Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углево дородной основе типа-инвертных (обратных) эмульсий. Известен инвертно-эмульсионный буровой раствор, состоящий из водной фазы, нефтяной фазы и эмульгато ра в количестве 2,9-3,2 кг на 1 м . Эмульгатор, в основном, состоит из растворимого в нефти поверхностноактивного вещества, относящегося к группе амидов жирных кислот ангид ро-алкилглюкамина и эфиров данных амвдов. Способ приготовления этой обратной эмульсии заключается в добавлении к воде нефти (дизельного . топлива) с растворенным эмульгатором р. Недостатками этого раствора явля ются сложность и многоступенчатость получения эмульгатора, его дефицитность и высокая стоимость. Наиболее близким техническим решением к изобретению является инвер ный эмульсионный буровой раствор содержащий в качестве водной фазы воду или глинистьй раствор на водно основе, а в.качестве углеводородной фазы - смесь дизельного топлива или нефти с окисленным битумом, СМАД-1 и эмульталом при следующем соотноше нии компонентов, вес.%: Вода или глинистый раствор на водной основе Дизельное топливо 40-60 или нефть Высокоокйсленный битум СМАД-1 Эмультал Приготовление указанного инверт- ного эмульсионного бурового раствора осуществляется по следующей технологии. При непрерывной циркуляции глинистьЕ раствор предварительно обогащается дизельным топливом до 27 вес высокоокисленным битумом до 2,0 вес.% и СМАД-1 до 2,0 вес.%. Параллельно заготавливается углеводородная фаза (УФ), содержащая эмульгатор (эмультал) и оставшуюся от расчетного количества часть дизельного топлива, СМАД-1 и высокоокисленного битума. Приготовленная УФ перемешиваемся с циркулирующим глинистым раствором до преобразования его в инвертную эмульс т 2J . Недостатком этого инвертного эмульсионного буроврго раствора, получаемого из глинистого раствора на водной основе, является низкая агрегативная устойчивость при загрязнении частицами выбуренной породы (более 15%) и увеличении температуры выше 70 С, что в свою очередь ограничивает использование раствора при бурении глубоких скважин, а также при вскрытии горизонтов, сложенных осыпающимися и набухающими породами. Цель изобретения - повышение термостойкости раствора до 120 С и его агрегатив 1ой устойчивости к загрязнению гидрофильными породами. Поставленная цель достигается тем, что инвертный эмульсионный буровой раствор, содержащий воду или глинистый раствор на водной основе, дизельное топливо, эмульгатор и стабилизатор, дополнительно содержит мелкодисперсный мел, а в качестве эмульгатора содержит талловый пек, омыленный углекислым натрием, и в качестве стабилизатора - побочный продукт производства фитостерина при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глинистый раствор на водной основе или вода 23-39 Талловый пек, омыленньп углекислым натрием 10-12 Дизельное топливо 40-50 Побочный продукт производства фитостерина 1-3 Мелкодисперсный мел 10-12 Содержание глины в глинистом расторе на водной основе должно составять не более 10 мас.%. Талловый пек, омыленный углекисым натрием, имеет следующий состав, ас.%: Нейтральные вещества 32-35 . Окисленные вещества 16-18 Смоляные кислоты2-5 Жирные кислоты1 8-26 Натругевые соли жирных кислот10-20 Натриевые соли смоляных кислот8-10 Побочный продукт производства фи- остерина ШТФ содержит, мас.%: Натриевые соли жирных кислот12-22 Натриевые соли смоляных кислот10-12 Неомыляемые вещества (спирт алифатический И Ь углеводороды) 1-3 Этиловьп спирт2-10 ВодаОстальное Талловый пек, омыленный углекислым натрием, и ППФ - побочньм продук производства фитостерина, выпускаются Соломбальским ЦБК согласно ТУ 13-4000 177-174-83 и ТУ 13-05 ТУ 13-4000 177-174-83 и ТУ 13-05-109-8 соответственно. Способ приготовления предлагаемого инвертно-эмульсионного бурового раствора заключается в следующем. В воде или глинистом растворе на водной основе, содержащем не более 10 мас.% глины, при непрерывном перемешивании (циркуляции) растворяют талловый пек, омыленный углекислым натрием (50 мас.% от расчетного количества). Затем вводят дизельное топливо с растворенной в нем оставшейся частью таллового пека - УФ. В образующуюся эмульсию добавляют ППФ и мелкодисперсный мел (с размеро частиц меньше 0.25 мм) . После 40-60 мин перемешивания технологические параметры эмульсии стабилизируются и она готова к применению. Предлагаемый способ получения инвертной эмульсии аналогично известно му предусматривает технологический прием, согласно которому во избежание интенсивного загущения в процес- се добавления к воде или глинистому раствору углеводородной фазы некоторое количество ингредиентов, и данно случае часть эмульгатора, предварительно растворяется в воде или в глинистом растворе на водной основе а другая часть - в углеводородной жидкости, т.е. представляет собой низкоконцентрированную УФ. Благодаря такому разделению, а также влиянию природы эмульгатора (его способности растворяться одновременно в воде и углеводородной жидкости) и концентрации составляющих компонентов эмульгирование - обращение фаз, начи нается при содержании в растворе 75-100 мас.% от расчетного количества углеводородной жидкости и эмульга тора, т.е. когда соотношение между содержанием воды иЛи между глинистым раствором на водной основе и УФ (сме си дизельного топлива с талловым пеком, омьшенным углекислым натрием) 1 4 -4 является сбалансированным. При этом эмульгирование протекает равномерно и обеспечиваются хорошие реологические показатели эмульсии (табл. 1). На заключительном этапе вводится высокоэффективный стабилизатор ППФ и мелкодисперсньй мел. Поскольку увеличение концентрации глины в растворе на водной основе свьш1е 10 мас.% сопровождается образованием в процессе обращения фаз плотного осадка из гидратированных глинистых частиц (табл. 5), то содержание глинистой фазы на требуемом уровне в промысловых условиях регулируется предварительной механической очисткой глинистого раствора на водной основе в сочетании с разбавлением его водой или водным раствором эмульгатора. Для выбора оптимального содержания таллового пека, омьшенного углекислым натрием (табл. 2), ППФ (табл.3), мелкодисперсного мела (табл. 4), дизельного топлива и воды или глинистого раствора на водной основе (табл. 5), а также содержания глины в исходном глинистом растворе (табл. 6) провели ряд последовательных лабораторных исследовании. I . Пример. Приготовление инверт-г, ного эмульсионного бурового раствора, 50 г таллового пека растворяли в 300 т воды. Параллельно растворяли 50 г таллового пека в 480 г дизельного топлива. При интенсивном перемешивании постепенно вводили углеводородную фазу в водную. В процессе образования эмульсии вводили 20 г ППФ и 100 г мелкодисперсного мела. Через 40-60 мин после введения в систему всех компонентов и последующего непрерывного перемешивания ipe- деляли технологические параметры полученной эмульсии. В табл. 2-6 приведены технологические параметры расз-воров различного состава , приготовленных по описанному способу. Из табл. 2 следует, что оптимальной добавкой таллового пека, омыленного углекислым натрием, следует считать 10-12 мас.%. Увеличение содержания пека свыше 12 мас.% нецеле-. сообразно, поскольку оно практически не влияет на изменение технологических параметров эмульсии, в частности величины фильтрации и напряжения пробоя. При концентрации пека менее 10 мас,% увеличивается фильтрация и снижаются структурно-механические показатели эмульсий (СНС и условная вязкость).
Из данных табл. 3 видно, что добавка ППФ в количестве 1-3 мас.% является наиболее приемлемой, так как при содержании ППФ менее 1 и более 3 мас.% увеличивается фильтрация эмульсии.
Из табл. А видно, , что при содержании мела менее 10 мас.% снижаются СНС и вязкость, а при содержании более 12 мас.% - СНС эмульсии. Исходя из этого рекомендуемая добавка мела 10-12 мас.%.
На основании данных табл. 5 содержание воды в эмульсии принято равнь м 23-39 мас.%, а дизельного топлива 40-50 мас.%, поскольку при содержании воды более 39 мас.%, а дизельного топлива менее 40 мас.% увеличивается вязкость и величина фильтрации; при содержании воды менее 23 мас.%, а дизельного топлива более 50 мас.% снижаются структурномеханические показатели (вязкость и СНС) эмульсии и возрастает фильтрация.
Из данньк, приведенных в табл.6, видно, что образование плотного осадка из гидратированных глинистых частиц начинается при содержании в исходном растворе более 10 мас.% глинрпорошка.
Результаты сравнительных испытаНИИ предлагаемого инвертного эмульсионного бурового раствора (по его граничным и средним значениям кон-. ; центраций компонентов) с известным со.ставом (прототипом) приведены в
табл. 7. Из данных табл. 7 следует, что после добавления до 20 мас.% не- гидратированного бентонитового глинопорошка и термостатирования в течение 2 ч при 120с и давлении . 60 МПа эмульсии 1-3 имеют практически неизменяющиеся значения показателя фильтрации и структурно-механические показатели (вязкость и СНС). Эмульсия 4 (известньй состав) разрушается уже при температуре выше 70 С и содержании глинопорошка более 15 вес.%.
Длч приготовления глинистого раствора на водной основе можно использовать любые глинопорошки, поскольку представленные исследования выполнены в экстремальных условиях с помощью одного из лучших бентонитов аскангеля, высокая дисперсность и коллоидальность которого являются одной из причин загущения в процессе преобразования глинистого раствора в обратную эмульсию (табл. 6). Во
избежание выпадения из эмульсии гидратированных глинистых частиц и формирования на их основе непрокачиваемой пасты содержание глинопорошка не ДОЛ7ХНО превышать 10 мас,.%.
0 В состав эмульсии наряду с необработанными глинистыми суспензиями могут входить и стабилизированные химреагентами глинистые растворы. Однако уже предварительные исследования показывают, что изменение свойства глинистого раствора на водной основе за счет введения химических добавок может быть использовано для регулирования параметров получаемой эмульсии - улучшения ее свойств (фильтрационные, реологических, диэлектрических и т.д.).
Таблица 1
Таблица 2
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ГИДРОФОБНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2238297C1 |
Комбинированный реагент-стабилизатор на основе таллового пека для обработки буровых растворов и способ его получения | 2015 |
|
RU2630460C2 |
Инвертный эмульсионный буровой раствор | 1982 |
|
SU1058993A1 |
ЭМУЛЬГАТОР-СТАБИЛИЗАТОР ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИНВЕРТНО-ЭМУЛЬСИОННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА НА ЕГО ОСНОВЕ | 2007 |
|
RU2336291C1 |
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО ЭМУЛЬСИОННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА МЕТОДОМ ИНВЕРСИИ ФАЗ ДЛЯ БУРЕНИЯ ПОЛОГИХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН | 2012 |
|
RU2490293C1 |
ЭМУЛЬГАТОР ИНВЕРТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО, В НЕФТЕДОБЫЧЕ | 2004 |
|
RU2269375C1 |
ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ | 2002 |
|
RU2211239C1 |
ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР | 2020 |
|
RU2757767C2 |
ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ РАСТВОР НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОГО МАСЛА ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ | 2013 |
|
RU2535723C1 |
Инвертный эмульсионный буровой раствор | 1980 |
|
SU907056A1 |
ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий воду Щ1И глинистый раствор на в.одной основе, дизельное топливо, эмульгатор и стабилизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости раствора до 120 С и его агрегативной устойчивости к загрязнению гидрофильными породами, раствор дополнительно содержит мелкодисперсньй мел, а в качестве эмульгатора содержит талловый пек, омыленный углекислым натрием, и в качестве стабилиза.тора - побочный продукт производства фитостерина при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глинистый раствор на водной основе или вода ;23-39 Талловый пек, омыленный углекислым натрием 10-12 Дизельное топливо 40-50 Побочный продукт производства фитостерина 1-3 Мелкодисперсный мел
Вода 32
Талловый пек 5
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 12
Вода 31
Талловьй пек 8
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 12
Вода 30
Талловый пек 10
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 12
Вода 29
Талловый пек 12
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 12
Вода 28
Талловый пек 15
Дизельное топливо
ППФ 2
250
О
О
Пленка
Пленка 0,4
1,0
0,8
То же 0,84 1,80 250
1,2
250
2,0
То же
Мел 12
,Вода 26
Талловый пек 20 Дизельное топливо
ШФ 2
Мел 12
пек 10 т;ош1иво 47
60
1,03
пек 10 топЛиво 47
75
1,03 пек 10
10
Продолжение табл. 2
1,42,
Пленка 2,08 3,0 250
Таблица 3
Пленка 0,20,3 250
То же 0,30,6 250
n
изельное топливо 47 ППФ 2
1,03 77 Мел 10 Вода 30
Талловый пек 10 Дизельное топливо 47 ППФ 3
1,03 lid Мел 10 Вода 29
Талловый пек 10 Дизельное топливо 47
ППФ 4
1,03 140 Мел 10
Вода 28
Талловый пек 10 Дизельное топливо 47 ППФ 5
1,03 189 Мел 10 Технологические Состав инвертной
Вода 30
t
Талловый пек 10
1134594
12
iПродолжение табл.3
0,8 1,6 250
0,8 0,88 250
О
0,5 Плёнка 0,88 0,96 250
3,0 0,98 1,2 250
Т ia б л и ц а 4 параметры эмульсии
Дизельное топливо ППФ 2
Мел 3
Вода 30
Тапловый пек 10
Дизельное топливо ППФ 2.
Мел 5 . Вода 30
Талловый пек 10 Дизельное топливо ППФ 2
Мел 8
Вода 30 Талловый пек 10
Дизельное топливо ППФ 2
Мел 10
Вода 30
Талловый пек 10
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 12
Вода 30
Талловый пек 10
О 250
Пленка О
Пленка 0,06 0,12 250
То же 0,4 0,8 250
0,8 1,6 250
0,84 1,80 250
.15
Состав инвертной эмульсин мас,%
Дизельное топливо 43
ППФ 2
85
Мел 151,05
Вода 20
Талловый пек 10
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 10
Вода 23
Талловый пек12
Дизельное топливо
ППФ 3
Мел 12
Вода 28
Талловый пек 10
Дизельное топливо
ППФ 2
Мел 10 .
Вода 33
16
1134594
Продолжение табл.А
0,12 0,52 250
О N250
Пленка О
То же 0,06 0,12 250
О
250
0,98 1 45 1,03
75
40
1,03
100
33
1,03
250
Пленка 0,8 1,6 250
То же 1,2 2,0
2,08 3,0 250
о ю м л
st
о
vO
«Ч О
О ем
м
О о ,
О
см
о
1Л
см л
sr
см
см
о.
vO
« н
2 5
m S
И
о
1Л .
ГЧ
/ч
со
«
см
о
о о
ОЧ
сч
м
о
о «о
vO
ci см
о см
о ю м л
о ю см л
см
- м 1М
§
8
о см
о «л
о а . ь U If
о
S
« о.
в д
3 ::
«м
S « ((U
«
c( о
Й
C
vC
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Патент ClM К 3002923, кл | |||
Телефонно-трансляционное устройство | 1921 |
|
SU252A1 |
Судно | 1925 |
|
SU1961A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Ильин Г.А | |||
и др | |||
Преобразование глинистого раствора в инвертную эмульсию | |||
Экспресс-информация ВНИИЭГазпром, сер | |||
Геология, бурение и разработка газовых месторождений, V 16 |
Авторы
Даты
1985-01-15—Публикация
1983-06-23—Подача