ОБЛЕГЧЕННАЯ ИНВЕРТНАЯ ДИСПЕРСИЯ Российский патент 2001 года по МПК C09K7/06 

Описание патента на изобретение RU2176261C1

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при бурении, заканчивании и глушении скважин.

Известны инвертные дисперсии для бурения, заканчивания и капитального ремонта скважин, содержащие углеводородную жидкость, водную фазу различной минерализации и поверхностьно-активные вещества ПАВ, выполняющие роль эмульгатора-стабилизатора [1, 2].

Наиболее близким аналогом для заявленной дисперсии является облегченная инвертная дисперсия, содержащая углеводородную жидкость, воду и тела, снижающие плотность раствора, в виде полых стеклянных микросфер, в том числе алюмосиликатные микросферы [3].

Недостатком известной дисперсии является недостаточно высокое качество дисперсии.

Задачей изобретения является повышение качества облегченной инвертной дисперсии.

Указанная задача решается тем, что облегченная инвертная дисперсия, содержащая углеводородную жидкость, воду и алюмосиликатные микросферы, содержит дополнительно масло- и водорастворимое поверхностно-активное вещество ПАВ, а алюмосиликатные микросферы предварительно гидрофобизированы указанным ПАВ при следующем соотношении компонентов, мас.%: углеводородная жидкость 20 - 52, алюмосиликатные микросферы 2 - 30, указанное ПАВ 0,5 - 3,0, вода - остальное.

Алюмосиликатные микросферы представляют собой правильные сферы диаметром 5-500 мкм со сплошными непористыми стенками толщиной 0,5-50 мкм и сопротивлением разрушению 10-30 МПа, внутренняя полость которых заполнена углекислым газом и азотом. Благодаря такому строению микросферы обладают повышенной прочностью. Микросферы получают из водной суспензии золы, образующейся при сжигании каменного угля по ТУ 21-22-37-94. Плотность микросфер колеблется от 200 до 400 кг/м3.

Простое введение в известную дисперсию алюмосиликатных микросфер с целью облегчения дисперсии вызывает трудности ее приготовления из-за плохого смачивания микросфер, а также приводит к ее неустойчивости и низкому качеству из-за большого различия ингредиентов по плотностям.

Гидрофобизация поверхности алюмосиликатных газонаполненных микросфер масло - и водомаслорастворимыми ПАВ повышает их сродство с несмешиваемыми компонентами (вода, углеводороды) и тем самым облегчает процесс приготовления инвертной дисперсии. Одновременно с этим ПАВ образуют на микрогетерогенной границе раздела фаз смешанные адсорбционные эмульсионно-сольватные слои, придающие эмульсионно-суспензионным системам повышенную устойчивость.

В качестве масло - и водомаслорастворимых ПАВ, выполняющих роль гидрофобизаторов поверхности микросфер и стабилизаторов дисперсий, могут быть использованы: эмультал - смесь сложных эфиров кислот таллового масла (олеиновая, линолевая, линоленовая, смоляные) и триэтаноламина (ТУ 6-14-1035-85), ЭС-2 - продукт взаимодействия кубовых остатков синтетических жирных кислот (СЖК) и декстрамина (ТУ 38201351-81), нефтехим-1 - продукт конденсации полиэтиленполиаминов и кислот легкого таллового масла (ТУ 38201463-86), СМАД-1 - окисленный пертолатум, получаемый окислением воздухом смеси высокомолекулярных твердых углеводородов (ТУ 38-1-192-68), тарин - пек таллового масла (ТУ 38 301425-84), АБДМ-II-алкилбензилдиметиламмонийхлорид, получаемый конденсацией бензилдиметиламина и СЖК фракции C17-20 опытным заводом Волгодонского филиала ВНИИПАВ, СГ - смесь гудронов растительных и животных жиров, образующихся в результате дистилляции жирных кислот из соапстока растительных масел или животных жиров (многотоннажные отходы масложировых комбинатов), украмин - смесь сложных алкилоламидов, получаемых при взаимодействии моноэтаноламина с жирными кислотами гудронов растительных и животных жиров, ИКБ-2 - смесь оксиэтилалкилимидозолинов, получаемых оксиэтилированием этилендиамина с последующей конденсацией продукта с кубовыми остатками СЖК, пеназолин - продукт циклоконденсации СЖК фракции C17-20 и полиэтиленполиамина, лецитины - сложные эфиры аминоспирта холина и диглицерилфосфорных кислот, выделяемые в больших количествах из побочных продуктов переработки растительных масел, СНПХ-6016 - смесь ЭС-2 с олеиновой кислотой и кубовыми остатками производства бутиловых спиртов (ТУ 39-576565-7-033-85), сульфонолы НП-1(ТУ 6-01-1816-75) и НП-3 (ТУ 84-509-74) - смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот и сульфата натрия, кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и ГКЖ-11 - соответственно, метил- и этилсиликонаты натрия в виде водно-спиртового раствора (ТУ 6-02-696-76).

В качестве углеводородной жидкости используют ациклические и ароматические углеводороды, газоконденсат и кубовые остатки от его переработки, нефтяные растворители типа нефрас, нефть, дизельное топливо и другие нефтепродукты.

Водной фазой гидрофобной эмульсии может служить пресная, пластовая или минерализованная вода, содержащая любые водорастворимые соли (NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, Ca(NO3)2, ZnCl2, Zn(NO3)2 и многие другие) во всем диапазоне их растворимости.

Приведем пример приготовления предлагаемой дисперсии.

Для качественного и быстрого приготовления облегченной инвертной дисперсии важна последовательность и порядок введения реагентов. В промысловых условиях состав можно приготовить как на стационарном растворном узле, так и непосредственно на скважине. При этом придерживаются следующей последовательности операций.

Пример 1. В мерник 1 насосного агрегата 1 заливают 480 л (370 кг) дизельного топлива, добавляют 20 кг эмультала и перемешивают при циркуляции раствора в режиме работы агрегата "на себя" до полного растворения эмультала. Половину полученного раствора эмультала перекачивают в мерник 2 этого же агрегата. Затем в оставшийся раствор вносят 200 кг алюмосиликатных микросфер и перемешивание продолжают в течение 6 ч.

В мерник 1 насосного агрегата 2 заливают профильтрованную от механических примесей и органических взвесей воду и при необходимости растворяют в ней минеральные соли.

Оба агрегата через тройник обвязывают между собой и накопительной емкостью для хранения готовой дисперсии.

Настраивают работу агрегата 1 на подачу насосом углеводородного раствора эмультала из мерника 1 со скоростью 20 л/с, а работу агрегата 2 на подачу насосом водного раствора со скоростью 6-7 л/с. Для завершения процесса приготовления инвертной дисперсии циркуляцию продолжают агрегатом 2 на мерник 2 в течение 4 ч до полной гомогенизации и получения стабильной инвертной системы с величиной электростабильности, превышающей 120 В.

Полученную дисперсию из мерника 2 агрегата 2 смешивают "струя в струю" со скоростью 6-7 л/с с гидрофобизированной суспензией микросфер в углеводородном растворителе из мерника 2 агрегата 1, соединенных через тройник на накопительную емкость. Затем перемешивание продолжают в установившемся режиме в течение 4 часов до получения гомогенной предельно устойчивой инвертной дисперсии целевого назначения и скачивают в накопительную емкость для хранения готовой дисперсии.

Для установления параметров и оценки качества инвертной дисперсии стандартными методами измеряют плотность (пикнометрически), электростабильность на приборе ИГР-1 и фильтрацию на приборе ВМ-6 при комнатной температуре. Для примера 1 они оказались равными соответственно 560 кг/м3, 400 В и 0 см3/30 мин.

В таблице приведены примеры 2-17 аналогичного приготовления и результаты испытаний других составов для бурения, заканчивания и капитального ремонта скважин в граничных и оптимальных концентрациях компонентов.

Из сопоставительного анализа результатов, приведенных в таблице, следует, что плотность предлагаемых дисперсий уменьшается с 940-1000 кг/м3 до 450-560 кг/м3, а фильтрация снижается с 4-8 см3/30 мин до 0-2 см3/30 мин при увеличении стабильности систем в 1,6-2,5 раза.

Граничные концентрации ПАВ и алюмосиликатных микросфер выбраны из условий сохранения стабильности систем и достижения желаемых параметров инвертных дисперсий. Из таблицы видно, что при содержании ПАВ менее 0,5% (пример 6) и микросфер менее 2% (пример 11) происходит частичное расслоение дисперсии с выделением прямой эмульсии и увеличением фильтрации до величин, сопоставимых с прототипом. При концентрации микросфер более 30% (пример 9) и ПАВ, превышающего 3%, (пример 8) параметры дисперсии остаются постоянными и дальнейшее их увеличение нецелесообразно из экономических соображений. Кроме того, в опыте 9 наблюдается переход жидкости к пастообразному состоянию, что затрудняет их закачку в скважину.

Облегченная инвертная дисперсия для бурения, заканчивания и капитального ремонта скважин может применяться как в виде вязких пачек, подаваемых на забой для перекрытия поглощающего интервала, так и в виде маловязких растворов для заполнения всего ствола скважины в качестве бурового раствора.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 570626 кл C 09 K 7/02, опуб. 77 г.

2. Авт. св. СССР N 861386 кл С 09 К 7/02, опуб. 81 г.

3. Патент США N 4530402, 23.07.1985 г.

Похожие патенты RU2176261C1

название год авторы номер документа
ОБЛЕГЧЕННАЯ ИНВЕРТНАЯ ДИСПЕРСИЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ, ГЛУШЕНИЯ И РЕМОНТА СКВАЖИН 2006
  • Шабо Муайед Джордж
  • Поп Григорий Степанович
  • Кучеровский Всеволод Михайлович
  • Бодачевская Лариса Юрьевна
RU2319539C1
РЕАГЕНТ ДЛЯ ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ РАСТВОРОВ 2001
  • Поп Григорий Степанович
  • Кучеровский В.М.
  • Зотов А.С.
  • Ковалев А.Н.
RU2200753C1
ОБЛЕГЧЕННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ПЛАСТА 2006
  • Лукманов Рауф Рахимович
  • Лукманова Рима Зариповна
  • Бабушкин Эдуард Валерьевич
  • Подкуйко Петр Петрович
RU2330869C1
СОСТАВ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ И ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН 2001
  • Поп Григорий Степанович
  • Кучеровский Всеволод Михайлович
  • Зотов Александр Сергеевич
  • Ковалев Александр Николаевич
  • Биленька Валентина Ивановна
RU2276180C2
ЭМУЛЬСИОННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ ГАЗОВЫХ, ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ И НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН 2002
  • Клещенко И.И.
  • Сохошко С.К.
  • Юшкова Н.Е.
  • Кустышев А.В.
  • Гейхман М.Г.
  • Дмитрук В.В.
  • Годзюр Я.И.
RU2213762C1
ЭМУЛЬГАТОР-СТАБИЛИЗАТОР ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИНВЕРТНО-ЭМУЛЬСИОННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА НА ЕГО ОСНОВЕ 2007
  • Фефелов Юрий Владимирович
  • Карасев Дмитрий Васильевич
  • Нацепинская Александра Михайловна
  • Некрасова Ирина Леонидовна
  • Шахарова Нина Владимировна
  • Воеводкин Вадим Леонидович
RU2336291C1
ЭМУЛЬГАТОР ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2017
  • Василевич Василий Вадимович
  • Магадова Любовь Абдулаевна
  • Силина Елена Маратовна
  • Мухин Михаил Михайлович
  • Деркач Светлана Ростиславовна
RU2682534C1
СОСТАВ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ НЕФТЯНЫХ, ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИН 2007
  • Демичев Сергей Семенович
  • Отрадных Олег Геннадьевич
  • Клещенко Иван Иванович
  • Демичев Семен Сергеевич
  • Кущ Иван Иванович
  • Варварук Юрий Михайлович
  • Короленко Владимир Александрович
  • Бочкарев Виктор Кузьмич
RU2352603C1
ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2004
  • Курбанов Я.М.
  • Логинов Ю.Ф.
  • Хайрулин А.А.
  • Афанасьев А.В.
RU2264531C1
ЭМУЛЬГАТОР ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ 2001
  • Силин М.А.
  • Магадов Р.С.
  • Гаевой Е.Г.
  • Рудь М.И.
  • Заворотный В.Л.
  • Магадова Л.А.
  • Сидоренко Д.О.
  • Заворотный А.В.
RU2200056C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 176 261 C1

Реферат патента 2001 года ОБЛЕГЧЕННАЯ ИНВЕРТНАЯ ДИСПЕРСИЯ

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при бурении, заканчивании и глушении скважин. Техническим результатом является повышение качества облегченной инвертной дисперсии. Облегченная инвертная дисперсия, содержащая углеводородную жидкость, воду и алюмосиликатные микросферы, содержит дополнительно масло- и водорастворимое поверхностно-активное вещество (ПАВ), а алюмосиликатные микросферы предварительно гидрофобизированы указанным ПАВ при следующем соотношении компонентов, мас. %: углеводородная жидкость - 20-52; алюмосиликатные микросферы - 2-30; указанное ПАВ - 0,5-30; вода - остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 176 261 C1

Облегченная инвертная дисперсия, содержащая углеводородную жидкость, воду и алюмосиликатные микросферы, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно масло- и водорастворимое поверхностно-активное вещество (ПАВ), а алюмосиликатные микросферы предварительно гидрофобизированы указанным ПАВ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеводородная жидкость - 20 - 52
Алюмосиликатные микросферы - 2 - 30
Указанное ПАВ - 0,5 - 3,0
Вода - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2176261C1

US 4530402 А, 23.07.1985
Буровой раствор для бурения в поглощающих пластах 1988
  • Кизильштейн Леонид Яковлевич
  • Давыдов Илья Меерович
  • Перетятько Анатолий Григорьевич
  • Евецкий Валентин Анатольевич
  • Костышев Анатолий Николаевич
  • Рылов Виктор Григорьевич
  • Шпицглуз Аркадий Львович
SU1615170A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГЛУШЕНИЯ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН 1992
  • Куртов Вениамин Дмитриевич[Ua]
  • Новомлинский Иван Алексеевич[Ua]
  • Заяц Владимир Петрович[Ua]
  • Лесовой Георгий Антонович[Ua]
RU2082878C1
SU 1514758 A1, 15.10.1989
Смазочная композиция для буровых растворов 1983
  • Ахмадеев Рифкат Галеевич
  • Куваев Игорь Васильевич
SU1183523A1
Инвертный эмульсионный буровой раствор 1980
  • Садовский Роман Юлианович
  • Лужаница Василий Николаевич
  • Никитин Евгений Алексеевич
  • Криворучко Эдуард Степанович
SU958463A1
US 4356096 А, 26.10.1982
ВОЛЖЕНСКИЙ В.А
и др
Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных материалов
Колосниковая решетка с чередующимися неподвижными и движущимися возвратно-поступательно колосниками 1917
  • Р.К. Каблиц
SU1984A1
Прибор для нагревания перетягиваемых бандажей подвижного состава 1917
  • Колоницкий Е.А.
SU15A1

RU 2 176 261 C1

Авторы

Кучеровский В.М.

Поп Григорий Степанович

Зотов А.С.

Райкевич А.И.

Гейхман М.Г.

Леонов Е.Г.

Ковалев А.Н.

Даты

2001-11-27Публикация

2000-05-15Подача