Смазочная добавка к буровым глинистым растворам Советский патент 1985 года по МПК C09K7/02 

1 Изобретение относится к бурению скважин,, а именно к смазочным добав кам к буровым растворам, применяемым при промывке скважин, и может быть использовано в нефтяной, газовой и горнорудной промьшшенности. Известно применение смеси гудронов в качестве смазочной добавки к буровым растворам tl3. Недостатком смеси гудронов является их низкая способность уменьшать гидравлические сопро- тивления при циркуляции ,,бурового раствора. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является буровой растбор, содержащий в качес ве смазочной добавки нефть или СМАД 2. Однако применение в качеостве сма ки нефти малоэффективно, пожароопас характеризуется повьшенным износом резиновых частей бурового оборудования и загрязняет окружающую среду Добавка СМАД требует для его приготовления дефицитного дизельного топлива и не обеспечивает эффективной смазочной способности в щелочны буровых растворах с водородным показателем более девяти. . Целью изобретения является повышение смазочных характеристик бурового раствора, экономия энергетического и химического сырья, снижение пожароопасности, увеличение сроков работы резиновых частей бурового оборудования, а также уменьшение загрязнения окружающей среды. Поставленная цель достигается пр менением в качестве смазочной добав ки к буровым глинистым растворам гидролизата мокрых отходов волокна нитрон, содержащих 2-6% роданисто го натрия. Мокрые отходы волокна нитрон представляют собой сополимер нитрил акриловой кислоты с метилакрилатом и итаконатом натрия с содержанием роданистого натрия в количестве 2-6% Они применяются в качестве реагента-стабилизатора глинистых буровых pacTBOt OB под названием реагент НР Реагент HP готовят щелочным гидролизом отходов при соотношении, %: отходы 20; едкий натрий 4; вода 76. Например, в 1 л воды растворяют 40 едкого натрия и вводят 200 г отходов. Смесь кипятят в течение 1,5-2 ч Готовый полимерный реагент представ 02 ляет собой однородную жидкость. Расход HP для стабилизации глинистого раствора составляет 0,1-0,5 вес.% от объема раствора. Свойства предлагаемой граничной смазки обусловлены физико-химическими свойствами молекул гидролизованного сополимера нитрилакриловой кислоты с метилакрилатом и итаконатом натрия, образующих адсорбционные полимолекулярные слои, уменьшающие опасность прихватов, абразивный износ бурильной колонны, улучшающих разрушение породы долотом, очистку его рабочих поверхностей и.смазку опор. Применение реагента РН в новом качестве - смазочной добавки возможно благодаря увеличению смазочных и адгезионных свойств бурового раствора с ростом концентрации предлагаемого реагента при сохранении прочих положительных характеристик, а именно: сокращения осложнений при разбуривании неустойичвых глинистых отложений, увеличения скорости бурения и снижения стоимости бурения в целом. Приготовление смазочной добавки на буровой осуществляется по технологии приготовления реагента-стабилизатора HP с использованием обычного емкостного оборудования. Смазочные и адгезивные свойства буровых растворов оцениваются в лабораторных условиях по прочности смазочной пленки на четырехшариковой машине трения н по усилию отрыва металлического элемента от фильтрационной корки - по известным методикам. На лабораторных мешалках со скоростью перемешивания 1000 об/мин (ГОТОВЯТ 5-8%-ные суспензии бентонитового глинопорошка в течение 30 мин. В них добавляют гидролизат тройного сополимера, представляющий собой вязкую жидкость с плотностью 1,031,06 Г/СМ. Суспензию перемешивают в течение 30 мин и затем замеряют смазочные и адгезионные свойства. Результаты исследований приводятся в таблице. Как следует из таблицы, добавки гидролизата в количествах до 0,4% к объему суспензии (в пересчете на сухое вещество) обеспечипают смазочные и адгезионные свойства исследуемых растворов, близкие к показателям известных буровых растворов. При увеличении концентрадаи от 0,50 до 2,00%,наблюдается рост прочности смазочной пленки и уменьшение адгезии фильтрационной корки. Дальнейшее увел чение количеств 1 гидролизата тройно сополимера незначительно изменяет исследуемые показатели и поэтому нецелесообразно добавлять его свыше 2, Таким образом, наибольший эффект от применения предлагаемой добавки получен в пределах концентраций 0,5-2,0%. 104 Использование предлагаемой добавки к буровойу раствору обеспечивает по сравнению с извёсткой увеличение смазочных свойств, уменьшение опасности прихватов, а также создает возможность исключения употреб хенйя caMoit распространенной в настоящее время смазочной и противоприхнатной добавки - сырой нефти или дизельного топлива, являющихся важным знергетическим и химическим сырьем, что также позволит снизить уровень пожароопасности. Предлагаемая смазочная добавка испытана при бурении скважин в Западной Сибири.

Применение гидролизата мокрых отходов волокна нитрон, содержащих 2-6% роданистого натрия, в качестве смазочной добавки к буровым глинистым растворам. ;s

Известный 1.Глина IО Ре(ОН)з 3 КС 5 КССБ 3 КМЦ 2 Вода 73 2.Глина 10 Fe(OH)j 5 КС1 3 КССВ 15 15-35 Вода 62 lIpeдлaгae aaй

Вода 95

0,350 1305 125,0

30 0,3101686 0,318180680,0

Продолжение таблицьт