Смазочная композиция для глинистых буровых растворов на водной основе Советский патент 1992 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурение скважин, а именно к смазочным добавкам для буровых растворов, применяемым при промывке скважин, и может быть использовано в нефтегазовой и горно-рудной промышленности.

Известно применение в качестве смазочных добавок к буровым растворам нефти и графита.

Наиболее близкой к предлагаемой является смазочная композиция, представляющая собой смесь нефтепродукта (газового конденсата или дизельного топлива) и сажи.

Недостатком известной смазочной композиции является то, что ее добавка не обеспечивает снижение адгезионных напряжений и повышение противоизносных свойств буровых глинистых растворов, а также использование в ее составе дорогих и дефицитных нефтепродуктов (газового конденсата и дизельного топлива).

Цель изобретения является снижение адгезионных и повышение противоизносных свойств буровых растворов.

Смазочная композиция для буровых растворов содержит кубовый остаток газового конденсата, продукт отгона легких фракций углеводородов и смесь алкилароматических и парафиновых углеводородов Г КП-86 - кубовый остаток производства алки- ларилсульфонатов при следующем соотношении компонентов, ,;-зс.%:

Кубовый остаток газового

конденсата

Смесь алкилароматических

и парафиновых

углеводородов ГКМ-86

Кубовый остаток газового конденсата (КОГ К) представляет собой продукт отгона легких фракций углеводородов из Карачагз- накского газового конденсата и имеет следующие физико-механические свойства:

98,6-99,3

0.7-1,4

4

Ч

.N О

накского газоаого конденсата и имеет следующие физико-механические свойства:

Групповой углеводородный состав, мзс.%: л

ПарафМ|Ноаые Углеводороды6266

Нафтеновые углеводороды15-25

Ароматические углеводороды 17-31 Компонентный состав: Твердые парафины Сп+выше7-9

Маспа Сд+1651-53

в т,ч,

Сэ0,5-0,7

Сю5,0-7,0

Си7,0-9,0

С1213,0-15,0

Ci31,4-1,6

Ci46,5-8,5

Cis5,0-7,0

Cie3,6-5,6

Углеводороды Сз-Са38,5-40,5

- Асфальтены0/1-0,6

Смесь алкилароматических и парафиновых углеводородов (Г КП-86) представляет собой 35%-чый раствор диалкилнафталина Н --С-24-Сзо в кубовом остатке производства алкилзрилсульфонатов, это жидкость темно-коричневого цвета, плотностью при 20°С 1,44 г/см3 вязкостью при 20°С 3,0-4,0 мм2/с и с температурой застывания 35°С. Кубовый остаток имеет пределы выкипания 210- 350°С и следую дмй состав, мас.%: парафиновые 70-75; алкилароматическме углеводороды 35-30,

Алкилароматические угл еводороды, входящие в состав кубового остатка, представлены в основном алшлбензолами с числом углеводородных атомов в боковой цепи Сд-Сао при следующем массовом соотношении компонентов, %:

С9- 1,5-2,0

Сю9,5-20,0

Си17,5-22,0

Ci223,5-26,0

Си 18,5-20,0

См 15,5-17,0

C15-20 6,0-3,0

Установлено, что при совместном применении кубового остатка газового конденсата и смеси алкилароматических и парафиновых углеводородов в буровом растворе парафиновые составляющие компонентов, находящееся в растворенном и взвешенной состоянии, образуют вместе с масляными фракциями кубового остатка конденсата однородную (гомогенную) сис- тему, устойчивую при различных температурных и гидравлических режимах использования бурового раствора, снижающую адгезионные и повышающую противо- износные свойства бурового раствора.

Предлагаемую смазочную композицию получают простым смешением компонентов с последующим ее введением в глинистый раствор.

П р и м е р, В мерный стакан налили 197,2 г КОГ К и 2,0 г присадки Г КП-86 и перемешивали лабораторной мешалкой до

0 полного растворения компонентов, В другой стакан налили 490 мл глинистого раствора 1 и 10 ил приготовленной СК и лабораторной мешалкой перемешивали в течение 1,0-1,5ч, после чего замеряли смазочные и претивоиз-

5 носные свойства обработанного глинистого раствора.

Последовательность приготовления СК и обработки глинистых растворов аналогична вышеприведенной и отличается лишь ко0 личественным содержанием компонентов СК и рецептурой обрабатываемых глинистых раслгроров,

В таблице приведены две рецептуры глинистых растворов и их технологические

5 параметры.

Для приготовления раствора был использован бентонит модифицированный монтмориллонитового типа, раствора 2 - глинопорошок Курганакского завода и бен0 тонит модифицированный монтмориллони- товоготипа.

Замер технологических параметров буровых растворов производили в соответствии о РД 39-2-645-85.

5 Адгезионные напряжения сдвига определяют с помощью прибора СНС-2, в котором внутренний стакан выполнен гладким (для одного опыта из стали, для другого опыта из дюралюминия)через 1 и 10 мин нзхож0 дения исследуемого глинистого раствора в состоянии покоя. Протизоизносные свойства глинистого раствора определяют с помощью машины трения МН-1. Величину износа стальных образцов определяют

5 взвешиванием с точностью до 0,01 г до и после опыта, проводившегося в течение 20 иин при нагрузке 80 кг.

Из таблицы видно, что оптимальным является следующее содержание компонен0 тов СК, мас.%:

КОГ К 98,6-99,3

Г КП-860,7-1,4

В опытах 5-8 при добавке 2 об,% СК с указанным компонентным составом глини5 стые растворы имеют лучшие смазочные и противоизносные свойства. Например, в опытах 5 и 6 в сравнении с глинистыми растворами, обработанными известной СК, достигнуто снижение адгезионных напряжений сдвига на поверхности стального цилиндра с

Ai/io 1,90/2,80 Па и на поверхности дюралюминиевого цилиндра с Ai/io 1,72/3,00 Па до 0,03 г.

Содержание в составе предлагаемой СК присадки Г КП-86 мензе 0,7 мае % и КОГ К более 99,3 мас.% (опыты 11 и 12) не дает улучшения адгезионных и противоизносных свойств глинистых растворов. При содержании в составе СК присадки Г КП-86 более 1,4 мас.% и КОГ К менее 98,6 мас,% (опыты 15 и 16) не з метно улучшение смазочных и противоизносных свойств глинистых растворов против достигнутого, поэтому верхний предел содержания присадки Г КП 86 принимается равным 1,4 мас.%.

Применение предлагаемой смазочной композиции осуществляется постоянной ее дозировкой в объеме глинистого раствора, например вводом СК тонкой струей во время циркуляции глинистого раствора.

Применение смазочной ком позиции позволяет снизить адгезионные напряжения сдвига и противоизиосные свойства бу- POBOIO раствора, что уменьшает гидравлические сопротивления в циркуля- ционной системе, опасность прилипания и износ бурильных труб.

Кроме того, предлагаемая СК имеет вязкостную и температурную характеристики, обеспечивающие ее хранение и транспортировку в холодное время года, а использование кубового остатка пгзового конденсата делает ее по сравнению с нефтью дешевой и недефицитной.

Формула изобретения Смазочная композиция для глинистых буровых растворов на водной основе, включающая нефтепродукт и лиофильный компонент, отличающаяся тем, что, с целью снижения адгезионных и повышения противоизносных свойств буровых растворов, она в качестве нефтепродукта содержит кубовый остаток газового конденсата - продукт отгона легких фракций углеводородов, а в качестве лиофильного компонента - смесь алкилароматических и парафиновых углеводородов ГКП-86 - кубовый остаток произврд- ства алкиларилсульфанатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кубовый остаток

газового конденсата98,6-99,3;

смесь алкилароматических и парафиновых углеводородов ГКП-860,7-1,4.

Использование: бурение скважин, а именно смазочные добавки для буровых растворов, применяемых при промывке скважин, и может быть использовано в нефтегазовой и горнорудной промышленности. Сущность: смазочная композиция для глинистых буровых растворов содержит. мас.% : кубовый остаток газового конденсата 98,6-99 3 и смесь алкилароматических и парафиновых углеводородов ГРП-86 0,7- 1,4. 1 табл.

Д елъмое топли-Сама-50

во-50

.

Газовый конден-Сана- О

сат-60

-..

Известная композита 1+21,952,81)1,653,10

+2 1+2

г+

7,02 1,90

,дЬ

2,58 2,80

2,95

1,75 1,7

1,78

3,12 3,00

3,10

Предлагаемая композиция

60,1059,85 0,25

02 90

дЬ

2,58 2,80

2,95

1,75 1,7

1,78

3,12 3,00

3,10

60,И 60,07

60,01

59,81 49,90

0,30 0,17

59,78 0,23