Смазочная композиция для обработки глинистых буровых растворов Советский патент 1992 года по МПК C09K7/02 

г

(Л

Сущность изобретения: в состав входит смазочное мыло на основв . рыб- ной жиромассы ,1 масД и модифицированный аэросил МАС-200МБ 1,9 2,5 мас.%. При этом повышаются смазочные свойства гяинистых буровых растворов и одновременно улучшается фильтрация. 1 табл„

Изобретение относится к- нефтяной промышленности и предназначено для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известна смазочная композиция для буровых растворов, содержащая продукты омыления соапстоков растительного масла. Введение композиции в состав буровых растворов способствует повышению антифрикционных свойств JTJ,

Недостатком композиции является значительная величина показателя фильтрации (водоотдача) бурового раствора, приготовленного на ее основе.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является смазочная добавка к глинистым буровым растворам, содержащая смазочное вещество и добавку. Известный состав малотоксичен, улучшает смазочные свойства бурового раствора сравнительно с нефтью и обладает более высокой стабильностью в буровом растворе 2.

Однако известный состав недостаточно повышает смазочную способность бурового раствора и не исключает возможности пенообразования в буровом растворе при интенсивном механическом диспергировании, что сказывается на процессе формирования глинистой корки, адсорбции смазки на глинистых частицах и эффективности снижения коэффициента трения на границе металл-глинистая фильтрационная корка.

Кроме того, недостатком известного состава является низкая техноло- гичность приготовления и применения известного смазочного состава вуслови- ях буровой, особенно в зимний период, из-за необходимости разогрева исходных компонентов, омыления едкой щелочью, что сдерживает практическое использование смазочного состава в практике бурения.

J

оо

оо

00

; ;.i:/)Q ТГ АП i

цельК} кзобретенйя ягаляет ся повышение смазочной способности при одновременном улучшении показателя фильтрации бурового раствора.5

Поставленная цель достигается тем, что в композиции для обработки глинистых буровых растворов, содержащих смазочное вещество и добавку, в качестве смазочного вещества она содержит мы- to ло смазочное на основе рыбной жиромас- сы, а в качестве добавки - модифицированный аэросил МАС-200 МБ, взятых при следующем соотношении компонентов, масД:

Смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 97,,1 МАС-200 МБ1,9-2,5

Предлагаемый состав композиции отличается от известного введением новых компонентов, а именно: смазочного мыла на основе рыбной жиромассы и мо дифициройанного аэросила марки

П р и м е р 1. Введение 100 масД смазочного м ыла в буровой раствор при- водит к снижению коэффициента трения

МАС-200 МБ.

Модифицированный аэросил-известный 25 глини.стой фильтрационной корки по

сравнению с известным составом, но не оказывает влияния на остальные параметры бурового раствора.

П р и м е р 2. Готовят композицию состава, масД: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 97,1 модифицированный аэросил МАС-200 МБ 2,9. Данная композиция обеспечивает снижение показателя фильтрации до 1,0 см3/ /30 мин, в то время как для иэвестпродукт, однако его применение в сочетании с другими компонентами не обеспечивает такие свойства, которые он .Проявляет в сочетании со смазочным мылом в предлагаемом техническом решении, а именно значительное повышение смазочной способности при одновременном улучшении показателя фильтрации бурового раствора и снижения коркооб- разования. Г Смазочное мыло на основе рыбной жиромассы характеризуется следующими физико-химическими свойствами с

Консистенция Пастообразная ЦветОт светло-желтого до коричневого

30

35 ных композиций он равен 19,0 и 15,5. Толщина фильтрационной корки снижается в 2 раза. Одновременно снижается коэффициент трения за 15 мин до 0,37 по сравнению с известными композиция40

ми, где он соответственно равен 0,66 и 0,56.

рН - 1%-ного

водного раствора 7 - 10

Число омыления,

мг КОН/г120 - 170

Кислотное число,

мг КЮН/г, не более 150

Влажность, %, не

более3 О

Модифицированный аэросил МАС-200 Mb представляет собой высокодисперсный пирогенный гидрофобизированный кремнезем, который сохраняет сыпучесть при температуре от () до 50°С и имеет плотность 2,2 г/см3.

Смесь готовят следующим образом. В металлический стакан емкостью 300 м (Помещают 97,8 г смазочного мыла на

1738820

основе рыбной жиромассы, подогревают на водяной бане до 80°С при непрерывном перемешивании с помощью механической мешалки Тур LR-40 производства ГДР или другого типа в течение 30 мин. Затем добавляют 2,2 г модифицированного аэрроила МАС-200 МБ и продолжают перемешивать в течение 30 мин.

Полученную однородную (без комков) массу охлаждают до комнатной температуры и подвергают испытаниям.

Для оценки эффективности предлагаемой смазочной композиции в лабораторных условиях проведены предварительные испытания. Исследуют влияние соотношения исходных компонентов: смазочного мыла на основе рыбожиромассы; МАС-200 МБ на показатель фильтрации 0 (водоотдачи); коэффициент трения и коркообразование.

П р и м е р 1. Введение 100 масД смазочного м ыла в буровой раствор при- водит к снижению коэффициента трения

5

30

П р и м е р 2. Готовят композицию состава, масД: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 97,1 модифицированный аэросил МАС-200 МБ 2,9. Данная композиция обеспечивает снижение показателя фильтрации до 1,0 см3/ /30 мин, в то время как для иэвест5 ных композиций он равен 19,0 и 15,5. Толщина фильтрационной корки снижается в 2 раза. Одновременно снижается коэффициент трения за 15 мин до 0,37 по сравнению с известными композиция0

5

0

5

ми, где он соответственно равен 0,66 и 0,56.

П р и м е р 3. Готовят композицию состава, мас.%: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 97,5; модифицированный аэросил МАС-200 МБ 2,5. Добавка этой композиции обеспечивает снижение показателя Фильтрации бурового раствора до 13,2 мин в сравнении с известными композициями, где показатель фильтрации соответственно равен 19 и 15;5.Толщина фильтрационной корки снижается в два раза, а коэффициент трения за 15 мин -.до 0,35.

П р и м е р k. Готовят композицию состава, мас.%: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 97,8; модифицированный аэросил МАС-200 МБ 2,2. Введение данной композиции в буровой глинистый раствор обеспечивает снижение фильтрации до 12,5. Коэффициент трения за 15 мин снижается до 0,33, а толщи- е на фильтрационной корки - в 2 раза.

Данная композиция обеспечивает ми- римальные значения фильтрационных корок, показателя фильтрации (водоотдачи) и коэффициента-трения глинистой 10 корки бурового раствора.

П р и м е р 5. Готовят композицию состава, мас.%: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 98,1; модифицированный аэросил МАС-200 МБ 1,9. 15

Введение данной композиции обеспечивает минимальные значения показателя фильтрации (водоотдачи), коэффициента трения и коркообразования0

П р и м е р 6. Готовят композицию 20 состава, мае.: смазочное мыло на основе рыбной жиромассы 98,5; модифицированный аэросил МАС-200 МБ 1,5 Увеличение концентрации компонентов указанного состава не приводит к даль- 25 нейшему снижению адгезии фильтрационных корок, в те время как реологические параметры бурового раствора (условная вязкость и статическое напряпозиции. Стакан ставят на мешалку В ронеж и перемешивают в течение 1 ч. После приготовления бурового глинисто го раствора замеряют общепринятые па раметры с помощью стандартных измери тельных приборов: плотность, условную вязкость, статическое напряжение сдви га, показатель фильтрации (Ф), показа тель содержания водородных ионов, тол щину глинистой фильтрационной корки (К). Для оценки смазочной способности бурового раствора используют модифицированный прибор ФСК-2 и замеряют ко эффициент трения (Ктп) за время контакта корки с цилиндром прибора, равное: 0,1; 5; 10 и 15 мин.

Предлагаемая композиция обеспечива ет снижение толщины фильтрационной корки, показателя фильтрации (водоотдачи) и коэффициента трения буровых растворов в сравнении с известным составом. Производственные испытания смазочной композиции проводят при бурении скважин. Испытания показали, что применение смазочного материала предлагаемой композиции позволяет пре дотвратить опасность затяжек и прихва тов бурильного инструмента при бурежение сдвига) возрастают. Поэтому уве- 30 НИИ1 что ведет к увеличению техникоэкономических показателей бурения. Формула изобретений

личение концентрации компонентов смазочных композиций нецелесообразно.

Сравнительные характеристики - свойств бурового раствора, обработанного смазочными композициями, приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемая композиция по сравнению с известными обеспечивает более низкие адгезионные свойства фильтрационных корок, снижение величины коэффициента трения глинистой корки и показатель фильтрации бурового раствора, что позволит увеличить скорость проходки, сократить число аварий, связанных с прихватом бурильного инструмента. Наиболее оптимальными из исследованных композиций являются составы k и 5.

Глинистый буровой раствор готовят следующим образом. В металлический стакан добавляют расчетное количество воды и глинопорошка к полученной композиции. Стакан ставят на мешалку Во- ронеж и перемешивают в течение 1 ч. После приготовления бурового глинистого раствора замеряют общепринятые параметры с помощью стандартных измерительных приборов: плотность, условную вязкость, статическое напряжение сдвига, показатель фильтрации (Ф), показатель содержания водородных ионов, толщину глинистой фильтрационной корки (К). Для оценки смазочной способности бурового раствора используют модифицированный прибор ФСК-2 и замеряют коэффициент трения (Ктп) за время контакта корки с цилиндром прибора, равное: 0,1; 5; 10 и 15 мин.

Предлагаемая композиция обеспечивает снижение толщины фильтрационной корки, показателя фильтрации (водоотдачи) и коэффициента трения буровых растворов в сравнении с известным составом. Производственные испытания смазочной композиции проводят при бурении скважин. Испытания показали, что применение смазочного материала предлагаемой композиции позволяет предотвратить опасность затяжек и прихватов бурильного инструмента при буреНИИ1 что ведет к увеличению технико

экономических показателей бурения. Формула изобретений

Смазочная композиция для обработки глинистых буровых растворов, содержащая смазочное вещество и добавку, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения смазочной способности при одновременном улучшении показателя фильтрации бурового раствора, в качестве смазочного вещества содержит смазочное мыло на основе рыбной жировой массы, а в качестве добавки - модифицированный аэросил МАС-200 МБ при следующем соотношении компонентов, масД:

Смазочное мыло на

основе рыбной жиро- 9/,,1

массы

Модифицированный

аэросил

МАС-200 МБ1,9-2,5