Добавка к эмульсионному буровому раствору Советский патент 1983 года по МПК C09K7/06 

(54) ДОБАВКА К ЭМУЛЬСИОННОМУ БУРОВОМУ РАСТВОРУ

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к эмульсионным буровым растворам, применяемым при алмазном бурении. Известен змульсионный буровой раствор, содержащий 70-95 вес.ч. воды, 5-30 вес.ч. нефти и 0,1-10 вес.ч. эмульгатора 1. Однако этот раствор не может быть использован при алмазном высокооборотном бурении вследствие его высокой вязкости и низких охлаждающих свойствНаиболее близким техническим решением изобретению является добавка к промывочной жидкости, содержащая, вес.%; нигрол 55-65, окисленные смоляные кислоты 18-3 неконогенное поверхностно-активное веществ 1-12, вода - остальное 2. Эта добавка применяется для приготовлен эмульсионных буровых растворов. Ее недостатком является то, что она позволяет. пол часть стабильные эмульсии только при рН и жесткости оды до 500 мг/экв/л СА. Целью изобретения является повышение солестойкости и работоспособности добавки в кислой среде. Цель достигается тем, что известная добавка к эмульсионному буровому раствору, состоящая из минерального масла, неионоРекного поверхностно-активного вещества и смазочного компонента, содержит в качестве минерального масла - нефтяное дистиллятное масло, неионогенного поверхностно-активного вещества - этоксилированные синтетические кислоты с GI 8 и Bbmie, смазочного компонента - смесь натуральных жирных кислот Ci« и вьпле и их эфиров в соотношении от 1:3 до 3:1 при следующем соотношении ингредиентов, вес,%: Нефтяное дистиллятное масло 35-45 Этоксилированные синтетические кислоты с Ci8 и выше18-25 Смесь натуральных жирных кислот с С} g и выше и их эфиров в соотношении от ; 1:3 до 3:135-4.5 Нефтяное дистиллятное масло (ОСТ 38-01120-76) применяются для производства смазок и парфюмерного масла и вырабатываются из бакинских нефтей щелочной очисткой дистиллятов; из грозненских нефтей компаундированием выщелоченного дистиллята с остатком от фильтрата парафинового производства; из волгоградских и мангыщлакских нефтей компаундированием депарафинированного масляного дистиллята волгоградских нефтей и концентрата из фильтрата обезмасли вания мангышлакских нефтей. Физические свойства масла: кинематическая вязкость при 50°С составляет 18-50 ест,, тем пература вспышки - не ниже 170-180°С, тем пература застывания - не выше минус 8- 15°С. Этокситшрованные синтетические кислоты представляют собой полизтиленгликолевые зфи ры, получаемые взаимодействием окиси этилена с высшими кислотами природного или синтетического происхождения, общей формулы СпНгп-ц СОО(С2Н40)тН, где п - количество углеводородных атомов в молекуле (п 18); m - количество молей окиси этилена (т 5-20). Для получения полиэтиленгликолевых эфиров используются жирные кислоты природного происхождения: стеариновая, олеиновая, радинолевая, смесь стеариновой и пальмитиновой, синтетические жирные кислоты фракции Cj о Содержание этоксильных групп 66-70 вес.% Этоксилированные синтетические кислоты выпускаются промышленностью на многих пр приятиях нефтехимической промышленности, частности на Салаватском нефтехимическом комбинате. В качестве смазочного компонента добавки применяется смесь натуральных жирных кислот, состоящая из насыщенных кислот фракций Ci 6 (пальмитиновая), Cj 3 (стеариновая) , Cj о (эйкозиновая) и ненасыщенных кислот фракций (олеиновая), Cigj2 (лйнолевая) я их эфиров. Смазочный компонент должен иметь титр вьщеленных кислот не более 40. Композиция готовится компаундированием ингредиентов при 60-100° С. Примеры конкретного исполнения приведены в таблице. Эмульсии (эмульсионные буровые растворы готовятся на установке УЭМ-5 конструкции , Красноярского ТГУ на воде с рН, находящимся в интервале 2-8, при содержании рас творимых солей кальция 3000 мг-экв Са -и-. Из приведенных в таблице примеров видно что стабильные эмульсолы и эмульсии на их основе получаются лишь в том случае, если 10 4 омпоненты взять в указанном выше соотно ении. Установлено, что настоящая добавка для риготовления эмульсионного бурового раствоа легко дает стабильные эмульсии на водах рН 2-8 и жесткостью воды 3000 мгзкв, Са отличие от прототипа, который образует мульсии только при рН воды выше 6 и есткости не выше 500 Na-экв Са t+Эмульсионный раствор, содержащий настояую добавку, состоит из 1-1,5 вес.% добави и соответственно 99,0-98,5 вес.% дисперсинной среды (вода). Основные свойства (ГОСТ 6243-75): Стабильность эмульсии (эмульсионного буроого раствора), приготовленной на воде жестостью 3000 МГ экв C++ - вьщерживает л рН эмульсии в пределах 2-8 склонность к ценообразованию, см не боее 60 (по методике, разработанной авторами). Коррозионная агрессивность эмульсионного раствора - вьщерживает. Основные свойства добавки: Внешний вид - однородная масса от темнокоричневого до черного цвета (ГОСТ 6243-75). Запах - легкий, специфический (органолептически). Кислотное число, мг КОН/г не менее 15 (ГОСТ 6243-75). Плотность при 20°С г/см не менее 0,920 (ГОСТ 3900-47). Содержание воды, % не более 6 (ГОСТ 2477-65). Эмульсионный раствор, содержащий известную добавку (прототип), состоит из 1,1 5 вес.% добавки и 99,0-98,5 вес.% дисперсионной среды (вода). Основные свойства (ГОСТ 6243-75)г Стабильность змульсии, приготовленной на воде жесткостью не выше 500 мг: экв Са -н- вьщерживает. рН эмульсии - выше 6. Склонность к ценообразованию, см - не более 75 (по методике разработанной авторами) . Коррозионная агрессивность змульсионного раствора-выдерживает. Основные свойства добавки (прототипа): внешний вид - однородная масса от темнокоричневого до черного цвета (ГОСТ 6243-75). Запах - легкий, специфический (органолептически). Содержание свободной щелочи - не менее 0,5% (ГОСТ 6243-75). Плотность при 20° С, г/см - не более 1,08 (ГОСТ 3900-47). 5100 Содержание воды, % - не бсдее 10 (ГОСТ 2477-65). Процесс приготовления добавки состоит из следующих стадий: подготовка и загрузка сырья, компаундирование компонентов; слив готовой продукции в тару. Подготовка и загрузка сырья. Все виды сырья перед загрузкой анализируются по показателям, обязательным для проверки. Смазочный компонент прокачивается при 65-75 С насосом в емкость, оборудованную змеевиком и воздушным перемешиванием. Ту да же подается насосом расчетное количество минерального масла и неионогенного змульгатора при 50-60° С. Компаундирование компонентов. После загрузки включается перемешивание воздухом, открывается пар на змеевики. Все компоненты перемешиваются при 75-80° С в течение 3-4 ч. Слив готовой продукции в тару. Слив и затартшание готовой продукции производится при 50-60° С в новые или пропаренные бочки, емкостью до 200 л или железнодорожные цистерны. Эмульсии на основе настоящей добавки: по вьпшют сретюк производительность бурения на 17% и снижают стсжмость одного погонного метра проводки скважины на 0,7 руб.

ОО

1Л

(Л

о

г

о го

u-

ГО

OS

00

1Л m

in

c Tj«1

5

о

(N

§

о

TN

о

m

ГЛ

tN

о

to r

ГЛ

1

U to

I н §

со

н О U Ю

ю

I

cdК

UЮ

M

1

ж

I y

S

H S

U i3

§

§

S

, I

CQ 2

S

u to

C3

ta

я

5 I

«I

H 3 X ю

ю

U ю

I о

S

о ID

IV

f3к

J

uю

S о. Формула изобретения Добавка к эмульсионному буровому раствору, состоящая из минерального масла, неионогенного поверхностно-активного вещества и смазочного компонента, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее солестойкости и работоспособности в кислой среде, она содержит в качестве минерального масла нефтяное дистиллятное масло, неионогенного поверхностно-активного вещества - этоксилированные синтетические кислоты с Cje и выще, смазочного компонента - смесь натуральных жирных кислот с С 6 и Bbmie и их эфиров в соотнощешш от 1:3 до 3:1П ри следующем соч отношении компонентов, вес.%: 1002 ,10 Нефтяное дистиллятное масло35-45 Этоксклированные синтетические кислоты с GIS и выше.18-25 Смесь натуральных жирных кислот с Ci6 и выше и их зфиров в соотношении от 1:3 до 3;135-45 Источники информаЦии, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3125517, кл. 252-8,5, ублик. 1964. 2.Авторское свидетельство СССР № 709661, . С 09 К 7/02, 1971.