Состав для приготовления эмульсионного бурового раствора Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

о «

ffi

м

W Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам для приготовления буровых эмульсионных растворов,, приманявкых для npONtJBки скважин в процессе их проводки. Известны составы для пригс ювления буровых эмульсионных ра.створов, в которых в качестве смазочной доба ки применяют фракции таллового масл с высоким содержанием (свыше 30% смоляных кислот. Состав представляе собой смесь фракции таллового масла и ароматических углеводородов в соо ношении соответственно 0,45 - 3% ма ла и 0,5 - 5% углеводородов по объему от объема прог«лвочной жидкое ти Cl3. Недостатком указанного состава является невысокий смазочный эффект и сложность его приготовления, обусловленная необходимостью исполь зования определенной фракции таллового масла с высоким содержанием исирных кислот. Наиболее близким к предлагаемому является состав для приготовления эмульсионного бурового раствора, включакявий минеральное масло (дизел ное, нефтепродукты, отработанные мас ла, мазут/и фракцию очищенного таллового масла. Фракция таллового масла содержит 15-45% смоляных кИслот, не более 16% неомыляеилх вещест (предпочтительно менее 6%), а также полимерные остатки кислот, образующихся при дистилляции жирных кислот фракции . Дополнительное присутствие жирных кислот повышает смазочные; свойства этого раствора по сравнению с указа ным выше аналогом. Однако присутстви млл в данном составе не позволяет использовать его для приготовления бурового эмульсионного раствора на водах с жесткостью до 11% СаСЗ и 8% NaCl, что ограничивает применение этого состава в водах высокой жесткости и минерализации, к недосTiaTKaM состава относится также необходимость использования тгшлового масла лишь хвойных пород с последую щей его дистилляцией, что делает процесс приготовления состава доста.точно сложным и дорогостоящим. Цель изобретения - повышение смазочных и эмульгирукадих свойств соста ва в минерсшивованных водах при одновременном упрощении и удешевлении процесса приготовления. Поставленная цель достигается тем, что состав для приготовления эмульсионного бурового раствора, содержащий минеральное масло и талло вое масло, дополнительно содержит оксиэтилированные жирные кислоты и оксиэтилированный алкилфенол при следующем соотношении компонентов, мас.%; Минеральное масло30-40 Талловое масло20-40 Оксиэтилирован-ные жирные кислоты1.5-25 Оксиэтилированный алкилфенол10-20 В составе может быть использовано талловое масло хвойных, лиственных и лиственничных пород, включая талловое масло-сырец. Для получения бурового эмульсионного раствора состав смешивается с водой, например, в соотношении 98% воды и 2% состава. Возможны и другие соотнсяаения. Состав готовят компаундированием компонентов при 80-100 С. За счет использования таллового масла разных пород древесины с содержайием смоляных кислот не менее 5%, жирных - не более 75%. и неомыляемых веществ - не более 25%, включая Тсшловое масло-сырец хвойных, лиственничных и лиственных пород, упрощается и удешевляется процесс приготовления состава, так как не требуется предварительной обработки масла и можно использовать талловое масло любой из указанных пород древесины. Физико-химические показатели таллового масла из лиственной древесины (ТУ-13-05-130-81 I должны соответствовать следующим требованиям: кислотное число не менее 96 мг КОН на 1 г масла;массовая доля смоляных кислот - не более 12%, массовая доля неомыляемых веществ не более 25%,массовая доля водда ие более 2%. Физико-хикическир показатели талг лового масла сырого (,0с -81-47-Т8/ должны соответствовать следукяокм требованиям: кислотное число для 1-го не менее 145, для 2-го 175, для 3-го 130 мг КОН на 1 г; массовая доля жирных смоляных кислот и нейтральш:зх беществ, не менее 91% для 3-го сорта; массовая доля неомьшяемлх в@аеств 13% для 1-го ссчрта и 16% для 2-го, массовая доля сяаопящх кислот не менее 40% для 1-го сорта и 35% для 2-го. Массовай доля лигнина и механических примесей не более 1 % для 1-го сорта, массовая доля влаги, не более 1,2-4 % для всех сортов соответственно. Шсокие смазочные свойства и стабильность раствора в жестких и минералиэовантдх водах обеспечиваются за счет синергетического эффекта, получаемого при введении в состав смвск таллового масла с двумя неионогениыми эмульгаторакм (оксиэтилировашше жирные кислоты - ОЖК и оксиэтилировавный алкилфенол типа СП J.

Пример. 35 г («инергшьногб (fiacna, 3 г тгшлового масла, 20 г оксиэтилированных жирных кислот и 10 г оксиэтилированного алкилфенола перемешивают при нагреваиии до 80100 С до получеиия однородиой смеси, 2 г приготовленного таким образом состава вводят в 98 мл воды (преЪной или минерализованной ii% СаС1ь или 8% NaCl и смесь перемешивают до получения стабильного э.мульсионного раствора.

Аналогично готовят составы с другими концентрациями компонентов. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

Продолжение таСл. 1

СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА, содержащий минеральное масло и талловое масло, отличающийс я тем, что, с целью повышения смазочньгхиэмульУирующик свойств состава в минерализованных водах при одновременном упрощении и удешевлении процесса приготовления, он дополнительно содержит оксиэтилированные жирные кислоты и оксиэтилированный алкилфенол при следуквдем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное 30-40 масло Талловое 20-40 масло Оксиэтилированные жирные 15-25 кислоты О) Оксиэтилированный алкилс 10-20 фенол

Минеральное

35

Не стамаслобилен

Талловое

I 35 масло

10 20

ОЖК ОП-10

Минеральное

30 масло

Талловое

45 15

масло

ОЖК

10

ОП-10

1,12

1,00

0,97 1,10

0,86 0,95

0,95 1,05

и

Не ста- 0,88 1,01

Не стабиле и билен

0 Минеральное

35

Стамаслобилен

Тапловое

35 масло

20

ОЖК

Опт-Ю..

1 Минеральное

40 Стамасло билен

Талловое

30 15 масло

ОЖК

Минеральное

40 масло

Тапловое

20 20 20 масло

ОЖК ОП-10

Минеральное

40

п масло

Тапловое

20 25 10 масло

ОЖК ОП-10

Как видно из примеров 3,7, 10

и 11, стабильные составы и растворы на их основе, обладающие высокими смазочными свойствами н работоспособные в условиях жестких и минерализованных вод, могут быть получены

Продолжение табл. 1

0,81 0,91

Стабилен

0,85

0,96

Стабилен«

0,860,98

«.

-.

0,820,92

п

только при предлагаемом соотношении компонентов, в том числе при соотношениях с граничными значениями компонентов,

В табл. 2 приведены физико-хими ческие свойства предлагаемого сост,

Стабильность при минус

Эмульсируемость

в воде жесткостью 2000 мг-экв/л

в воде минерализацией 500 мг-экв/л

Стабильность эмульсии приготовленной

на воде жесткостью 2000 мг-экв/л

на воде кинерализацией 500 мг-экв/л

Склонность к пенообразованию, см(не более 60 /

Устойчивость пены, см не более 20

рН эмульсии, приготовленной на дистиллированной воде (в пределах 5,0-9,Of

Коррозионная агрессивность эмульсии, приготовленной на дистиллированной воде

||

н

я

- -. Рабочие эмульсии 2%-ные

0,10

0,20 0,10 0,15 0,10

0,15 0,05 0,05

Отсут10 Отсутствует Ю ствует

ОтсутОтсут- Отсут- Отсутствуетствует ствует ствует

0,39

6,44 6,45

6,50

ВыдерВыдер- Вьщер- Вьщерживаетживает живает живает j

Сравнить смазочные свойства прототипа и предлагаемого.состава (по крутящему моменту J в условиях, жестких и минерализованных вод (табл. 1) не представляется возможным, так как прототип в указанных условиях не образует стабильных эмульсий. Крутящие моменты 2%-ных эмульсионных буровых растворов на основе прототийгг и- тедлагаёмого состава, приготовленных на невской воде,равны соответственно 1,30,и 1,05 кг«м (пример 10 табл. 1#.

Наличие синергетйческого зффекта действие таллового масла, оксизтили роваиных жир1в:1х кислот и оксиэтиянрованного алкилфенола подтверждаемся :данными, приведенными в табл. 3.

Т а б л и ц а 3