Смазочная добавка к глинистым буровым растворам Советский патент 1982 года по МПК C09K7/00 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно, к смазочным добавкам к буровым растворам.

Известно применение в качестве смазочных добавок к буровым растворам свободных жирных кислот растительных масел и синтетических жирных кислот различных фракций. Такие добавки обладают высокими антифрикционными свойств 1.

Однако они требуют применения спе-циальных эмульгаторов и нестабильны в присутствии хлоридов, нитратов, склонны к образованию нерастворимых солей.

Известна также смазочная добавка к буров ым растворам К1/состоящая из следующих компонентов, вес.%:

Гудрон соапстока

Чернохлопкового масла 10-15

Сульфатное мыло, обраэующееся при сульфатHOil варке древесины

в щелочной среде 9-14

Водадо 100

Недостатком этой добавки является то, что при ее введении в буровой глинистый раствор возрастают его вязкость и статическое напряжение

сдвига, а также липкость и толщина фильтрационных корок, формирующихся на стенках скважины.

Цель изобретения - повышение смазывающих свойств в смазочной добавке при одновременном снижении реологических и структурно-механических свойств бурового раствора.

10

Поставленная цель достигается тем, что в качестве смазочных вецеств сма,зочная добавка содержит продукт частичной нейтрализации жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных

15 масел или технического жира и олигоэтилгидридсилоксановую жидкость в виде эмульсии КЭ-37-18 при следующем соотношении компонентов, вес..%: Продукт частичной нейт20рализации жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира 10-25 Олигоэтилгидридсилокса25новая жидкос:ть в виде эмульсии КЭ-37-18 10-25 ЗодаОстальное

Нейтрализация жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных

30 масел или техниче ского жира проводится из расчета 40-60% по числу ом ления. Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость в виде эмульсии КЭ-37-18 выпу кается по ТУ 6-02-889-78. Омыление гидронов позволяет полу ,чить стабильную суспензию уже при нейтрализации всех свободных жирных кислот, входящих в состав соапстоко Эмульгированные полученными мылами нейтральный жир и продукты полимеризации играют роль дополнительн смазки. При указанной глубине нейт рализации связываются в мыла все свободные жирные кислоты, содержащ ся в составе соапстоков, что умень шает возможность взаимодействия жи кости с солевыми компонентами бурового раствора. В то же время налич полимеризации и нейтрального жира позволяет сохранить гидрофобность раствора. Продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков имеет сле дующие показатели состава и качест ва: Содержание общего жира,% 30-70 Содержание нейтрального жира,% 20-40 Содержание свободных жирных кислот,% . Отсутств Содержание продуктов полимеризации и конденсации,% 5-10 Содержание солей жирных кислот,% , 10-30 Содержание воды,% 20-60 Удельный вес, ,05 Титр жирных кислот, °С25-40 Действие продукта нейтрализации жирных кислот соапстоков во многом определяется совместимостью с друг ми компонентами смазочной добавки. Основные физико-механические ха рактеристики эмульсии КЭ-27 18: Плотность, г/см 1,0 рН5,5-7,0 Условная вязкость,с 35-50 Температура затвердевания, °С -5 Содержание кремния, вес.%16,5-19,5 Содержание активного водорода, вес.%0,5-0,8 Эмуль сия КЭ-37-18 хорошо совмещается с продуктом частичной нейтр зации жирных кислот соапстоков с образованием устойчивой эмульсии. Введение олигоэтилгидридсилоксанов жидкости способствует уменьшению т цины и снижению адгезионных свойст фильтрационной корки и улучшению реологических параметров бурового jacTBOpa. Предлагаемая смазочная добавка пожаробезопасна, так как содержит свыше 50% воды, и сохраняет физикохимические свойства в течение длительного времени. Основные физико-химические характеристики 1%-ного раствора смазочной добавки: Плотность, г/см 1,0 Условная вязкость, с15 рН7,0 Смазочная добавка готовится следующим способом. В воду добавляют продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков, перемешивают на мешалке типа ЛМ.в течение 10 мин до получения однородной эмульсии и вводят эмульсию КЭ-37-18. Преимущество предлагаемой смазочной добавки по сравнению с известной и нефтью подтверждается лабораторными испытаниями. Для оценки эффективности смазочных добавок и влияния их на свойства буровых растворов, их вводят в 10%-ные глинистые суспензии, приготовленные из махарадзенского бентонита. Вязкость раствора определяют на приборе СПВ-5, статическое напряжение сдвига - на приборе СНС-2, водоотдачу - на приборе ВМ-6. Адгезионные свойства фильтрационных корок, полученных на приборе ВМ-6, оценивают по липкости с помощью прибора )луховицкого. Результаты лабораторных испытаний приведены в табл.1. Пример. Испытывали следующие композиции смазочных добавок, вес.%: Продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков 10 Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость 10 Вода8 О Введение данного состава в глинистый раствор снижает адгезионные свойства фильтрационных корок в 3 раза по сравнению с известным и в 3,5 раза по сравнению с нефтью. Условная вязкость и статическое напряжение сдвига имеют минимальное значение. Толщина фильтрационной корки снижается.в 2 раза (табл.1). П р и м е р 2. Продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков 20 Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость 20 Вода 60 Приведенная композиция обеспечивает минимальное значение адгезионных свойств фильтрационных корок (О 50, в то время как для известной /композиции адгезия фильтрационных корок соответственно равна и . П р и м а р .3. Продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость Увеличение концентрации компонентон выше указанного состава не приводит к дальнейшему снижению адгезии фильтрационных корок, в то время как реологические .параметры буртового раствора (условная вязкость и статическое напряжение сдвига) возрастаю примерно на 12-15%, В связи с этим .увеличение концентрации компонентов смазочной добавки выше приведенных нецелесообразно. Сравнительные данные свойств буро вого раствора, обработанного сма рчными добавками приведены в таблЛ. . Как следует из приведенных в табл данных, предлагаемая смазочная добавка по сравнению с известнойи неф тью обеспечивает более низкие адгези онные свойства фильтрационных корок. Глинистые растворы, обработанные пре лагаемой смазочной добавкой, имеют оптимальные реологические параметры, что позволяет увеличить скорость проходки. Применение смазочной добавки позволяет сократить число аварий, связанных с прихватам бурильного инструмента, благодаря снижению адгезионных свойств и толщины фильтрационных глинистых корок. Предлагаемая смазочная добавка рекомендуется для пресных глинистых растворов, в которых в качестве понизителей водоотдачи и стабилизаторов применяются карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) или конденсированная сульфитспиртовая барда (КССБ). Технологические параметры опробованных в лаборатории составов буровых растворов приведены в табл.2. Из табл.2 видно, что предлагаемая смазочная добавка хорошо совмещается с водными 1линистымк растворами, .обработанными КМЦ или КССБ, и позволяет получать буровые растворы с хорошими технологическими параметрами. Экономический эффект от применения предлагаемой добавки составляет более 500 р. на одну скважину. Таблица 1

1,04 48 Известная 1,0 0,99 72 Нефть 10,0 Предлагаемая добавка:1,0 1,06 21 15,5 1,0 1,06 23 15,0 1,0 1,06 26 15,0 28,1 54,3 1,5 32,4 62,7 1,0 39,5 68,1 1,0

Т a О л 11 ц а Т