Буровой раствор Советский патент 1979 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при приготов Ленин буровых растворов. Известны буровые растворы, стабилизированные различными поверхностно-активными веществами и инертными мелкодисперсными твердыми наполнителями ID . Недостатком указанных растворов является резкое падение их стабильности при изменении температурных условий, концентрации водной , солевой агрессии и т.п. Известен также буровой раствор, содержащий мел, бентонитовый порошо нефтепродукты, воду, поверхностноактивные вещества и стабилизаторы. В этом растворе функции стабилизато ра выполняют поверхностно-активные вещества (ПАВ) и бентонитовый глинопорошок 2. Однако если буровой раствор пред ставляет собой эмульсий второго рода, то при повышенном содержании глинопорошка, обладающего гидрофиль ной поверхностью, происходит пониже ние стабильности системы. Это свойст ,во гидрофильных твердых стабилизато ров. особенно наглядно проявляется при повышенных температурах, а также при совместном воздействии высокой температуры, повышенном содержании воды и солевой агрессии. Происходит это вследствие того, что гидрофильные твердые стабилизаторы создают бронирующие слои со стороны водной фазы. В прямых эмульсиях такой слой располагается с внешней стороны глобулы воды, а для обратных - с внутренней. Естественно, что, располагаясь внутри глобулы, твердый наполнитель не мо- . .жет обеспечить надежную стабилизацию (бронирование) системы. Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет увеличения его .термосолестойкости до .: Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор в качестве наполнителя содержит модифицированный аэросил и/или белую сажу при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Водная фаза. 12,0-72,0 Эмульгатор-стабилизатор или поверхностно-активное .вещество 0,5-5,0. Модифицированные аэросил или белая сажа 0,1-5,0 Углеводородная фаза Остальное. Причем аэросил модифицирован групрами - ОН; -ОС4Н9; - OCCHj) СООН и/или -CHj, -СН - CHjг а белая сажадиметилдихлорсиланом. Введение в гидрофобно-эмульсионный раствор аэросила или белой сажи с гидрофобной поверхностью обеспечивает с внешней стороны глобулы создание прочного бронирующего слоя., препятствующего коалесценции глобул и, в конечном счёте, расслоению эмульсии. Буровой раствор готовится следующим образом. В углеводородной фазе (дизельное топливо, нефть и др.) растворяют ПАВ и жидкий эмульгатор-стабилизатор, затем при интенсивном перемешивании вводится расчетное количество водной фазы. После стабилизации системы в этот же раствор при перемешивании вводится модифицированные аэросил или белая сажа или их смесь. 20 Буровой раствор предлагаемого состава обладает высокой стабильностью как при повьЕиенном содержании воды, так и при солевом и термическом возДействии. Исследованиями установлено,25 что такие системы хорошо утяжеляются и менее восприимчивы к вредному влиянию выбуренной породы (шлама). Гидро.фильные твердые частицы шлама надежно ограждаются от проникновения к гло- 30 булам воды твердой наружной оболочкой из модифицированных аэросила или белой сажи или их смеси, что способствует надежной стабилизации системы. Ниже приведены примеры составов 35 (вес.%) различных буровых растворов. Пример 1. Насыщенный раствор хлористого натрия 69,9 Эмультал (ПАВ - ста билизатор-змульгатор) 5,0 Аэросил, имеющий на поверхности группы -СН. 0,1 Дизельное топливо Остальное. Параметры раствора: удельный вес 0,98 вязкость 41 с, электро- 5 стабильность 140 В, фильтрация 5 см за 30 мин, статическое напряжение сдвига ( ) за 1 мин 6 мг/см, за 10 мин 9 мг/см, сохраняет ст бильность при нагревании до 120°С, 50 утяжелении баритом до удельного веса 1,8 г/см и зашламлении бентонитовьви глинопорошком до 30%. П р и м е р 2. Пресная вода40,0 55 Омыленные каустической содой гудроны соапстока чернохлопкового масла и технического жира (стабилизатор- Q эмульгатор) , 2,0 Белая сажа, модифицированная диметилдихлорсиланом0,1 НефтьОстальное. 65 0,9 180 СНС сох нии уде нии 30 0, ст за ра до но бе 0, ст за со нии уде нии 30 0, ст за со ни уд ни 40 Параметры раствора: удельный вес 0 г/см, электростабильность В, фильтрация О см- за 30 мин, о 3G/58 мг/см, вязкость 100 с, раняет стабильность при нагревадо 150°С, утяжелении баритом до льного веса 1,6 г/см и зашламлебентонитовым глинопорошком до . П р и м е -р 3. Насыщенный раствор хлористого натрия 57,5 Алкилбенз илдимет иламмоний хлорид (АБДМ) 5,0 Аэросил, имеющий на поверхности группы - 2,5 Дизельное топливо Остальное, Параметры раствора: .удельный вес э г/см, вязкость 15 с, электробильность 180 В, фильтрация 3 см 30 мин, ChC(o 25/30 мг/см, сохяет стабильность при нагревании , утяжелении баритом до удель о веса 2,0 г/см и зашламлении тонитовым глинопорошком до 40%. Пример 4. Насыщенный раствор гидроокиси кальция11,4 Гудрон соапстока чернохлопкового масла и технического жира .1,5 Аэросил, имеющий на поверхности группы - CHj и -СН СИ 2 5%-ный раствор высокоокисленного битума S дизельном топливеОстальное, Параметры раствора: удельный вес 6 г/см, вязкость 110 с, электро-. бильность 200 В, фильтрация 1,5см 30 мин, СНС,о - 15/25 мг/см, раняет стабильность при нагревадо 1бО°С, утяжелении баритом до льного веса 1,6 г/см и зашламлебентонитовым глинопорошком до . Пример 5. Насыщенный раствор хлористого натрия60 Соли жирных кислот (C.f5 Сао) и моноэтаноламина (стабилизатор-эмульгатор)4 Белая сажа, модифицированная диметил . дихлорсиланом 5 Дизельное топливо Остальное. Параметры раствора: удельный вес 95 г/смЗ, вязкость 19 с, электроабильность 160 В, фильтрация 2 см 30 мин, 15/18 мг/см, раняет стабильность при нагревадо 200°С, утяжелении баритом до льного веса 1,8 г/см и зашламлебентонитовым глинопорошком до . Как видно из приведенных примеров введение аэросила или белой сажи с модифицированной поверхностью позволяет получить высокостабильные буровые растворы на углеводородной эмуль мин И-го рода. При этом содержание водной фазы может достигать 72%, а ее минерализация представлена солями хлористого натрия и кальция. Термостойкость таких систем буровых растворов достигает 200°С, что позволяет использовать их при бурений глубоких высокотемпературных скважин, в отличие от известных растворов такого типа, имеющих термостойкость не боле юос. Формула изобретения 1. Буровой раствор, содержащий водную фазу, наполнитель, эмульгатор стабилизатор или поверхностно-активное вещество и углеводородную фазу, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет увеличения его термосолестойкости до , в качестве наполнителя раствор содержит модифицированные аэросил и/или белую сажу при следующем соотношении ингредиентов, вес.% : Водная фаза12,0-72,0 Эмульгатор-с табилизатор или поверхностноактивное вещество0,5-5,0 Модифицированные аэроси.л и/или белая сажа 0,1-5,0 Углеводородная фаза Остальное. 2. Раствор по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что аэросил модифицирован группами -ОН, - - О(СН2)2СООН и/или -СНз, - СН СН,, а белая сажа - диметилдихлорсиланомГ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 255151, кл. С 09 К 7/02, 19G9. 2.Авторское свидетельство СССР № 252241, кл. С 09 К 7/02, 1969 (прототип) ,