Структурообразователь для инвертных эмульсионных буровых растворов Советский патент 1983 года по МПК C09K7/06 

1 1

Изобретение относится к бурению скважин и вскрытию продуктивныхплас тов с растворами на углеводородной основе, в частности с инертными эмульсионными буровыми растворами СИЭБР), предназначенными для проводки скважин в неустойчивых и хемогенных породах, вскрытия и освоения продуктивных пластов и отбора керна с сохраненинием его естественной водонасыщенности и проницаемости.

. В целях качественного выноса выбуренной породы и в случае необходимости утяжеления ИЭБР последний должен обладать структурой, которая создается с помощью добавок специальных структурообразователей.

Известна структурообразующая добавка к инвертным эмульсиям на основе глинопорошка, олеофилизированного неионогенным ПАВ-неонолом 6-1020-12, представляющим собой продукт оксиэтилирования вторичных спиртов TI JНедостатками указанного структурообразователя являются нетехнологичность его приготовления ( ра тираниесмеси компонентов), носящего чисто препаративный характер, а также его сравнительно невысокая термоустойчивость .

Наиболее близким известным техническим решением к изобретению является структурообразователь растворов на нефтяной основе, состоящий из бентонита и четвертичной аммониевой соли (ЧАС), например триметилалкиламмоний хлорида .

Недостатками известного структуро образователя (бентона ) являются его недостаточная термостойкость, полное отсутствие тиксотропии после нагревания до 70°С и высокая вязкость эмульсий.

Кроме того,перед введением в раствор бентон замачивается в нефти или органической жидкости для набухания, так как его непосредственное введение в раствор затруднено. Технологическим недостатком является получение бентона в углеводородной среде, причем бентонит предварительно фракционир ;ют (отмучивают ). Расход этого бентона относительно высок (6 ).

Цель изобретения - повышение труктурообразующих свойств структуообразователя при температурах до ,

50°С.

627+2

Поставленная цель достигается тем, что структурообразователь для инвертных эмульсионных буровых растворов содержащий бентонит и четвертичную 5 аммониевую соль, в качестве четвертичной аммониевой соли содержит алкилдиметилбензиламмоний хлорид с алкилом CjQ (катамин АБ) при следующем соотношении ингредиентов, 10 вес.%:

Бентонитб2-77

Алкилдиметилбензиламмоний

хлорид с алкилом 15 С,- С20

(.катамин АБ / 23-38

Помимо повышения тиксотропнойс структуры ИЭБР применение указанного ЧАС обеспечивает значительное ynpoi 20 щение технологии приготовления органобентонита, получаемого в водной среде без нагрева, значительно снижается его расход, причем готовый органобентонит вводят в ИЭБР непо25 средственно, без предварительного замачивания в нeфтeпpoдyкte для его набухания, что упрощает процесс структурирования ИЭБР.

В качестве глины для получения ор3Q ганобентонита может быть взят бентонит любого месторождения, а в качестве органофилизатора - 50%-ный маловязкий водный раствор алкилдиметилбензиламмоний хлорида (ТУ 6-01-. 816-75 ), алкил в котором содержит 10-20 атомов углерода, например катамин АБ.

Пример.К 800 г 5%-ного водного раствора бентоните приливают

при 20 С и перемешивании 800 г 2 -ного раствора катамина АБ. После приливания всего количества ПАВ суспензию перемешивают 1 ч,,затем отстаивают 2-3 ч, при этом образуются два слоя; вверху - водная суспензия бентона, внизу - вода. Воду сливают, а верхний слой отжимают и сушат при 80-90°С в течение 3,5 ч. Сухой продукт легко растирают в мелкодисперсный порошок. Выход бентонита не более 90.

В табл.1 представлены результаты сравнительных исследований вли-яния на показатели растворов (структурно-механические свойства,термостойкость, электропробой )предлагаемой и известной органоглин.

Как видно из табл.1, предлагаемый органобентонит структурирует ИЭБР как

при обычной температуре, так и после нагрева до 150°С в фильт-прессе (ФП и после термостатирования при той же температуре в.автоклавах в течение 5 ч, причем во всех слу; чаях структура тиксотропная Расходы органобентонита составляют 1-k% от веса раствора, в зависимости от условий его применения; оптимальная добавка составляет 2% к весу ИЗБР. Кроме того, расход предлагаемого органобентокита значительно снижен по сравнению с известным.

В табл.2 представлена зависимость параметров ИЭБР от весовых соотношений бентонита и катамина АБ в органоглине.

Как видно из табл.2, предлагаемый органобентонит обеспечивает высокие тиксотропныеструктуры раствора, хат рактеризуемые статическими напряжениями сдвига, при соотношении бентонит /ЧАС в пределах 62-77/23-38, что позволяет использовать структурирование ИЭБР для бурения и вскрытия продуктивных пластов глубоких и сверхглубоких скважин, проводки и скважин, в неустойчивых и хемогенных породах и качественного отбора керна.

ГТаблица

СТРУКТУРООБРАЗОВАТЕЛЬ ря ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИОННЫХ,БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержащий бентонит и четвертичную аммониевую соль, отличающийся reW, что, с целью повышения его структурообразующих свойств при температурах до , в качестве четвертичной аммониевой соли он содержит алкилдиметнлбензиламмоний хлорид с алкилом С2д(катамин АБ) при следующем соотношении компонентов, вес.%: Бентонит 62-77 Алкилдиметил бензиламмоний хлорид с алкилом 8 СалСката/ мин АБ 1 23-38 4 CD Ю t

редлагаемый 1

ФП

Автоклав(5 ч)

ФП

Автоклав(5 ч)

20

ФП

150 I

Авто150клав (5 ч)

20

150

ФП

150

Автоклав

(5ч)

540

20 150

3 21 540

420

39 36 60 69

150 20 150

460 400 150 400

280

57

156 380

162 400

240

84 380

307 400

315

Т а б ли ц а 2