Эмульсионный буровой раствор Советский патент 1987 года по МПК C09K7/02 

f5

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к эмульсионным буровым растворам.

Цель изобретения - улучшение сна- 5 зывающих и противоизносных свойств эмульсионного бурового раствора (ЭБР) Раствор, содержащий нефтяную фазу, эмультал, глину и воду, в качестве нефтяной фазы содержит ловушные от- О ходы первичной переработки при следующем соотношении компонентов, нас,%:

Ловушные отходы переработки нефти А-5 Эмультал0,5-1,5

Глина2-3

ВодаОстальное

Ловушные отходы первичной переработки нефти являются отходом производства нефтеперерабатьшающих заводов .

Состав ловушных отходов первичной переработки нефти, мас.%: Нефтепродукты 60 Механические примеси5Вода Остальное Нефтепродукты, входящие в состав вторичного сырья (ловушные отходы первичной переработки нефти), представлены в основном полициклическими соединениями с дпинной цепью цик- лоалкановых колец и различными функциональными групйами, в том числе 35 гетероциклические соединения, содержащие ванадий, железо, молибден, хром, никель.

Состав вторичного сырья по сравнению с очищаемой нефтью отличается 40 более высокой концентрацией высококипящих углеводородов, мас.%:

12982362

Дидиклогексил2-5

Пенталан18-20

Гидриндан18-20

Декалин18-20

Хризен15-16

Флуорен15-16

Антрацен15-16

Гинден15Норборнан9-1

Бициклооктан9-1

Бициклононан9-1

Адамантан9-1

Холестан1-2 Метил-этил- диметил-, триметил-, тетраметилнафталины8-10

Пиколин30-33

Пиррол30-33

ГиндолЗО-нЗЗ

Карбазол30-33

Хинолин30-33 З-метилцикло- пентакарбоновая кислота5-8 Циклопентауксусная

кислота5-8 Порфирины, образующие комплексные соединения с металлами

(V,Ni,Mo,Cr,Fe)3-5

20

25

30

Смазочный эффект эмульсионн бурового раствора заключается разовании пленки на трущихся верхностях.

Сравнительные данные о проч пленки и коэффициенте трения р ных смазывающих добавок предс в табл.1.

Показатель

Примечакие. СМАД-1 - смазочная добавка, ВЖС - высокомолекулярные жирные -спирты.

Смазочный эффект эмульсионного бурового раствора заключается в образовании пленки на трущихся поверхностях.

Сравнительные данные о прочности пленки и коэффициенте трения различных смазывающих добавок представлены в табл.1.

Таблица 1

312982

Как видно из табл.1 ловушные от- ходы первичной переработки нефти имеют довольно высокую прочность смазочной пленки, что определяется присутствием полициклических соеди- г нений, и низкий коэффициент трения, который обусловлен карбоксильными гидроксильными, аминными группами,

В табл.2 приведены примеры приготовления эмульсионного бурового pacT-fO вора ЭБР в граничных и средних значениях ингредиентов.

Таблица 2

1,5 1,5 0,5 1,0 1,5

4,0 5,0 5,0 5,0 4,0

92,5 91 ,0 92,5 91,5 92,0

2,5 0,5 2,0 1,0

4,0 5,0

93,0 92,0

В табл.З представлены смазьдааю- 30 щие и противоизносные свойства эмульсионных буровых растворов.

Таблица 3

Как видно из табл.3, при введении в ЭБР ловушных отходов первичной переработки нефти в количестве 4-5 мас,% коэффициент трения снижается до 0,028-0,030, прочность смазочной пленки равна 16,8-17,8 МПа, по известному раствору она ниже и составляет 12,5-14,2. Увеличение количества ловушных отходов первичной переработки нефти в ЭБР вьше 5 мас.% не способствует уменьшению коэффициента трения и увеличению прочности смазочной пленки.

Исследование коэффициента трения и прочности смазочной пленки проводят на машине трения EP-Tester, которая позволяет наиболее полно сохранить ряд параметров трения. К этим параметрам относятся: контактное давление, характер движения, материалы пары трения, свойства промьшочнок жидкости.

Испытание проводят в течение 5- 10 мин при постоянной нагрузке, при этом определяют коэффициент трения и условную прочность смазочной пленки. Величина прижимающей нагрузки равна 50. Условную прочность смазочной пле ки определяют по следующей формуле:

SIR. 1-h

-P

- условная прочность смазочной пленки;

l,h - размеры образовавшегося следа.

Продолжение табл.3

Коэффициент трения определяют как отношение силы, потребляемой на вращение кольца к прижимающей силе.

f l&t F,p

ytaiJ) .

где Р„

TTDnt

5

0

5

0

5

С учетом постоянных величин f )

где F

ВР

t D п

-сила потребляемая на вращение кольца;

-прижимающая сила;

-напряжение сети; время;

1, ток испытания и холостого

вращения;

п - число оборотов, соответствующее току испытания. Образующаяся прочная пленка на буровом инструменте позволяет снизить износ оборудования, сопротивление трения колонны о стенку скважины и избежать коррозию труб.

Формула изобретения

Эмульсионный буровой раствор, содержащий нефтяную фазу, эмультал, глину и воду, отличающийс тем, что, с целью улучшения смазьтающихипротиво- износных свойств раствора, в качестве нефтяной фазы он содержит ло- вушные отходы первичной переработки нефти при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ловуганые отходыЭмультал0,5-1,5

первичной пере-Глина2-3

работки нефтиА-ЗВодаОстальное

Составитель В.Борискина Редактор Н.Рогулич Техред М.ХоданичКорректор С.Черни

Заказ 860/25Тираж 634Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород ул,Проектная,4

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и позволяет улучшить смазывающие и противоизносные свойства эмульсион- .ного бурового раствора. Раствор содержит нефтяную фазу, эмультал, глину и воду. В качестве нефтяной фазы используют ловушные отходы первичной переработки нефти (ЛОППН). Раствор имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: ЛОППН 4-5; змуль- тал 0,5-1,5; глина 2-3; вода - остальное. ЛОППН являются отходом производства нефтеперерабатывакяцих заводов. Они имеют высокую прочность смазочной пленки из-за присутствия полициклических соединений. ЛОППН имеют низкий козффициент трения, обусловленный карбоксильными, гидро- ксильными, аминными группами. Смазочный зффект раствора заключается в образовании пленки на трущихся поверхностях. Образующаяся прочная пленка на буровом инструменте позволяет снизить износ оборудования, сопротивление трению колонны о стенку скважины и избежать коррозии труб 3 табл. о Ф 1C со 00 1О СО О)