Состав ванны для ликвидации прихвата колонны труб

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации прихвата колонны труб посредством установки жидкостных ванн. Состав ванны содержит амифол-реагент из класса фосфоновых комплексонов 10 - 15 мас.%, поверхностно-активное вещество 0,5 мас.%, вода остальное. Технический результат: получение экологически малоопасного нетоксичного состава жидкостной ванны для ликвидации прихватов, обеспечивающего эффективное и безопасное ведение противоаварийных работ. 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам ликвидации прихвата колонн труб.

Наиболее распространенным агентом для жидкостных ванн, ликвидирующих прихват, является нефть с добавлением (ПАВ) при следующем соотношении ингредиентов, мас.% /1/: Нефть - 99 Поверхностно-активное вещество - 1 (сульфонол, дисолван) Основным недостатком указанного состава является его высокая токсичность и пожароопасность.

Известен также состав жидкостной ванны для ликвидации прихватов на основе нитрилтриметилфосфоновой кислоты НТФ, при следующем соотношении ингредиентов, мас.% (прототип) /2/: НТФ - 1-50 Вода - остальное Недостатком указанного состава является наличие в нем большого количества кислоты, что, во-первых, приводит к коррозии бурильных труб, а, во-вторых, наблюдается интенсивное физико-химическое воздействие НТФ на структуру минералов горных пород и бурового раствора, что приводит к обвалообразованию в интервалах, сложенных глинами и аргиллитами, находящимися выше зоны первоначального прихвата.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является получение экологически малоопасного нетоксичного состава жидкостной ванны для ликвидации прихватов, обеспечивающего эффективное и безопасное ведение противоаварийных работ.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что в известном составе жидкостной ванны, включающем рабочий агент и растворитель - воду, в качестве рабочего агента используют амифол и поверхностно-активное вещество - дисолван или ОП-10, или сульфонол при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Амифол - 10-15 Поверхностно-активное вещество - 0,5
Вода - остальное
Сопоставительный анализ известных составов (1, 2) и заявляемого позволяет сделать вывод, что заявляемый состав жидкостной ванны содержит новый рабочий агент - амифол, а значит, соответствует критерию "новизна".

Амифол - реагент из класса фосфоновых комплексонов. Состав амифола. Смесь аммонийных солей следующих кислот, %.

НТФ - 80-90
Фтористой кислоты (HF) - 1-2
Соляной кислоты (HCl) - До 3
Выпускается в соответствии с ТУ 6/09-20-195-910. Представляет собой бесцветную или зеленоватую пасту, хорошо растворимую в воде при любой температуре. pH 5%-го водного раствора 5,5-6,5. Реакция среды, близкая к нейтральной, выгодно отличает реагент от НТФ, так как ванна на основе амифола не вызывает коррозию бурового оборудования. Реагент малотоксичен (4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76).

Применение в бурении разрешено без установления ПДК при условии соблюдения санитарно-гигиенических и санитарно-механических требований, предъявляемых при работе в контакте с малоопасными химическими продуктами. Негорюч, воспламенение паров отсутствует вплоть до кипения воды. Это позволяет получить состав жидкостной ванны экологически- и пожаробезопасный. ПАВ - поверхностно-активные вещества (сульфонол, дисолван, ОП-10 и др.) используют для улучшения проникновения ванны в пласт.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Для проверки эффективности действия предлагаемого состава были проведены лабораторные исследования.

Разрушающая способность жидкости ванны определялась в следующей серии опытов. Глинистую корку, сформированную из раствора, содержащего 8% шлама и 0,25% КМЦ-600, плотно прилипшую к фильтровальной бумаге, предварительно очищали водой от остатков промывочной жидкости и после этого помещали в испытуемую среду. Опыты проводили с неподвижными растворами при температуре 20^oC. Через 1-3-5-10-30 минут корку вынимали из жидкости ванны и выясняли изменение ее веса за этот период. Результаты опытов приведены в таблице 1.

Наибольшей разрушительной способностью обладает раствор НТФ- 5%-ой концентрации. Глинистая корка в растворе НТФ 5%-ой концентрации практически полностью разрушается в течение первых 5 минут. Аналогичным образом НТФ действует и на глинистые породы, слагающие стенки скважины. В растворе амифола 10-15%-ой концентрации полного разрушения и размыва корки не происходит, она лишь покрывается трещинами. Образование трещин в глинистой корке и приствольной зоне скважины обеспечит проникновение жидкости в околоприхватную зону, что позволит эффективно ликвидировать прихват, но не приведет к резкому разрушению стенок скважин и обвалообразованию в интервалах выше зоны прихвата, как в случае использования НТФ.

Проверка эффективности составов ванн для ликвидации прихватов осуществлялась на приборе-индикаторе ПКМ-1 М.

Опыты проводились при перепаде давления 0,8 МПа и температуре 20-25^oC. В качестве базового раствора, в среде которого имитировался прихват, использовали раствор, содержащий 8% шлама и 0,25% КМЦ, свойства которого не изменялись от опыта к опыту. Число опытов с каждой жидкостью для установки ванны варьировало от 3 до 5. Минимальное число экспериментов соответствовало серии опытов, в которой относительная ошибка не превышала 5%.

Эффективность жидкостной ванны определялась по коэффициенту прилипания индентора к глинистой корке, зависящего от усилия отрыва индентора после выдержки в исследуемых составах в течение 30 минут. Данные опытов приведены в таблице 2.

Отмечено, что сила прихвата во всех опытах ослабевала после установки жидкостной ванны. Наилучший эффект достигался при установке жидкостной ванны, содержащей 15% амифола и 0,5% сульфонола.

Технико-экономическая или иная эффективность
1. Обеспечение экологической безопасности противоаварийных работ при ликвидации прихватов бурильных труб за счет использования в качестве рабочего агента амифола (4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76) взамен нефти (2 класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76).

2. Предупреждение осыпей, обвалообразований и коррозии бурильных труб за счет использования в качестве рабочего агента амифола вместо НТФ.

3. Повышение эффективности противоприхватной ванны за счет использования в составе ванны поверхностно-активных веществ.

Источники информации
1. Галимов М.А., Самотой А.К. Гидродинамические способы ликвидации прихватов бурильных колонн. Обзорная информация, сер. Бурение, М.: ВНИИОЭНГ, 1981.

2. Авт. св. СССР N 1375792, КЛ. E 21 В 31/00. Способ освобождения прихваченных в скважине труб - (прототип).

Формула изобретения

Состав ванны для ликвидации прихватов колонн труб, включающий рабочий агент и воду, отличающийся тем, что в качестве рабочего агента используют амифол - реагент из класса фосфоновых комплексонов и поверхностно-активное вещество - дисолван, или ОП-10, или сульфонол при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Амифол - 10 - 15
Поверхностно-активное вещество - 0,5
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2004

Извещение опубликовано: 10.04.2004