СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК C09K8/35 

Изобретение относится к области бурения вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов.

Известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, маc.%: растительное масло, содержащее не более 20 мас.% насыщенных триглицеридов 5-65, фосфатидный концентрат растительных масел, содержащих не более 20 мас.% насыщенных триглицеридов 30-90, вода - остальное [1].

Известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, мас.%: жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24 50-80, нейтрализующий агент 3 - 6, замещенные аммонийные соли жирных кислот с числом углеродных атомов от 10 до 26 5 - 40, вода - остальное [2].

Наиболее близким аналогом является смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, мас.%: в качестве жирных кислот триглицеридов - растительные масла (в т.ч. соевое, рапсовое) 50-80, нейтрализующий агент 3-6, жирные кислоты с числом углеродных атомов от 16 до 18 оксиэтилированные 6-12 молями окиси этилена 15-40, вода - остальное [3].

Указанный состав малотоксичен, способствует значительному снижению коэффициента трения как на границе «металл - металл», так и на границе «металл - глинистая корка», а также улучшает поверхностно-активные свойства фильтрата бурового раствора. Однако вышеуказанная смазочная добавка имеет следующие недостатки:

- низкую ингибирующую способность по отношению к глинистым минералам, что сказывается на прочностных свойствах фильтрационной корки и может являться причиной ее оползания со стенок скважины;

- высокую температуру застывания (≈0°С), что ограничивает или делает ее применение менее технологичным в зимнее время.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение технологических, триботехнических, антиприхватных и ингибирующих свойств бурового раствора, а также повышение качества вскрытия продуктивных пластов за счет улучшения поверхностно-активных свойств фильтрата бурового раствора и снижения температуры замерзания в зимнее время.

Указанная задача решается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты ФХЛС при следующем соотношении компонентов, мас.%:

растительное масло 20-30 щелочь 5-10 феррохромлигносульфонаты 6-8 вода остальное

В качестве исходных растительных масел могут быть использованы соевое, сурепное, рапсовое масло или их смеси.

По второму варианту указанная задача решается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты, низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли (ТУ 3830214-88) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

растительное масло 20-30 щелочь 5-10 феррохромлигносульфонаты 6-8 низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли 5-10 вода остальное  

В качестве низших спиртов С₂-С₃ используется смесь этилового и изопропилового спирта в соотношении 1:1.

Составы предлагаемой смазочной добавки (мас.%) приведены в табл.1.

Таблица 1 Состав Растительное масло Нейтрализующий агент ФХЛС Вода Низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли С₂:С₃=1:1 полигликоли I 20 5 7 68     II 20 10 7 63     III 30 5 7 58     IV 30 10 7 53     V 30 5 7 53 5   VI 30 5 7 48 10   VII 30 5 7 53   5 VIII 30 5 7 48   10 IX 30 5 7 48 5 5 X 20 5 7 58 5 5

Технология приготовления смазочной добавки заключается в следующем.

В реактор загружают расчетное количество нейтрализующего агента и воду. После полного растворения щелочи добавляют расчетное количество масла и начинают подогрев до 75-80°С и поддерживают на этом уровне в течение часа при постоянном перемешивании. По истечении заданного времени в реактор загружают расчетное количество ФХЛС и продолжают нагревать смесь при той же температуре в течение 1,5 часов, постоянно перемешивая. Не прекращая перемешивания, полученная смесь охлаждается до температуры 20-25°С.

В полученную смазочную добавку, предназначенную для бурения в зимнее время, дополнительно вводят расчетное количество низших спиртов и/или полигликолей.

Готовый продукт сливают в тару.

Эффективность полученной смазочной добавки оценивается в лабораторных условиях на стандартных приборах. Смазочные свойства определяли по коэффициенту сдвига глинистой корки (КСК) на приборе КТК-2, по коэффициенту трения (Ктр) пары "металл-металл" на тестере фирмы "FANN" (США) в соответствии с международным стандартом API (при нагрузке 300 Н), по скорости изнашивания металла на четырехшариковой машине трения ЧМТ-1 (при начальной контактной нагрузке 1870 МПа). Поверхностное натяжение фильтратов глинистых растворов (σ_{фильтрата}) определялось сталагмометрическим методом, набухание глинистых образцов (AV) - на приборе Жгача-Ярова, фильтрация - на приборе ВМ-6, температура застывания смазки - по ГОСТ 20287.

В табл.2 приведено влияние предлагаемой смазочной добавки на технологические, смазочные и поверхностно-активные свойства глинистого раствора в сравнении с прототипом. Анализ данных показывает, что заявленная смазочная добавка обеспечивает улучшение смазочных свойств глинистого раствора на 25-50%, ингибирующих свойств на 70-80%, способствует значительному снижению поверхностного натяжения фильтрата и показателю фильтрации глинистого раствора. Добавка, содержащая в своем составе смесь низших спиртов и полигликолей, имеет низкую температуру застывания смазки, что делает более технологичным ее применение в зимнее время.

Источники информации

1. Патент РФ №2130475, 20.05.1999.

2. Патент РФ №2230769, 20.06.2004.

3. Патент РФ №2106382, 10.03.1998.

Изобретение относится к области бурения вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов. Смазочная добавка для буровых растворов содержит, мас.%: растительное масло 20-30, нейтрализующий агент - щелочь 5-10, феррохромлигносульфонаты 6-8, вода - остальное. По другому варианту смазочная добавка для буровых растворов содержит, мас.%: растительное масло 20-30, нейтрализующий агент - щелочь 5-10, феррохромлигносульфонаты 6-8, низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли 5-10, вода - остальное. Технический результат - улучшение технологических, триботехнических, антиприхватных и ингибирующих свойств бурового раствора, повышение качества вскрытия продуктивных пластов за счет улучшения поверхностно-активных свойств фильтрата бурового раствора и снижения температуры замерзания в зимнее время. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
растительное масло 20-30 щелочь 5-10 феррохромлигносульфонаты 6-8 вода остальное

2. Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты, низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли при следующем соотношении компонентов, мас.%:
растительное масло 20-30 щелочь 5-10 феррохромлигносульфонаты 6-8 низшие спирты С₂-С₃ и/или полигликоли 5-10 вода остальное