СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1998 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к смазочным добавкам к буровым растворам.

Известно применение в качестве смазочной добавки к буровым растворам смеси [1] , состоящей из следующих компонентов, мас.%, гудрон соапотока чернохлопкового масла 10-15, сульфатное мыло, образующееся при сульфатной варке древесины и щелочной среде 9-14, вода остальное.

Недостатком этой добавки является то, что при ее введении в буровой глинистый раствор возрастают его вязкость и статическое напряжение сдвига, а также липкость и толщина фильтрационных корок, формирующихся на стенках скважин.

Известен также состав для бурения скважин, включающий глину, воду, реагент Т-80, гипан и в качестве смазочной добавки гудроны соапотока ГС растительных и животных жиров [2].

Наряду с высокими антифрикционными свойствами состав обладает и недостатками - низкой технологичностью, узким диапазоном функциональных возможностей и одновременно высокой диспергирующей способностью.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является смазочная добавка к глинистым буровым растворам, содержащая 97,5-98,1% смазочного мыла на основе рыбной жиромассы, т.е. натуральную жиромассу с нейтрализующим агентом и водой (с учетом 30% влажности), и 1,2-2,5% модифицированного аэросила [3].

Известный состав малотоксичен, улучшает смазочные свойства буровых растворов.

Однако известный состав недостаточно повышает смазочную способность буровых растворов и не исключает возможность пенообразования в буровых растворах.

Целью изобретения является повышение смешиваемости смазочной композиции с глинистой суспензией, повышение технологических показателей таких как снижение коэффициента трения на границе "металл-металл" или "металл-порода", снижение коррозионного воздействия на металлические детали бурового оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что смазочная композиция для обработки глинистых буровых растворов, содержащая натуральную жиромассу, нейтрализующий агент, воду и добавку в качестве добавки содержит сульфированный рыбий жир при следующем соотношении компонентов, мас%:
Натуральная жиромасса - 60-90
Нейтрализующий агент - 2-5
Сульфированный рыбий жир - 2-10
Вода - Остальное.

Кроме того, для снижения температуры замерзания композиция может содержать дополнительно триэтиленгликоль в количестве 4-20 мас.%.

Предлагаемую композицию готовят следующим образом: реактор загружают натуральную жиромассу, в качестве которой использовали рыбий жир, жир морских животных, норковый жир, подсолнечное масло, рапсовое масло, нагревают до 40-45^oC, затем в реактор добавляют нейтрализующий агент, в качестве которого использовали KOH, NaOH, NH₄OH для частичной нейтрализации свободных кислот, и вода. Конец дозировки определяется по pH 1% водной эмульсии (9-10), затем загружается предварительно сульфированный рыбий жир одним из известных способов. Массу перемешивают в течение 15-20 мин.

Готовый продукт сливают в тару.

При поставке смазывающей добавки в северные районы в композицию дополнительно вводят триэтиленгликоль.

Составы смазочной композиции заявляемого состава указаны в табл. 1.

Для оценки эффективности предлагаемой смазочной композиции в лабораторных условиях проведены предварительные испытания. Было исследовано влияние соотношения всех исходных компонентов в композиции на технологические свойства буровых растворов на стандартных приборах в соответствии с методикой контроля параметров буровых растворов РД 39-2-645-81. Смазочные свойства определяли по коэффициенту трения (K_тр) пары "металл-металл" и оп коэффициенту сдвига глинистой корки (КСК) на приборе фирмы NL Baroid (США) в соответствии с международным стандартом API (при нагрузке 11,3 н.м., 60 обмин).

Пенообразующая способность образцов смазочных добавок оценивалась на 5%-ных водных растворах перемешанных в течение 3 мин при 9500-11000 об/мин. Пенообразующая активность (П, см³) определялась как разность между объемами вспененного раствора после 5 мин отстаивания (Y_р) и объемом исходного раствора (200 см³) по формуле:
П = Y_р - 200 см³
Вспениваемость (B,%) водного раствора рассчитывали по формуле:

Результаты испытаний образцов приведены в табл. 2.

Сравнительные исследования образцов показали высокую эффективность вводимых сульфированных рыбьих жиров и триэтиленгликоля: существенно снижен коэффициент трения, уменьшен коэффициент сдвига глинистой корки, уменьшено пенообразование. Предложенная смазочная композиция хорошо совместима с водой и буровыми глинистыми растворами. Введение в композицию триэтиленгликоля: существенно снижен коэффициент трения, уменьшен коэффициент сдвига глинистой корки, уменьшено пенообразование. Предложенная смазочная композиция хорошо совместима с водой и буровыми глинистыми растворами. Введение в композицию триэтиленгликоля снижает температуру замерзания до -45^oC.

Смазочная композиция для обработки глинистых буровых растворов содержит, мас.%: натуральная жиромасса 60 - 90; нейтрализующий агент 2 - 5; сульфированный рыбий жир 2 - 10; вода остальное. Кроме того, для снижения температуры замерзания композиция может дополнительно содержать триэтиленгликоль в количестве 4 - 20 мас.%. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Смазочная композиция для обработки глинистых буровых растворов, содержащая натуральную жиромассу, нейтрализующий агент, воду и добавку, отличающаяся тем, что она в качестве добавки содержит сульфированный рыбий жир при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Натуральная жиромасса - 60 - 90
Нейтрализующий агент - 2 - 5
Сульфированный рыбий жир - 2 - 10
Вода - Остальное
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит триэтиленгликоль в количестве 4 - 20%.