Реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе Российский патент 2024 года по МПК C09K8/35 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к реагентам для регулирования свойств буровых растворов на водной основе.

Известен реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин (патент РФ №2271378), содержащий, мас. %: смесь в соотношении 2:3:4 соответственно парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов 70-80, растворитель дизельное топливо или керосин 20-30.

Недостатками данного реагента являются:

• несовместимость с безглинистыми водными буровыми растворами;

• высокая температура застывания (плюс 5°С);

• слабые противоприхватные свойства.

Известен реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин (патент РФ №2199570) содержащий, мас. %: кубовый остаток синтетических жирных кислот 47-50, этаноламины 1-3, дизельное топливо или керосин 49-50.

Достоинством указанного реагента является, кроме улучшения смазочных свойств глинистых растворов, стабилизация эмульсий II рода.

Недостатками данного реагента являются:

• несовместимость с безглинистыми водными буровыми растворами;

• высокая температура застывания (плюс 5°С);

• слабые противоприхватные свойства.

Известна смазочная добавка для бурового раствора на водной основе (патент РФ №2170243), который содержит соль моноэтаноламина и сырого таллового масла, оксаль или полиглиголи, а также толуол при следующем соотношении компонентов, мас. %:

• соль моноэтаноламина и сырого таллового масло 10-12

• толуол 5-20

• оксаль или полигликоли остальное

Добавку рекомендуется вводить в буровой раствор в количестве 0,5-1,5% от объема обрабатываемого раствора.

Недостатками указанной смазочной добавки являются:

• низкие смазочные и противоприхватные свойства бурового раствора, особенно при высоких удельных нагрузках;

• высокая пенообразующая способность, обуславливающая необходимость обработки бурового раствора пеногасителями;

• низкие стабилизирующие свойства, что проявляется в сохранении или повышении показателя фильтрации бурового раствора после обработки смазочной добавкой.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе, содержащий, мас. %: талловое масло 18-22, полигликоли 26-32, флотореагент-оксаль 15-18, нейтрализующий агент 3-6, изопропиловый спирт 9-11, соевое масло 18-22 (патент №2744890).

Недостатком прототипа является:

• недостаточно высокая способность к модифицированию триботехнических свойств промывочных жидкостей в паре «металл-фильтрационная корка»;

• сложность обработки промывочного раствора такой смазочной добавкой, связанной с необходимостью подогрева смазочной добавки перед вводом в буровой раствор. Температура застывания составляет -21 °С, -18 °С.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание реагента комплексного действия для буровых растворов с достижением следующего технического результата: улучшение смазочных, противоприхватных свойств глинистых и безглинистых буровых растворов на водной основе, снижение коэффициента трения промывочной жидкости в паре «сталь-фильтрационная корка».

Указанный технический результат решается тем, что реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе, содержащий талловое масло, соевое масло, флотореагент-оксаль, спирт, отличающийся тем, что содержит в качестве спирта этиловый спирт и дополнительно щелочь, оксиэтилированные жирные спирты с десятью молями окиси этилена, диэтиленгликоль, диэтаноламид соевого масла и моноэтаноламин, полученный перемешиванием таллового масла, соевого масла, флотореагента-оксаля, оксиэтилированных жирных спиртов с десятью молями окиси этилена, щелочи, этилового спирта при температуре 55-60°С в течение 4 ч с последующим введением в смесь диэтаноламида соевого масла и моноэтаноламина и нагревом до 60-70°С при постоянном перемешивании в течение 5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.%:

талловое масло 20-25 соевое масло 20-25 щелочь 3-6 флотореагент-оксаль 15-20 диэтаноламид соевого масла 2-2,5 оксиэтилированные жирные спирты с 2-5 десятью молями окиси этилена моноэтаноламин 0,5-1 диэтиленгликоль 12-14 этиловый спирт 9-11

Предлагаемый реагент комплексного действия готовят путем смешения перечисленных компонентов в указанных соотношениях при температуре 55-60°С и последующего перемешивания в течение 5 часов при температуре 60-70°С.

Флотореагент-оксаль используется при бурении нефтяных и газовых скважин для регулирования структурно-механических свойств буровых растворов на водной основе.

Диэтаноламид соевого масла получается путем перемешивания соевого масла с диэтаноламином в соотношении 1:1 в течение двух часов при температуре 70°С.

Наличие в реагенте комплексного действия диэтаноламида соевого масла обеспечивает лучшую совместимость с промывочной жидкостью.

Оксиэтилированные жирные спирты с десятью молями окиси этилена используется для обеспечения эмульгирования, смачивания и адсорбции на поверхности.

Диэтиленгликоль используются для улучшения эксплуатационных характеристик буровых растворов на водной основе.

Ввод моноэтаноламина способствует насыщению непредельных карбоновых кислот, содержащихся в талловом, соевом маслах при приготовлении бурового реагента.

Этиловый спирт понижает температуру застывания бурового реагента.

В качестве щелочи используется гидроксид натрия.

Ввод предлагаемого реагента комплексного действия в буровой раствор осуществляется в процессе бурения за 1-2 цикла циркуляции, во всасывающую линию насоса в концентрации 0,5-1,5%.

Приготовление предлагаемого реагента комплексного действия пояснено в следующих примерах.

Пример 1. В смеситель загружается 24% таллового масла, 25% соевого масла, 4% щелочи, 18% флотореагент-оксаль, 14% диэтиленгликоля, 9% этилового спирта, 3% оксиэтилированных жирных спиртов с десятью молями окиси этилена. Смесь перемешивается при температуре 55°С в течение 4 часов. Затем в смеситель подается 2% диэтаноламид соевого масла, 1% моноэтаноламина. Далее в смесителе поднимают температуру до 60°С и продолжают перемешивать в течение 5 часов.

Пример 2. В смеситель подается 22% таллового масла, 23% соевого масла, 6% щелочи, 18% флотореагент-оксаль, 13% диэтиленгликоля, 10% этилового спирта, 5% оксиэтилированных жирных спиртов с десятью молями окиси этилена. Смесь перемешивается при температуре 60°С в течение 4 часов, затем в смеситель подается 2% диэтаноламида соевого масла, 1% моноэтаноламина. Далее повышают температуру до 70°С и продолжают перемешивать полученную смесь в течение 5 часов.

Показатели свойств проб бурового реагента комплексного действия по представленным примерам приведены в таблице 1.

Пробы бурового реагента комплексного действия вводились в исходные полимерглинистый и безглинистый биополимерный растворы в концентрации 1 объемн. %.

Общетехнологические параметры буровых растворов (плотность ρ, вязкость условная УВ и пластическая η, показатель фильтрации ПФ определялись в соответствии с ГОСТ 33213-2014 (ISO10414-1:2008) «Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях.

Растворы на водной основе» (ISO10414-2008, MOD). Коэффициент трения ϕ_к в паре «сталь-фильтрационная корка» и липкость фильтрационной корки определяются на приборе КТК-2 (Овчинников В.П., Аксенова Н.А. и др. Буровые промывочные жидкости: учебное пособие для вузов - Тюмень: издательство «Нефтегазовый университет», 2011. - 354 с.). Температура застывания проб реагентов определялась по ГОСТ 20287-91, а температура вспышки в открытом тигле по ГОСТ 4333-87.

В таблице 2 приведены составы и ряд параметров исходных полимерглинистого (№1) и безглинистого биополимерного (№5) буровых растворов, а также этих же растворов с добавками реагента прототипа и ранее указанных проб заявленного реагента.

Проведенные испытания показывают, что реагент прототип и заявленный реагент не оказывают отрицательного воздействия на общетехнологические параметры буровых растворов, улучшают коркообразующие свойства полимерглинистого раствора. При этом пробы заявленного реагента по сравнению с прототипом на 20-30% снижают коофициент трения пары «металл-фильтрационная корка», повышает противоприхватную способность, снижая коэффициент липкости фильтрационной корки на 9-12%. В биополимерном безглинистом растворе заявленный реагент более эффективно улучшает антифрикционные свойства корки, по сравнению с прототипом: коэффициент трения пары «металл-фильтрационная корка» снижается на 38-62%, т.е. в 1,6-2,6 раза. Пенообразующая способность не выявлена.

Об уровне гидрофобизирующих свойств фильтратов буровых растворов дают информацию прямые измерения показателей набухания глин на специальных приборах Жигача-Ярова, капилляриметрах различных конструкций.

Обобщенным показателем указанных свойств буровых растворов является коэффициент восстановления проницаемости пород коллектора. Выполненные эксперименты по набуханию глин, капиллярному всасыванию, по проницаемости кернов показали преимущества заявленного реагента по сравнению с прототипом.

Так, эксперименты по установлению влияния реагента прототипа и заявленного реагента на проницаемость керна, выполненные на тестере РРА (Фирмы FANN), показали, что коэффициенты восстановления проницаемости соответственно равны 82,5% и 93,6%.

Таким образом, предложенное изобретение может использоваться в бурении нефтяных и газовых скважин для улучшения показателей смазочных и антифрикционных свойств буровых растворов на водной основе, а также для улучшения фазовой проницаемости пористого пространства коллекторов продуктивных пластов.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к реагентам для регулирования свойств буровых растворов на водной основе. Технический результат - улучшение смазочных, противоприхватных и поверхностно-активных свойств глинистых и безглинистых буровых растворов на водной основе. Реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе содержит, мас.%: талловое масло 20-25; соевое масло 20-25; щелочь 3-6; флотореагент-оксаль 15-20; диэтаноламид соевого масла 2-2,5; оксиэтилированные жирные спирты с десятью молями окиси этилена 2-5; моноэтаноламин 0,5-1; диэтиленгликоль 12-14; этиловый спирт 9-11. Реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе получен перемешиванием таллового масла, соевого масла, флотореагента-оксаля, оксиэтилированных жирных спиртов с десятью молями окиси этилена, щелочи, этилового спирта при температуре 55-60°С в течение 4 ч с последующим введением в смесь диэтаноламида соевого масла и моноэтаноламина и нагревом до 60-70°С при постоянном перемешивании в течение 5 ч. 2 табл., 2 пр.

Реагент комплексного действия для буровых растворов на водной основе, содержащий талловое масло, соевое масло, флотореагент-оксаль, спирт, отличающийся тем, что содержит в качестве спирта этиловый спирт и дополнительно щелочь, оксиэтилированные жирные спирты с десятью молями окиси этилена, диэтиленгликоль, диэтаноламид соевого масла и моноэтаноламин, полученный перемешиванием таллового масла, соевого масла, флотореагента-оксаля, оксиэтилированных жирных спиртов с десятью молями окиси этилена, щелочи, этилового спирта при температуре 55-60°С в течение 4 ч с последующим введением в смесь диэтаноламида соевого масла и моноэтаноламина и нагревом до 60-70°С при постоянном перемешивании в течение 5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.%:

талловое масло 20-25 соевое масло 20-25 щелочь 3-6 флотореагент-оксаль 15-20 диэтаноламид соевого масла 2-2,5 оксиэтилированные жирные спирты с 2-5 десятью молями окиси этилена моноэтаноламин 0,5-1 диэтиленгликоль 12-14 этиловый спирт 9-11