Промывочная жидкость для заканчивания скважин
Иллюстрации
Показать всеРеферат
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»{