Исследование ингибирующей и тампонирующей систем промывки скважины буровым раствором на основе полисульфоната амина калия (NPAP-2) для предотвращения неустойчивости ствола скважины в глубоких сложных пластах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В качестве примера изучения причин неустойчивости ствола скважины в сложных пластах и поиска соответствующих решений был выбран блок А Джунгарского бассейна (Junggar Basin), Китай. По результатам исследования образцов керна на этом участке и анализа данных каротажа сделан вывод, что микротрещины, образованные в скальном слое блока, являются естественными каналами для поступления фильтрата. Показано, что после взаимодействия с фильтратом происходит гидратация чувствительных к воде глинистых минералов пласта. Благодаря оптимизации состава была предложена наноструктурированная высокоингибированная и сильная тампонирующая система бурового раствора на основе полисульфоната амина калия (NPAP-2), которая обеспечивала: общее использование асфальтового реагента против осыпания породы пласта для физического закупоривания нано- и микромасштабных трещин (зазоров); инверсионное смачивание для регулирования поглощения поверхностных вод; химическое ингибирование внутренней гидратации. Эксплуатационные испытания показали, что при этом потери воды при высокой температуре и высоком давлении (HTHP) в системе бурового раствора составляют менее 10 мл, степень извлечения образца породы - более 86%, вязкость остается приемлемой, скорость расширения ствола скважины составляет - более 89%, потери от фильтрации снижаются с 8 до 5 мл. Показагно, что NPAP-2 может сизить активность жидкости для усиления ингибирования, эффективно повысить устойчивость бурового раствора к оседанию, уменьшить фильтрацию и обеспечить устойчивость ствола скважины.

Об авторах

Yang Shuo

Changzhou University

Email: petrochem@ips.ac.ru
213164, Changzhou, China

Deng Song

Changzhou University

Email: dengsong@cczu.edu.cn
213164, Changzhou, China

Zhang Xiaopeng Yan Yixin

Changzhou University

Email: petrochem@ips.ac.ru
213164, Changzhou, China

Hao Hongda

Changzhou University

Email: petrochem@ips.ac.ru
213164, Changzhou, China

Wang Caibao

Changzhou University

Email: petrochem@ips.ac.ru
213164, Changzhou, China

Wang Lei

Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering

Автор, ответственный за переписку.
Email: petrochem@ips.ac.ru
100083, Beijing, China

Список литературы

  1. Zheng L., Chen B., Zhang Z., Tang J., Sun H. Anti-collapse mechanism of CBM fuzzy-ball drilling fluid // Natural Gas Industry B. 2016. V. 3. P. 152-157. https://doi.org/10.1016/j.ngib.2016.03.011
  2. Yang L., Xie C., Ao T., Cui K., Jiang G., Bai B., Zhang Y., Yang J., Wang X., Tian W. Comprehensive evaluation of self-healing polyampholyte gel particles for the severe leakoff control of drilling fluids // J. Petrol. Sci. Eng. 2022. V. 212. P. 110249. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2022.110249
  3. Kai C.-M., Zhang F.-J., Cheng C.-L., Chen Q.-B. Design synthesis and performance of anti-collapse drilling polymer mud with higher stability // Pigment & Resin Technology. 2022. V. 51. P. 101-109. https://doi.org/10.1108/PRT-10-2020-0111
  4. Sun W.J., Tian G.Q., Huang H.J., Lu G.M., Ke C.Y., Hui J.F. Synthesis and characterisation of a multifunctional oil-based drilling fluid additive // Environ. Earth Sci. 2018. V. 77. P. 793. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7982-5
  5. You F-c., Zhou S-s., Ke D., Huang Y. Effect of a novel lubricant embedded with alcohol ether, amide and amine motifs for silicate drilling fluid on bit balling and lubrication: an experimental study // Arab. J. Sci. Eng. 2022. https://doi.org/10.1007/s13369-022-06730-8
  6. Jiang G., Ning F., Zhang L., Tu Y. Effect of agents on hydrate formation and low-temperature rheology of polyalcohol drilling fluid // J. Earth Sci. 2011. V. 22. P. 652. https://doi.org/10.1007/s12583-011-0216-3
  7. Zhang G., He S., Tang M., Kong L. The mechanism and countermeasures of inclined well wellbore instability in Dibei deep coal seam // J. Pet. Explor. Prod. Technol. 2022. V. 1. P. 16. https://doi.org/10.1007/s13202-022-01483-4
  8. Xiong Z., Tao S., Li X., Shan W., Dong H. Development and application of anti-collapse & anti-drag agent for drilling fluid // Procedia Engineering. 2014. V. 73. P. 55-62. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.06.170
  9. Xionghu Z., Egwu S.B., Jingen D., Liujie M., Xiangru J. Synthesis of asphalt nanoparticles and their effects on drilling fluid properties and shale dispersion // SPE Drill & Compl. 2022. V. 37. № 01. P. 67-76. https://doi.org/10.2118/208589-PA
  10. Wang B., Sun J., Shen F., Li W., Zhang W. Mechanism of wellbore instability in continental shale gas horizontal sections and its water-based drilling fluid countermeasures // Natural Gas Industry B. 2020. V. 7. P. 680-688. https://doi.org/10.1016/j.ngib.2020.04.008
  11. Qu Y.Z., Tian K.P., Deng M.Y., Wang R., Xie G. Environmental protection performance of anti-collapse agents with different hydrophobic chain lengths // Chem. Technol. Fuels Oils. 2020. V. 56. P. 363-372. https://doi.org/10.1007/s10553-020-01147-1
  12. Qu Y.Z., Tian K.P., Deng M.Y., Wang R., Xie G. Influence of various hydrocarbon groups on the effectiveness and environmental characteristics of anti-collapse agent for drilling fluids // Chem. Technol. Fuels Oils. 2020. V. 56. P. 420-428. https://doi.org/10.1007/s10553-020-01153-3
  13. Wang S., Shu Z., Chen L., Yan P., Li B., Yuan C., Jian L. Low temperature green nano-composite vegetable-gum drilling fluid // Appl. Nanosci. 2019. V. 9. P. 1579-1591. https://doi.org/10.1007/s13204-019-01033-1
  14. Duarte A.C.R., Ribeiro P.R., Kim N.R., Mendes J.R.P., Policarpo N.A., Vianna A.M. An experimental study of gas solubility in glycerin based drilling fluid applied to well control // J. Petrol. Sci. Eng. 2021. V. 207. P. 109194. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109194
  15. Paixão M.V.G., da Silva Fernandes R., de Souza E.A., de Carvalho Balaban R. Thermal energy storage technology to control rheological properties of drilling fluid // J. Mol. Liq. 2021. V. 341. P. 116931. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116931
  16. Zhu W., Zheng X., Shi J., Wang Y. A high-temperature resistant colloid gas aphron drilling fluid system prepared by using a novel graft copolymer xanthan gum-AA/AM/AMPS // J. Petrol. Sci. Eng. 2021. V. 205. P. 108821. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.108821
  17. Mech D., Das B.M., Sunil A., Areekkan M., Imaad S. Formulation of a rice husk based non-damaging drilling fluid and its effect in shale formations // Energy and Climate Change. 2020. V. 1. P. 100007. https://doi.org/10.1016/j.egycc.2020.100007
  18. Murtaza M., Tariq Z., Zhou X., Al-Shehri D., Mahmoud M., Kamal M.S. Okra as an environment-friendly fluid loss control additive for drilling fluids: Experimental & modeling studies // J. Petrol. Sci. Eng. 2021. V. 204. P. 108743. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.108743
  19. Rezaei A., Shadizadeh S.R. State-of-the-art drilling fluid made of produced formation water for prevention of clay swelling: Experimental investigation // Chem. Eng. Res. Des. 2021. V. 170. P. 350-365. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2021.04.012
  20. Ettehadi A., Ülker C., Altun G. Nonlinear viscoelastic rheological behavior of bentonite and sepiolite drilling fluids under large amplitude oscillatory shear // J. Petrol. Sci. Eng. 2022. V. 208. Pt. B. P. 109210. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109210
  21. Gao X., Zhong H., Zhang X., Chen A., Qiu Z., Huang W. Application of sustainable basil seed as an eco-friendly multifunctional additive for water-based drilling fluids //Petrol. Sci. 2021. V. 18. № 4. P. 1163-1181. https://doi.org/10.1016/j.petsci.2021.05.005
  22. Shen X., Jiang G., Li X., He Y., Yang L., Cui K., Li W. Application of carboxylated cellulose nanocrystals as eco-friendly shale inhibitors in water-based drilling fluids // Colloids Surf. A. Physicochem. Eng. Asp. 2021. V. 627. P. 127182. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127182
  23. He J., Lu Y., Tang J., Ou C. Effect of seepage flow on gas loss during the removal of shale core immersed in a drilling fluid // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2021. V. 94. P. 104080. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2021.104080
  24. Bavoh C.B., Adam J.M., Lal B. Specific heat capacity of xanthan gum/PAC polymer-based drilling fluids: An experimental and correlation study // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 57. Pt. 3. P. 1002-1007. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.08.028
  25. Zhao K., Fan J., Yu B., Han J.Y., Xu Y.H., Gao S.H. Research progress of wellbore stability in hard brittle shale // Oil Drilling and Production Technology. 2016. V. 38. № 03. P. 277-285. https://doi.org/10.13639/j.odpt.2016.03.001
  26. Liu X.L., You F.C., Wu S.Z., Yan R., Deng C. Mechanism analysis of shale wellbore instability and drilling fluid countermeasures // Contemporary Chemical Industry. 2020. V. 49. № 01. P. 129-133. http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1671-0460.2020.01.032
  27. Chen Z.X., Lan F., Liang W., Zhang S.Q. Research and application of anti-high-temperature and anti-collapse drilling fluid in deep well in niudong area of North China // Oilfield Chem. 2019. V. 36. № 1. P. 1-6. https://doi.org/10.19346/j.cnki.1000-4092.2019.01.001
  28. Zheng S. Sedimentary pattern of the shallow-water delta in the sangonghe formation of central junggar basin and its significance for hydrocarbon exploration // Special Oil and Gas Reservoirs. 2019. V. 26. № 01. P. 87-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-6535.2019.01.015
  29. Tan S.Q. Definition of hydrocarbon accumulation key period in central area of Junggar Basin and its petroleum geology significance // Fault-block Oil and Gas Field. 2013. V. 20. № 5. P. 551-555. https://doi.org/10.6056/dkyqt201305002; http://www.dkyqt.com/#/digest?ArticleID=3180
  30. Vivas C., Salehi S. Rheological investigation of effect of high temperature on geothermal drilling fluids additives and lost circulation materials // Geothermics. 2021. V. 96. P. 102219. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2021.102219
  31. Xiao Y., Yang H.Y., Li C.C. Study on drilling fluid system for Shahejie Formation of paleogene in offshore oilfield // Contemporary Chemical Industry. 2018. V. 47. № 02. P. 316-319. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-0460.2018.02.026
  32. Wang X.B. Application of strong-inhibition water-based drilling fluid in shale gas horizontal wells of Changning Block // Nature Gas Exploration and Development. 2017. V. 40. № 01. P. 93-100. http://dx.doi.org/10.12055/gaskk.issn.1673-3177.2017.01.016
  33. Li Y., Yang G.X., Fan Z.G. The research on polyamine and anti-sloughing polymer drilling fluid and its application in Sichuan // J. Oil Gas Technol. 2014. V. 36. № 12, P. 137-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-9752.2014.12.033
  34. Chen Y.J., Deng C.G., Ma T.S. A risk assessment method of wellbore instability based on the reliability theory // Nature Gas Industry. 2019. V. 39. № 11. P. 97-104. http://dx.doi.org/10.3787/j.issn.1000-0976.2019.11.013
  35. Kong Y., Yang X.H., Xu J. Study and application of a high temperature drilling fluid with strong plugging capacity // Drill. Fluid Complet. Fluid. 2016. V. 33. № 06. P. 17-22. http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1001-5620.2016.06.003
  36. Test method for physical and chemical properties of shale by drilling fluid: SY/T 5613-2016 [S], 2016.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».