Смазочная добавка для глинистых буровых растворов Советский патент 1984 года по МПК C09K7/06 

.. Изобретение относится к глубокому бурению, а именно к промывке бур вых скважкн, и может быть использов но для П1зедупреждения прихватов бурильного инструмента и улучд:ения смазочных свойств бурового раствора Известна смазочная добавка к буровому раствору - сульфонол, котору вводят в количестве 0,3-3% от объем раствора lj . Недостаток сульфонола обусловлен его дефицитностью и высокой пенообразующей способностью, обусловливаю щей необходимость дополнительного введения в буровой раствор пеногаси теля. Наиболее близким к предлагаемому является смазочная добавка СМАД-1, представляющая собой смесь окисленного петролатума с дизельным топлив в соотношении 1:1. Расход О1АД-1 I-A мас.% в зависимости от плотност бурового раствора . Однако СМАД-1 действует эффектив но только в необработанных пресных глинистых растворах. При ее вве дении в химически обработанный утяжеленный буровой раствор последний загустевает, а фрикционные свойства его глинистой корки ухудшаются. Цель изобретения - снижение прихватоспособности глинистой корки раствора. Поставленная цель достигается тем, что смазочная добавка для глинистых буровых растворов, содержащая смесь окисленного петролатума с дизельным топливом в соотношении 1: дополнительно содержит натриевую со сульфированного отхода производства сульфонола на основе ц -парафина при следующем соотношении компонен тов, мас.%: Смесь окисленного петролатума с дизельным топливом в соотношении 1:1 92-95 Натриевая соль сульфиpoBaHHpJoотхода производства сульфонола на основе Н-парафина5-8Натриевую соль получают сульфированием олеумом отхода производ8гства сульфонола на основе h -парафинов, представляющего собой жидкость светло-красного цвета со следующими показателями; п5°- 1,4336, 0,7905, Начало кипения - 260 С, конец кипения 340 С. Углеводородный состав отхода (мас.%): алкилбензолы - 20-25, парафины - 75-80. Указанны отход образуется в виде кубового остатка на стадии ректификации обратных парафинов. Согласно технологическому регламенту производства сульфонола на Сумгаитском ПО Химпром отход производства сульфонола сжигают как котельное ТОПЛИВО. Состав натриевой соли сульфированного отхода производства сульфонола на основе Н -парафина, мас.%: основное вещество 51,9, неомыляемые 14,7; сернокислый натрий 12,4; вода 21,0. При введении 0,5 мас.% этого ПАВ в воду поверхностное натяжение воды снижается до 44,03 дин/см (при 20 С), а косинус угла смачивания равен 0,73. П р и м е р 1. В емкость с механической мешалкой помещают 950 г СМАД-1, представляющую собой смесь окисленного петролатума с дизельным топливом в весовом соотношении 1:1, включают мешалку и добавляют 50 г ПАВ (весовое соотношение СМАД-1 . и ПАВ равно 95:5). Перемешивают 15 мин и получают 1000 г смазки, готовой-к употреблению. П р и м е р 2. Смазку готовят по примеру 1, но СМАД-1 и ПАВ используют в количестве 940 и 65 г, соответственно (весовое соотношение 94,0 - 6,5). Получено 1005 г смазки. П р и м е р 3. Смазку готовят по примеру 1, но СМАД-1 и ПАВ используют в количестве 1000 г и 81 г соответственно (весовое соотношение 100-8,1). Получено 1081 г смазки. Уменьшение количества ПАВ ниже 5% в составе смазки ухудшает смазывающие свойства бурового раствора. Увеличение выше 8% практически не приводит к дальнейшему повышению смазывающей способности бурового раствора. Влияние предлагаемой смазочной добавки и прототипа на прихватоспособность глинистой корки гли.нистых буровых растворов исследовалось в лабораторных условиях по следующе методике. В бонбу высокого давления, в ниж нюю часть которой впрессован прони цаемый образец, заливали исходный буровой раствор и создавали перепад давления равный 5,0 Пa. При этом перепаде давления на проницаемом образце формировалась глинистая корка в течение 20 мин. Затем на глинистую корку устанавливался металлический диск и контактировал .с коркой 15 мин. Далее с помощью динамометра ДПУ-20 замерялось усилие страгивания диска по глинистой корке. В той же последовательности проводили эксперимент с буровым раствором, содержащим определенное количество смазочной добавки. Замеряе мые усилия страгивания металлического диска по глинистой корке сравн вались между собой и по степени сниж ния усилия страгивания оценивались смазочные свойства бурового раствор с известной и настоящей смазочной добавкой, добавляемой в количестве 1-2 мас.%. В табл. 1 приведены параметры утяжеленного глинистого бурового ра вора, обработанного углещелочным реагентом и КССБ, и степень снижения прюсватоспособности глинистой корки после обработки раствора смазочной добавкой. Как видно из данных табл. 1, пр использовании предлагаемой добавки в количестве 1 мас.% к буровому ра вору условная вязкость уменьщается 55 с (СМАД-1) до 38-45 с; степень снижения прихватоспособности глини той корки возрастает от 50 до 70-76%, при введении 2% добавки эти показатели также улучшаются: условная вязкость снижается с 75 с до Д4-45 с; степень снижения прихватоспособности глинистой корки повышается от 65 до 72-78%. Предлагаемая смазочная добавка испытывалась также на растворах, обработанных различными реагентами (окзилон КМЦ-500, нитрол 1гнином) и утяжеленных баритом до плотностей 1,4-1,8 г/см . Результаты приведены в табл. 2 (соотношение СМАД-1 и ПАВ было 100:8,1). Как видно из данных табл. 2, предлагаемая смазочная добавка совместима и одинаково хорошо проявляет смазывающие свойства во всех видах используемых буровьгх растворах. Добавку вводят в буровой раствор постепенно до количества 1-2% от .объема бурового раствора при постоянном перемешивании последнего. При этом с увеличением плотности бурового раствора содержание смазочной добавки к нему также должно повышаться с целью сохранения смазывающего эффекта. При плотности бурового раствора 1,80 г/см и более необходимо вводить максимальное количество добавки, равное 2%. Таким образом, предлагаемая смазочная добавка по сравнению с известной позволяет улучшить смазывающие и реологические свойства бурового раствора, сократить расход СМАД-1 на 5-8 мас.%, утилизировать многотоннажный отход производства сульфонола, не имеющий рационального использования, исключить использование добавок, необходимых для предотвращения знгустевания бурового раствора при использовании СМАД-1. Таблица 1

СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержащая смесь окисленного петрол тума с дизельным топливом в соотношении 1:1, отличающейся тем, что, с целью снижения прихватоспособности глинистой корки раствора, до- ; бавка дополнительно содержит на- триевую соль сульфированного отхода производства сульфонола на основе Н-парафина при следукяцем соотношении компонентов, мас«%: Смесь окисленного петролатума с дизельным топливом в соотношении 1:1 . 92-95 Натриевая соль сульфированного (П отхоДа производства сульфонола на основе Н -парафина5-8

Без добавки СМАД-1

35 55

4,0 4,0

50

2 1 2 1 2 1 2

(пример 1)

(пример 2)

(пример 3)

Бентонитовьй

Продолжение табл. -1

Степень снижения прихватоспособности глинистойкорки,%

65 70 72 75 76 76 78

3,9

75 40 45 38 44 45 45

3,9

3,9

3,8

3,8

3,6.

3,6

Таблица 2