СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2010 года по МПК C09K8/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, а именно к смазочным добавкам - лубрикантам буровых растворов.

Известна смазочная композиция для обработки буровых растворов (RU 2106381, 1998), содержащая натуральную жиромассу, нейтрализующий агент и добавку, состоящую из следующих компонентов, мас.%:

Натуральная жиромасса 60-90 Нейтрализующий агент 2-5 Сульфированный рыбий жир 2-10 Вода Остальное

Указанный состав малотоксичен, улучшает смазочные свойства бурового раствора. Однако буровой раствор, обработанный вышеуказанной композицией, имеет резкий неприятный запах и не исключает возможность пенообразования, кроме того, фильтрат бурового раствора имеет высокие значения межфазного натяжения на границе с керосином.

Известна смазочная добавка для буровых растворов (RU 2148608, 2000), содержащая жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24, нейтрализующий агент, полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24 50-80 Нейтрализующий агент 3-6 Полиэтиленглюколевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале 5-30 Вода Остальное

Однако вышеуказанная смазочная добавка наряду с низкими показателями межфазного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - керосин, устойчивостью к минерализации до насыщения имеет и ряд недостатков, таких как пенообразование, а также незначительное ухудшение значений коэффициента трения и липкости за счет значительного присутствия полиэтиленгликолей, не обладающих смазывающими свойствами и наличием технической воды.

Технической задачей заявляемого изобретения является улучшение смазочных свойств буровых растворов, таких как коэффициент трения на границе «металл - металл», полное отсутствие пенообразования буровых растворов, устойчивость к минерализации и одновременно достижение низких значений межфазного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - керосин с целью сохранения первоначальных коллекторских свойств продуктивного пласта, экологическая безопасность.

Поставленная задача решается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая высшие жирные кислоты и полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале, содержит высшие жирные кислоты природных растительных масел и дополнительно содержит флотореагент-оксаль и композиционный силиконовый пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высшие жирные кислоты природных растительных масел 70-80 Флотореагент-оксаль 10-15 Полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола   с 6-12 мономерными звеньями в радикале 9-12 Композиционный силиконовый пеногаситель 1-3

Флотореагент-оксаль с относительно высокой молекулярной массой является продуктом производства диметилдиоксана. В качестве компонента смазочной добавки использовались марки: Т-66, Т-92 по ТУ 2452-029-05766801-94. В качестве композиционного силиконового пеногасителя использовали пеногасители марок ДЭМ-ВС-97, ДЭМ-ВС-94 по ТУ 2484-012-22284995-99.

Высшие жирные кислоты природных растительных масел, по отдельности обладающие низкими значениями смазывающих свойств и не содержащие воду, хорошо совмещаются, и в совокупности с другими заявляемыми компонентами добавки обеспечивают синергетический эффект, проявляющийся в повышении смазочных свойств добавки по сравнению с известными высокоэффективными смазочными добавками ФК-2000 Плюс, Глитал и др. Взаимодействие высших жирных кислот природных растительных масел с флотореагент-оксалем обеспечивает добавке свойства стабилизирующего агента. Взаимодействие флотореагент-оксаля с полиэтиленгликолевым эфиром моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале обеспечивает добавке устойчивость к минерализации и достижение низких значений межфазного натяжения на границе фильтрат бурового раствора - керосин. Полное отсутствие пенообразования в буровом растворе с заявляемой добавкой обеспечивается за счет эмульгирования взаимодействующих компонентов: продукта флотореагент-оксаль и композиционного силиконового пеногасителя.

Составы заявляемой смазочной добавки «ЛБР-08» (примеры 4-6) и известных (примеры 1-3) приведены в табл.1.

Заявляемую смазочную добавку «ЛБР-08» готовят следующим образом.

В реактор загружают расчетное количество высших жирных кислот природных растительных масел, включают прогрев реактора, например, до 88-92°C, затем в реактор добавляют расчетное количество продукта - флотореагент-оксаль и полиэтиленгликолевого эфира моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале. Массу перемешивают в течение 1,5 часа. Вводят расчетное количество композиционного силиконового пеногасителя и перемешивают дополнительно в течение 1,0-1,5 часа. Готовый продукт перекачивают в металлическую емкость вместимостью до 60 м³ для охлаждения.

Пример 1

Готовили смазочную добавку описанным выше способом из 70 г (70 мас.%) высших жирных кислот природных растительных масел, 15 г (15 мас.%) флотореагент-оксаля Т-66, 12 г (12 мас.%) полиэтиленгликолевого эфира моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале и 3 г (3 мас.%) комплексного силиконового пеногасителя «ДЭМ-ВС-97 (см. состав №4 в табл.1).

Пример 2

Готовили смазочную добавку описанным выше способом из 80 г (80 мас.%) высших жирных кислот природных растительных масел, 10 г (10 мас.%) флотореагент-оксаля Т-92, 9 г (9 мас.%) полиэтиленгликолевого эфира моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале и 1 г (1 мас.%) комплексного силиконового пеногасителя «ДЭМ-ВС-94» (см. состав №6 в табл.1).

Для оценки эффективности заявляемой смазочной добавки в лабораторных условиях проведены предварительные исследования. Влияние соотношения всех исходных ингредиентов (композиции из табл.1) 0,5% водного раствора на технологические свойства растворов исследовано на стандартных приборах в соответствии с методикой контроля параметров буровых растворов РД 39-00147001-773-2004 (см. табл.2).

Смазочные свойства определяли по коэффициенту трения (K_тр) пары "металл-металл" по стандарту АНИ (Американского нефтяного института) на машине трения «Baroid Mud & Lubriciti Tester».

Поверхностное натяжение (мН/м) 0,5%-ного водного раствора смазочной добавки на границе с керосином определяли сталагмометрическим методом. Пенообразующая способность образцов смазочных добавок оценивалась на 3%-ных водных растворах, перемешиваемых в течение 5 мин миксером «Hamilton Beach» при 9500-11000 об/мин. Пенообразующая активность (П, см³) определялась как разность между объемами вспененного раствора после 5 мин отстаивания (Y_p) и объемом исходного раствора (200 см³) по формуле: П=Y_p-200 см³.

Сравнительные исследования образцов показали улучшение смазочных свойств продукта в сравнении с аналогами, полное отсутствие пенообразования и низкие значения поверхностного натяжения водного раствора смазочной добавки на границе с керосином. Заявляемая смазочная добавка «ЛБР - 08» совместима со всеми реагентами и буровыми растворами, в том числе безглинистыми, биополимерными и силиконовыми.

Таблица 2
Результаты испытаний образцов смазочной добавки №№ K_тр рH По, см³ 8, мН/м Т°C 1 0,06 9,6 40,0 27,2 24 2 0,06 10,2 60,0 31,8 24 3 0,08 10,6 40,0 9,7 24 4 0,05 8,2 0 8,6 24 5 0,05 8,4 0 8,9 24 6 0,04 8,7 0 9,3 24

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, а именно к смазочным добавкам - лубрикантам буровых растворов. Смазочная добавка содержит высшие жирные кислоты природных растительных масел, полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале и дополнительно флотореагент-оксаль и композиционный силиконовый пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%: высшие жирные кислоты природных растительных масел 70-80, флотореагент-оксаль 10-15, полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале 9-12, композиционный силиконовый пеногаситель 1-3. Технический результат - повышение смазочных свойств бурового раствора, предотвращение осложнений, связанных с его пенообразованием, улучшение технологических свойств обрабатываемого раствора за счет полного отсутствия пенообразования и получение низких значений межфазного натяжения фильтрата бурового раствора на границе с керосином. 2 табл.

Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая высшие жирные кислоты и полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале, отличающаяся тем, что содержит высшие жирные кислоты природных растительных масел и дополнительно содержит флотореагент-оксаль и композиционный силиконовый пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
высшие жирные кислоты природных растительных масел 70-80 флотореагент-оксаль 10-15 полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с   6-12 мономерными звеньями в радикале 9-12 композиционный силиконовый пеногаситель 1-3