РЕАГЕНТ ДЛЯ ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1995 года по МПК C09K7/06 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к инвертным эмульсионным растворам, применяемым при строительстве и ремонте скважин.

Известен реагент-стабилизатор инертной эмульсии, содержащий, мас. смесь сложных эфиров триэтаноламина и дистиллированного таллового масла (эмультал) 70-85 и алкилсиликонат натрия 15-30 [1] Недостатком этого реагента является низкая термостойкость (до 120^оС) и большие фильтрационные потери (10-21 см³ за 30 мин), что ограничивает применение его в глубоких скважинах с высокими забойными температурами.

Наиболее близким к предлагаемому является реагент для инвертных эмульсионных растворов, включающий эмульгатор и побочный продукт стадии получения диметилдиоксана производства синтетического каучука (Т-80) при следующем соотношении компонентов, мас.ч. [2]
Побочный продукт стадии
получения диметилдиоксана
производства синтетическо- го каучука 1 Эмульгатор 0,4-0,8
В качестве эмульгатора используют эмультал, окисленный петролатум, СЖК фракции С_5-16, украмин, СМАД, мел, бентонит и их смеси. Недостатком известного реагента является то, что инвертный эмульсионный раствор, обработанный этим реагентом, обладает повышенной фильтрацией (2-16 см³ при 20^оС и более 21 см³ при 80^оС) и низкой термостабильностью, не превышающей 90^оС. Кроме того, указанный реагент содержит неоправданно большие концентрации дорогостоящих и дефицитных эмульгаторов.

Цель изобретения повышение термостабильности и снижение фильтрационных потерь инвертных эмульсионных растворов при одновременном снижении расхода дефицитного эмульгатора.

Поставленная цель достигается тем, что реагент для инвертных эмульсионных растворов, содержащий эмульгатор, дополнительно содержит шлам от производства сульфонатной присадки к смазочным маслам при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Шлам производства суль- фатной присадки к смазоч- ным маслам 1 Эмульгатор 0,02-0,1
В качестве эмульгатора используют эмультал (Ивановский химкомбинат), а также "Нефтехим", который изготавливается Дрогобычским НПЗ по ТУ 38 УССР 201 463-88.

Шлам от производства сульфатной присадки представляет собой мелкодисперсную систему плотностью 920-1200 кг/м³ от светло-коричневого до черного цвета следующего состава, мас. Углеводородная жидкость 10-30 Сульфат кальция 20-30 Карбонат кальция 15-40 Гидроксид кальция 3-30 Вода 7-50
Шлам является неотъемлемой частью производства сульфонатных присадок на Новокуйбышевском, Уфимском им. XXII съезда КПСС и Омском нефтеперерабатывающих заводов. В настоящее время шлам является отходом этих производств, объем которых составляет более 50 тыс. т в год.

Сопоставительный анализ с прототипом указывает на то, что заявляемый реагент отличается от известного введением нового компонента шлама от производства сульфонатной присадки к смазочным маслам, т.е. заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Известно, что шлам от производства сульфонатных присадок понижает фильтрацию до нуля в интервале температур 20-60^оС и обладает термостабильностью до 90^оС. Эмультал при температуре 20-60^оС имеет фильтрацию 16-21 см³ и термостабильность 90^оС. Поэтому заранее невозможно было предположить, что при совместном использовании этих компонентов расширится температурный диапазон до 80-150^оС с сохранением нулевых либо минимальных значений фильтрации и что термостабильность возрастет до 170-210^оС.

Это достигается, вероятно, в результате образования на поверхности глобул воды прочного смешанного адсорбционно-сольватного слоя и молекул эмульгатора, алкиларилсульфоната кальция и тонкодисперсных (менее 1 нм) частиц карбоната кальция. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия". Реагент для инвертных эмульсионных растворов готовят простым смешением компонентов в течение 5-10 мин при комнатной температуре.

Для испытания используют шлам от производства сульфонатных присадок Уфимского НПЗ им. XXII съезда с плотностью 1,018 г/см³, состава, мас. Углеводородная жидкость 30 Сульфонат кальция 23,4 Карбонат кальция 15 Гидроксид кальция 11,6
Вода 20
П р и м е р 1. К 300 г шлама от производства сульфонатной присадки добавляют 6 г эмультала и перемешивают в течение 5 мин на лабораторной мешалке типа "Воронеж" до получения однородной системы. Реагент готов. Затем для получения инвертного эмульсионного раствора в смесь постепенно и при интенсивном перемешивании в течение 20 мин приливают 700 мл 10%-ного водного раствора CaCl₂. После введения водной фазы перемешивают еще 20-40 мин до получения стабильной дисперсии и испытывают в лабораторных условиях. Показатель фильтрации определяют на фильтр-прессе ПФП-200 по количеству отфильтровавшейся жидкости в 1 см³ за 30 мин. Он для данного примера составляет 0 см³/30 мин при 80^оС и 6 см³/30 мин при 150^оС. Термостабильность оценивают как температуру, при которой резко изменяется объем фильтрующейся жидкости, для примера 1 она составляет 170^оС.

П р и м е р ы 2-14 готовят аналогично примеру 1, изменены лишь количества вводимых компонентов.

Состав и свойства полученных инвертных эмульсионных растворов приведены в таблице.

В качестве водной фазы используют пластовую воду или водные растворы минеральных солей (CaCl₂, NaCl, KCl, MgCl₂) различной концентрации.

Как видно из данной таблицы, при содержании эмульгатора ниже заявляемого 0,018 (пример 9) термостабильность составляет всего 110^оС и фильтрационные потери при 150^оС достигают более 30 см³/30 мин.

При содержании эмульгатора выше заявляемого предела 0,11 (пример 10) значения термостабильности системы и фильтрационные потери при высоких температурах остаются на уровне заявляемого диапазона, поэтому дальнейшее увеличение его концентрации нецелесообразно.

Таким образом, как видно из данных таблицы, предлагаемый реагент по сравнению с прототипом позволяет получить инвертные эмульсионные растворы, в которых количество эмульгатора снижается в 8-20 раз, фильтрационные потери сведены к нулю при температуре 80^оС, а при 150^оС уменьшаются в 5-10 раз, термостабильность повышается в 1,8-2,2 раза.

Сущность изобретения: реагент может быть использован для приготовления инвертных эмульсионных растворов, применяемых при строительстве и ремонте скважин. Повышение термостабильности инвертных эмульсионных растворов при одновременном снижении фильтрационных потерь при температурах от 80 до 150°С достигается за счет содержания эмульгатора 0,02 0,1 мас.ч. и шлама производства сульфонатной присадки к смазочным маслам 1 мас.ч.

РЕАГЕНТ ДЛЯ ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ РАСТВОРОВ, содержащий эмульгатор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности раствора, снижения фильтрационных потерь при температуре 80 150^oС при одновременном снижении расхода дефицитного эмульгатора, он дополнительно содержит шлам от производства сульфонатных присадок к смазочным маслам при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эмульгатор 0,02 0,1
Шлам от производства сульфонатных присадок к смазочным маслам 1