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

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к буро- вым растворам на водной основе, применяемым в качестве промывочного агента при бурении нефтяных и газовых скважин.

Для повышения показателей работы долот и скоростей бурения буровые растворы обрабатываются различными смазочными добавками, в качестве таковых применяются окисленный петролатум (СМАД-1), гудрон соапстока, а также нефтешлам.

Указанные смазочные добавки имеют нефтяную основу, вследствие чего их запрещается использовать при бурении разведочных скважин, так как они искажают показания газового каротажа. Кроме того, эти добавки пожароопасны, загрязняют окружающую среду, расход их высок

В качестве смазочной добавки предложен продукт, содержащий биолипидный экстракт или фосфатидную фракцию в смеси с природными жирными кислотами и эмульгатором (ПАВ), в количестве до 10%.

Недостатками ее являются способность к вспениванию бурового раствора и низкие смазочные свойства в присутствии полиминеральной агрессии.

В качестве смазочной присадки используют фракционно перегнанное талловое масло, содержащее, мас.%: жирные кислоты и жирные масла 10-15; смоляная кислота 50-18 и неомыляемые и нейтральные вещества 10-15,

Недостатками этого раствора являются: низкие смазочные свойства в условиях полиминеральной агрессии, способность к вспениванию раствора при , низкая антикоррозионная способность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является реагент для обработки глинистых буровых растворов

Недостатками известного раствора являются относительно невысокие смазочные и противоизносные свойства, особенно в условиях сероводородной агрессии, большой расход реагента в растворе.

Целью изобретения является повышение эффективности добавки за счет улучше«ш

ю

ю о

«СХзА

ния смазочных и противоизносных свойств в условиях сероводородной агрессии при одновременном снижении коррозионного воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая смазочная добавка для буровых растворов, содержащая смазочную добавку - флотореагент-оксаль, дополнительно содержит в качестве добавки продукт конденсации монозтаноламина и сырых талловых масел в смеси с керосином и моиоэтаноламином при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт конденсации монозтзноламина и сырых талловых масел 10-30; керосин 5-10; моно- зтанолгмин 1,0-1,5; флотореагент-оксаль - остальное.

В качестве жирных карбоновых кислот используются сырые таллопые масла следующего качества:

кислотное число, мг КОН

на 1 г масла не менее96

массовая доля неомыляемых веществ, % не более25

массовая доля омыляемых кислот, % не более12

массовая доля воды, % не более 2

Получение продукта конденсации монозтаноламина и сырых талловых масел идет в одну стадию при 80-90°С при постоянном перемешивании в течение 3 ч.

В качестве второго компонента используется керосин осветительный.

В качестве третьего компонента используется флотореагент-оксаль со следующей характеристикой:

Внешний видПрозрачная,

нерасслаивающаяся жидкость от желтой до коричневого цвета

Эфирные число, мг КОН/г 0.5-4,0

Массовая доля гидроксильных групп, %23-26

Температура вспышки

s открытом тигле, °С

не менее.90

Плотность, r/cwj Растворимость 1 ч. в

50 Ч, ВОДЬ

1,05-1,08

Полная, допускается опалесценция и слабая муть

Флотореагент-оксаль (Т-80) известен в качестве смазочной и противоизносной добавки к буровым растворам, моноэтанола- мин - а качестве стабилизатора.

Смазочная добавка используется для повышения смазочных и противоизносных

свойств буровых растворов на водной основе, особенно в условиях сероводородной агрессии. Приготавливается смазочная добавка путем перемешивания компонен5 тов смазки при 80°С в течение 2 ч. Температура застывания смазочной добавки-минус 30°С, температура вспышки в закрытом тигле - не ниже 45°С, В рабочем диапазоне температур представляет собой легкопод0 вижную жидкость от светло-коричневого цвета до темно-коричневого цвета с легким специфическим запахом,

Буровой раствор обрабатывают смазочной добавкой или на глинозаводе, или не5 посредственно на буровой, вводя смазочную добавку в циркулирующий буровой раствор тонкой струйкой в течение 3-х циклов циркуляции в концентрации 0,5- 1,5% мас.%.

0 П р и м е р. В лабораторных условиях производят обработку буровых растворов на водной основе предлагаемой смазочной добзоко / в сравнении сизвестной.

В качестве бурового раствора использу5 ют глинистый раствор, состоящий,%: глина 20 бентонит 3; кальцинированная сода 0.2; карбоксиметилцеллюлоза 0,3; вода - остальное (примеры 1-25, табл.1). При этом раствор имеет следующие параметры: р

0 1.18 г/см3, УВ - 23 с, Ф 8,5 мин, рН 7, CHCi 5,182 дПа, СНСю-5,864 ДПа, смазочная способность ,9 А. протмвоиз- носные свойства S 19,28 мм , скорость коррозии V 0,328 г/Јм2- ч).

5 В примерах 1-15 табл.2 используют аналогичный буровой раствор, насыщенный сероводородом в концентрации 10 об.%.

В примерах 1-15 табл.3 используют минерализованный буровой раствор, состоя0 щий, %: куганакский глинопорошок 20; бентонит 3; кальцинированная сода 0,2 - 0,4; карбоксиметилцеллюлоза 1,5; NaCI 20; CaCi2 0,5; вода - остальное.

Смазочную добавку в указанных в таб5 лиц. 1-3 соотношениях добавляют в глинистый буровой раствор и осуществляют перемешивание лабораторной мешалкой в течение 20 мин.

Оценку смазочных и противоизносных

0 свойств бурового раствора производят с помощью прибора Тимкена, в котором коэффициент трения пропорционален величине силы тока. Чем меньше сила тока, тем лучше смазочные свойства промывочной жидко55 сти.

Оценку противоизносных свойств раствора производят по величине площади пятна износа, образуемого на грани стальной призмы, в результате его контакта с враща- ющимсл кольцом. Площадь износа определяют с помощью микроскопа, имеющего окуляр с делительной линейкой.

Защитную способность определяют по известной методике путем сравнения веса контрольных пластинок из стали бурильных труб после их контакта с составами промывочных жидкостей, обработанных предлагаемой смазочной добавкой и известным реагентом, Время контакта во всех опытах составляет 72 ч, скорость перемешивания 400 об/мин, температура среды 22°С.

В табл. 1-3 приведены результаты замеров технологических параметров, смазочных, противоизносных и защитных свойств буровых растворов.

Как следует табл. 1-3, применение предлагаемой смазочной добавки в диапазоне концентраций 0,5-1,5% (по массе) обеспечивает достижение лучших смазочных, противоизносных и защитных свойств особенно для растворов, насыщенных сероводородом. Обработка бурового раствора смазочной добавкой в концентрации ниже 0,5% ухудшает смазочные свойства раствора, а при концентрациях, больших 1,5%, смазочные свойства изменяются незначительно, приводя лишь к перерасходу реагента и увеличению затрат на обработку раствора.

Таким образом, использование смазоч- ной добавки для буровых растворов на водной основе улучшает смазочные свойства бурового раствора на 15-24%, противоиз- носные- на 35-45%, при этом скорость коррозии снижается на 45-55%.

Предлагаемая смазочная добавка для буровых растворов на водной основе не ухудшает общетехнологические параметры буровых растворов, имеет низкую температуру застывания, высокую стойкость к полиминеральной и сероводородной агрессии, не искажает показания газового каротажа.

Формула изобретения Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе, включающая флото- реагент-оксаль и углеводородную присадку, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности добавки за счет улучшения смазочных и противоизносных свойств в условиях сероводородной агрессии при одновременном снижении коррози- онного воздействия, она в качестве углеводородной присадки содержит продукт конденсации моноэтанолам инэ и сырых тэлловых масел в смеси с керосином и моноэтаноламином при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: продукт конденсации моноэтаноламина и сырых талловых масел 10-30; керосин 5-10: моно- этаноламин 1,0-1,5; флотореагент-оксаль - остальное.

Таблица

Таблица 3

Сущность изобретения; с целью повышения эффективности добавки в условиях серводородной агрессии добавка включает, мас.%: продукт конденсации моноэтанола- мина и сырых талловых масел 10-30; керосин 5-10; моноэтаноламин 1,0-1,5; флотореагент-оксаль - остальное. Добавку готовят перемешиванием компонентов при 80°С в течение 2 ч и вводят в буровой раствор в количестве 0,5 - 1,5 мае. объема раствора. 3 табл.