Буровой раствор Советский патент 1983 года по МПК C09K7/02 

о:

05

со

СП Изобретение относится к бурени скважин, в частности, к составам буровых растворов для промывки ск жин. Известен буровой раствор l, содержащий вес.%: кубовыеостатки синтетических жирных кислот 2, гл на 30, вода 68, Синтетические жирныекислоты о ладают высокими антифрикционными свойствами, но требуют применения специальных эмульгаторов и нестабильны в присутствии хлоридов, ни ратов, склонны к образованию нера творимых солей, особенно в присут ствии поливалентных катионов. Наиболееблизким к изобретению по составу является раствор следующего состава С21, вес.%: Глина0,5-20 1идрофобизирующая кремнийорганическая жидкость {этилсиликонат натрия)0,6-0,8 Карбоксиметилцеллюло 3 а(КМЦ-6 Od) 0,1-0,3 0,003-0,005 Эмульгатор Остальное Гидрофобизирующая кремнийорган ческая лшдкость (ГКЖ-10 )и нефть ляются добавками,предотвращающими прихваты бурового инструмента, но вследствие малой адгезии нефть в jiacTH контактных давлений не обла ет смазочным действием. Кроме того, введение нефти в г нистыйраствор требует применения специальных .эмульгаторов, получен раствор не обладает длительной фа вой стабильностью и имеет высокую токсичность. Целью изобретения является улу шение качества раствора за счет повышения его фазовой стабильност при одновременном улучшении смазочных свойств и уменьшении токси ности. Поставленная цель достигается что буровой раствор, содержащий гл гидрофобизирующую кремйийорганиче кую жидкость (этиленсиликонат нат карбоксиметилцеллюлозу (кмц-бОО) и воду содержат натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Глина10-15 Гидрофобизирующая Кремнийорганическая жидкость (этилсиликонат натрия) 0,1-0,3 КарбокЬиметилцеллюлоза (КМЦ-бОО; 0,1-0,3 Натровые соли смеси дикарбоновых кислот 0,3-0,9 ВодаОстальное Натровые соли смеси дикарбоновых кислот представляют собой омыленные едким натром дикарбоновые кислоты, являющиеся многотоннажными отходами производства адипиновой кислоты путем окисления циклогексана. Состав .смеси дикарбоновьлс кислот, мае.%: янтарная кислота 25,0; глутаровая кислота 51,2; адипиновая кислота 23,8. Основные физико-химические показатели солей дикарбоновых -кислот: не бокислотное число, мг КОН 1 г продукта лее 5, эфирное число 30,6, содержание солей дикарбоновых кислот 49,2В26,95 мас.%, содержание нитрата нйтрия 0,69-3,02 мас.%, содержание влаги. 50-70 мас.%, содержание свободной щелочи не более 0,03 мас.%, рН 7-10. Улучшение смазочных свойств бурового раствора, содержащего соли дикарбоновых кислот, наблюдается благодаря их более высокой адгезии по сравнению с нефтепродуктами и особой плоской ориентации адсорбированных молекул солей дикарбоновых кислот на трущихся поверхностях, Благодаря такой ориентации прочная конденсированная пленка, обуславливающая снижение коэффициента трения, образуется при более низких концентрациях дикарбоновых кислот по сравнению с одинаковыми жирными кислотами. Соли дикарбоновых кислот хорошо растворимы в воде и введение в буровой раствор не требует применения эмульгаторов, что обеспечивает фазовую стабильность бурового раствора. Кроме того, благодаря низким концентрациям вводимых солей дикарбоновых кислот и, следовательно, незначительному содержанию неразлагаемой органики to,1-0,3 вес.% ) резко снижается токсичность раствора и опасность загрязнения окружающей среды. Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ( этилсиликонат натрия ГКЖ-10 )выпускается согласно ТУ 6-02-696-76 и в буровом растворе указанного состава выполняет функции, разжижителя, дополнительного стабилизатора раствора и противоприхватной добавки. Пример. Минимальное соотношение компонентов, вес.%: Глина10 Этилсиликонат натрия-0,1 Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-600) 0,1 Натровые соли сМеси дикарбоновых кислот 0,3 Вода89 П р и м е р 2. Максимальное соотношение компонентов, вес.%:

Глина15

Этилсиликонат

натрия0,3

Карбоксиметилцеллюлоэа (КМЦ-600) 0,3

Натровые соли смеси дикарбомовых

кислот0,9

Водаа4

Примёрз. Оптимальное соотношение йомпонентов, вес.%:

Глина12,5

Этилсиликонат

натрия0,2

Карбоксиметилцеллюлоза( КМЦ-600) 0,2

Натровые соли смеси

дикарбоновых кислот 0,6

Вода86,5

Технология приготовления раствора в лабораторных условиях заключается в следующем.

В воду добавляют необходимое количество этилсиликоната натрия (прокалшленный продукт ГКЖ-10 ), затем вводят глину при непрерывном перемешивании в течение 30 мин, после чего вводят КМЦ-600 в виде 5%-ного раствора, продолжая перемешивание еще 15 мин, затем добавляют соли смеси дикарбоновых кислот и раствор перемешивают еще 15 мин на мешалке типа ЛМ. Замеры условной вязкости проводят на СПВ-5г водоотдачи на ВМ-6, статического напряжения сдвига на СНС-2. Смазочную способность раствора оценивают по величине коэффициента трения пары сталь - фильтрационная корка при различном времени контакта с помощью прибора ФСК-2.

Фильтрационную корку получают при определении водоотдачи на приборе ВК-6. Стабильность раствора оценивают по объему выделившейся органической фазы из 100 мл раствора через сутки и через 10 сут.

Параметры растворов,приведенных составов, указаны в таблице. Из таблицы видно, что раствор характеризуется более высокими смазочными свойствами, минимальной токсичностью в 4050 раз меньшей по сравнению с извест- . ным и высокой фазовой стабильностью

0 Остальные параметры предлагаемого раствора не уступают параметрам известного. Для приготовления известного раствора требуется 0,6-0,8 вес.% этилсиликоната натрия, 5-10 вес.% неф-5 ти, эмульгатора 0,003-0,005 вес.%,а в предлагаемом составе нефть и эмульгатор исключаются, расход этилсиликоната натрия ГКЖ-10 )сокращается более, чем в 3 раза. Кроме того, предлагаемый раствор имеет более низкие значения водородного показателя (рН 7,08,5) и, следовательно, обладает более низкими диспергирующими свойствами.

710367358

Заметно упрощается технология при-ки исключается опасность загрязнення

готовления раствора, сокращается рас-окружающей среды и упрощается утияихЬд реагентов и, следовательно, транс-зация бурового раствора, портные затраты, что немгшоважно для

условий Западной Сибири, исключается Экономический эффект только за счет

из состава нефть - высокоценное хими- сокращения расхода реагентов составляческое сырье, в связи с чем практичес-ет 1115 руб. на одну скважину.

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, гидрофобизирующую кремний-, органическую жидкость (. этилсиликонат натрия ), карбоксиметилцеллюлоэу (КМЦ-бОО) и воду, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества раствора путем повышения его фазовой стабильности при одновременном : лучшении смазочных свойств и уменьшении токсичности, он Дополнительно содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 10-15 Глина Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этил0,1-0,3 силиконат натрия) (Л Карбоксиметилцел0,1-0,3 люлоаа /КМЦ-600/ Натровые соли смеси 0,3-0,9 дикарбоновых кислот Остальное 5 Вода