание ОПЭПА менее

5 мас. . недостаточно для достижения 40 цели изобретения (табл. 1, У 7), а содержание ОПЭПА более 10 мас. приводит к снижению коагуляционной устойчивости раствора и некоторому повышению водоотдачи раствора (табл.145

У 8).

Содержание остальных компонентов менее минимальных значений не позволяет достичь цели изобретения, а содержание их выше максимального . предела не вызывает резкого улучшения антифильтрационных свойств и дальнейшего повьппения коагуляционной устойчивости (табл. I, РУ 10-15).

Состав раствора представлен в табл.2 5

Состав эмульсионного бурового раствора имеет параметры: условная вязкость 34-38 с, водоотдача 3,55 см /30 мин, статическое напряжение сдвига за 1 и 10 мин, соответственно

1,1-2,2 и 1,4-3,4 Па, коэффициент коагуляционной устойчивости 1,3-!,5, поверхностное натяжение фильтрата

5,9-6,3 мН/м.

Проведенные испытания показывают, что содержание в составе эмульсионного бурового раствора 5-10 ОПЭПА обеспечивает при достижении заданной степени минерализации сохранение его технологических показателей, исключает необходимость проведения дополнительной стабилизации системы. Так, минерализация пластовых (поровых) вод в интервале продуктивных отложе" ний на месторождениях Прикарпатья (по NaC1) составляет 4500-92000 мг/л.

Содержание в известном составе в качестве электролита 5-10 NaC1 обусловливает сравнительно высокие значения водоотдачи (10-14 см /30 мин), з низкие значения (0,7-0,9) коэффициента коагуляционной устойчивости, определяемого отношением динамического напряжения сдвига к эффективной вязкости (табл. 1, 911- 5, 6) . Харак-. терно, что в данном составе эмульсионного раствора использование в качестве электролита ОПЭПА обеспечивает существенное не только улучшение фильтрационных и структурных показателей, но и сохранение исходных значений поверхностного натяжения фильтратов при меньшем расходе

ПАВ. Это дает основания полагать, что содержание в данных отходах наряду с NaC1 полиэтиленполиамина благоприятно сказывается в отношении сохранения поверхностно-активных свойств минерализованных сред. Кроме того, поддержанию необходимой концентрации ионов водорода (рН) способствует содержанию в ОПЭПА едкого натра.

Формул а из о бр е те ни я

Змульсионный буровой раствор, содержащий углеводородную фазу, глнну, реагент-стабилизатор, эмульгатор, поверхностно-активное вещество, электролит и воду, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения коагуляционной устойчивости раствора при одновременном улучшении антифильтрационных свойств в присутствии солей одновалентных металлов, в каа

Поверхностно-активное вещество 0,5-0,6

Отход производства полиэтиленполи5

5,0-10,0

Вода Остальное, причем отход производства полиэтиленполиамина содержит, мас.Ж: хлористый натрий 85,0-90,0; нолиэтиленпо>0 лиамин ),5-5,0; едкий натр до 1,0 ,и вода остальное.

Углеводородная фаза

Глина

Эмульгатор

Реагент-стабилизатрр

20,0-40,0

5,0-7,0

2,0-4,0

0,5-0,7

Ф 1273373 честве электролита раствор содержит отход производства полиэтиленполиамина при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

i273373

1 X

I Ю 1 !0 хоэ а о о

Ф а чР

Фч !"Ъ

Ю Ф с

I 01ФФ: м p2 3 c0 Ic c: o w 0 о

t! I !

Х Д

1 а5 !о

a v

1 ° Л 1

С! ф а

OecC

ыМ1-!

О1»ф

% » о еъ

С0 1 Ф

Ю В а о о е

Со

» в

N 4»1 с0 1 а

3 I

CL 1

1»

v

Ф

Р и

1» сС и

В Ю

Фч

cv а ° сч сч е ф а Ю

D О Ф

Ch

» о съ

1Ч

В В

СЧ CV

Ch

D о ь

Cf Ц Ф 1 о о о о

С Ъ о о а а

О Л л а о

° »

М Ф CV о а В гЪ И о ф о ч

4Ч С Ъ

CO CO с Ъ (»Ъ о

С Ъ е е сч ф ф

О » а л ч0 сп р <Ъ

ОЪ со л

Ю сп ф

В ЕЪ

О

Фч сч еч сч а

Ф Ф

О МЪ о о

» а О Ф

1о мъ — и

О 1

I ! CC

1 I

1

5ф5, 1

1

М

1 1

1 т л о

I !

1 I I о иЪ

1 о ф к

1 1

Ъ а

В а о о о а

» о и

Щ о

МЪ

Ю

D а л

ИЪ СЧ <Ч

Ю а » о о о

6 с Ъ а о о

С е о 1 л сч а о

МЪ юЪ РЪ

» Ф о о и е

ЕЪ СЧ ЕЧ

» в о о о е е а в л а о о о

4 1 Ф Ъ

9 а о о е л а Ф о о л л а о о. л cn cn .В а а о о о л е э в Ф » о о о Гъ 5 е ! t сч !

I tD

I l !

tnt

rv cv !ч сч cv л а ю

1Ч а ь о сч !ч сч о .о

М мЪ Е

c»l N

t g ! а 5 л cn cn ч сп о

5.v а м о

0е В%

iФ л сО

3 .

Й о о

3 о о

v I

М

В! ! 55

l v 1

t C t.ь e co а Ф а Ю Ю ф Ф Ф Ф, ф О а о е о -о е сп е о о

a a a a a a a a а е а ф Ф Ф ф CO Л CO Ф CO ф ф а 1Ъ а -О л e — л

В Ф а а а Ю » а а Ю а о о — — о — о сО л л л л л

7273373

«(. В Е «(I 5 2 I. ð и В е м (о ь ((! Л 1 и

«О 4l

I. O «((a) о м !! «» о .со

° В о

«Ч I о ф! л

«(Л! о а о

Ф Ф Ф а « л о

g(«:mv

Ф «((2и

v

«((!

X 1

В r4 а il e о

v I î

o >

«(«5

v ««(о о

Ы (В( ф

v I ce о! Д

v а.

4 О

«(е и 6(«! !

«Ю I

О

Ф и а с х е «1 ко«(I а а III

I о л Ф о о ю со о о о в. «!». a" в ! !

C4 Ch о «ч

Ф Ф о «(— «ч

1 ! ! а а О О 1

«Ч М1 -З и «((«О СО Ф ОО

Ю Ь э ь е (« ( л а «« («(I

1 1 1

1 1 !

1 1 (1

1 1 1 (1

«(Л а л « -т о ь ь ь ! О 43 M CI 1

Ю 4 Ю о о о о!

« Ъ « 1 Р (« \ о о о о

«Ч « 1 « (« (э «о «(««(«(((г и

1273373

Э 0

Я сб

E Э cd

СЧ сб

Х о

И о х

Е» и о х

ОЪ л сО 1

СЪ О л л л л л

t !

Х I

Ц I

I х

С4 сб!

Е-с I!

1 х о х Ф м о х

1 1 с о о о (с( о х

:в с»

cd о !

4! х о

««

Х сб I

Е М l

Ц

Cct о

С Ъ х

О

1

Э сб I

Э а и сб I

t» и х-!

И ф 1 х U 1 сО сЪ в л

CV С Ъ

СЪ О л л

СЧ 1 л г оо л л л

CV с»Ъ

СЪ л л

СЧ CV

СЧ л х х

Е

«е О сб Е с Ъ

1 о

С,Е о

I о

t

t

1 л л в0

Е» о

О O CCI с»Ъ б с»Ъ

ОЪ со t o л л

cv с «с о Ъ сЪ О

О л л О ь а л

О

О

О

ОЪ! И (=(Ю

D в ссЪ сГЪ л

О ссЪ с/Ъ

1 л

Э о х

М и ! со

g Э сб

Р t о I Э

ЙI

О! ДО, (с(! сб (О I 1 1 э о о

O t cd х .8 с" :5

I E» И

I о (((Э Ц! о х суЪ

О

О I

l

1

О О

ОЪ л

D сО а

О Э P,Э х Г» и «5

С4 I о и

cd Р, а!

6) ЕС

I сб g о (О ссЪ

СО Л ССЪ л л

О О О ь в

СЧ

О

СЧ

1 с:Е о

О

C/l сб

Р о

lCt (-4

С4

X.

cd

Р сб

I

I

1

I

I

Е !

1

I

I

I !

1

1

1 (I

1 ссъ ссъ О ссъ ссъ с/ъ I л л л л в

I r л л с л

Оъ Л О сСЪ Л СО л л « л в

С Ъ С»Ъ ССЪ СсЪ С Ъ С"Ъ !

О О.» 1

1.. л л О О

О О 1 а в сЪ ссЪ

1! О 1 в ь

О О О О О л л л «

СсЪ СЧ СЧ C4 (1

О О О О О л л

О О О О О 1

Са) б СЧ СЧ СЧ 1

О О. О О О л л в л

О С ССЪ ОЪ ССЪ