Буровой раствор на углеводородной основе
Иллюстрации
Показать всеРеферат
БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, поверхностно-активное вещество ПАВ, глину, высокодисперсные оксиды железа и барит , отличающийся тем, что, с целью улучшения структурномеханических характеристик раствора , снижения его вязкости и уменьшения расхода ПАВ, в качестве ПАВ в раствор вводят композицию следующего состава, мае. %: Алкилбензолсульфонат 16,00-18,52 натрия 16,00-18,52 Вода Хлористый 2,50-2,90 кальций Окисленный 30,03-32,75 петролатум Дизельное Остальное топливо причем компоненты раствора взяты в следующем соотношении, мае. %: Дизельное 21,53-32,15 топливо Высокоокислен1 ,33-3,64 ный битум Негашеная 1,60-4,09 известь Р Вода 0,52-1,32 СХ) 0,74-1,93 Глина Высокодисперсо о ные оксиды 2,27-8,82 железа Композиция указанного 0,74-0,35 состава Барит Остальное
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А (5Ц4 С 09 К 7/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H-ABTOPCHOINV CBMQETEllbCTB Y
Алкилбензолсульфонат натрия
Вода
Хлористый кальций
Окисленный петролатум
Дизельное топливо
16,00-18,52
16,00-18,52
2,50-2,90
30, 03-32 75
Остальное, 21,53-32,15
Ю\
° и
\Ф
1;33-3,64
1,60-4,09
0,52-1,32
0,74-1,93
2,27-8,82
0,74-0,35
Остальное
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3729394/22-03 (22) 18.04.84 (46) 15.12.85.. Бюл ° У 46 (71) Московский ордена Октябрьской
Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической .и газовой промышленности им. И.М.Губкина (72) Л.К. Мухин, В.Л. Заворотный, Н.В. Дудыкина, M.À. Ропяная, M.È. Постнова, Л.А.. Травникова, Б.В. Касперский и С.Н. Шишков (53) 622.243.144 (088.8) (56) Мухин Л.К. Буровые растворы на углеводородной основе для бурения в осложненных условиях и вскрытия продуктйвных пластов. Дис. д-ра техн. наук, М., 1972, с. 350.
Авторское свидетельство СССР
N 1073274, кл. С 09 К 7/06, 1983. (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВО ДОРОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, поверхностно-активное вещество ПАВ, глину, высокодисперсные оксиды железа и барит, о т л и ч а ю щ и " c я тем, что, с целью улучшения структурномеханических характеристик раствора, снижения его вязкости и уменьшения расхода ПАВ, в качестве ПАВ в
„„Я0„„1198090 раствор вводят композицию следующего состава, мас. 7: причем компоненты раствора взяты в Я следующем соотношении, мас. Ж:
Дизельное топливо
Высокоокисленный битум
Негашеная известь
Вода
Глина
Высокодисперсные оксиды железа
Композиция указанного состава
Варит
Алкипбенэолсульфонат натрия (сульфонол)
Окисленный петролатум
Хлористый кальций
Вода
Дизельное топливо
16,00-18,52
30,03-32,75
2,50-2,90
16,00-18 52
Остальное, причем компоненты раствора взяты в следующем соотношении, мас. %:
Дизельное топливо
Высокоокисленный битум .Негашеная известь
Вода
Глина
Композиция ПАВ
Высокодисперсные оксиды железа
Варит
21, 53-32, 15
1,33-3,64
1,60-4,09
0,52-1,32
0,74-1,93
0,74-0,35
2,27-8,82
Остальное
В качестве высокодисперсных оксидов железа могут применяться реагенты— нейтрализаторы сероводорода: 30 Ж— отход химических производств, содержит до 95-96 мас. % Ре О, ЖС-7— отход металлургических производств содержит 95% Fe<0> (212321.001 ТУ);
СНУД - природный магнетит Fe>0+, подвергнутый дополнительному помолу;
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к буровым растворам на углеводородной основе, применяемым для промывки скважин при бурении в сложных геологических условиях.
Цель изобретения — улучшение структурно-механических характеристик, снижение вязкости утяжеленных буровых растворов на; углеводородной основе и уменьшение расхода ПАВ.
Поставленная цель достигается тем, что в буровой раствор на углеводородной основе, содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, ПАВ, глину, высокодисперсные окснды железа и барит, в качестве
ПАВ в раствор вводят композицию следующего состава, мас. %:
И, r мас. %
Алкил бе из олсульфонат натрия (сульфонол)
Вода
Хлористый кальций
Окисленный
1 6, 23
16,23
2,60
32 47
32,47 петр олатум
Дизельное топливо
50
В табл. 1 приведены различные составы композиций ПАВ.
Влияние состава композиции на
40 свойства растворов приведено s табл. 2.
Из табл. 1 и 2 видно, что увеличение содержания сульфонола и воды в композиции ПАВ за указанные преде45 лы концентрации (состав 4) приводит к расслоению образующейся эмульсии (V„ =О). Это сказывается на технологичности применения композиции при обработке растворов (нельзя
50 применять без предварительного перемешивания) и снижается эффективность ее действия (cM ° табл. 2).
Увеличение концентрации окисленного петролатума (СИАД-1) в компози55 ции ПАВ (состав 5) также уменьшает эффективность ее, так как приводит к увеличению вязкости и структурномеханических свойств раствора.
1198090 2 глина представляет собой бентонитовый глинопорошок (немодифицированный) — ТУ-39-043-74.
Приготовление композиции ПАВ осу5 ществляют в следующем порядке. На.— веску алкилбензолсульфоната натрия (сульфонала НП-3) растворяют в воде, добавляют навеску хлористого кальция, перемешивая и нагревая раствор о по 50 С в течение 1 ч. Затем вводят дисперсию окисленного петролатума в дизельном топливе (1: 1 — реагент
СИАД-1) и перемешивают на высокооборотной мешалке (3000 об/мин) в течение 1 ч, Пример 1. 25 г сульфонола
НЦ-3 растворяют в 25 г воды, добавляют 4 r хлористого кальция, затем вводят 100 r дисперсии окисленного петролатума (50 r) в дизельном топливе (ДЛ 50 r). Смесь тщательным перемешиванием доводят до однородного состояния °
Состав полученной композиции:
1198090
Приготовление бурового раствора осуществляют в следующем порядке (методика "): в 2/3 рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании вводят битум, негашеную иэизвесть и воду (расчетное количество на гашение извести). По окончании реакции гашения извести (полного связывания воды) в систему вводят бентонитовый глинопорошок. В результате гашения извести смесь разогревается что вызывает глубо1 кое диспергирование битума, омылени6 кислых составляющих углеводородных компонентов и гидрофобизацию частиц гидроокиси кальция и глины асфальтосмолистыми веществами.
Затем вводят оставшееся количество дизельного топлива, требуемое количество реагента "нейтрализатора", барит до необходимой плотности и обрабатывают раствор композицией ПАВ. Смесь тщательным перемешиванием доводится до однородного состояния.
Пример 2. В 170,86 мл дизельного топлива (P = 840 кг/м ) вводят 13,3 r битума, 16,0 r негашеной извести и 5,2 мл воды и перемешивают до полного гашения извести. В горячий концентрат вводят 7,4 r ãëèíû. После перемешивания добавляют 85,43 г дизельного топлива, 22,7 г реагента ".нейтрализатора" и ЖС-7> 712,7 r берита и
7,4 г композиции ПАВ, после чего раствор перемешивают не менее 1 ч и он готов к применению.
Буровой раствор имеет следующий состав, мас. Ж:
Дизельное топливо 21,53
Высокоокисленный битум 1,33 .Негашеная известь 1,60
Вода 0i52
Глина 0,74
Композиция ПАВ О, 74
ЖС-7 2,27
Барит 71.27
1 % (см. раствор 9 в табл. 3) .
С целью повышения эффективности действия композиции ПАВ при утяжелении РУО (снижение вязкости, улучшение структурно-механических свойств) приготовление бурового раствора осуществляют в следующем
Дизельное топливо
Высокоокисленный битум
Негашеная из21,53
1,33
1,60
0,52
0,74
0,74
2,27
71,27 весть
Вода
Гшина
Композиция ПАВ
ЖС-7
Варит
50
В табл. 3 приведены различные составы предлагаемого бурового раствора и прототипа.
Показатели свойств различных сос-.
55 тавов буровых растворов приведены в табл. 4.
Из табл. 3 и 4 видно, что выход за пределы указанных концентраций порядке (методика ""): в часть (1/3) рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании последовательно вводят битум, негашеную известь и воду (расчетное количество на гашение извести) . По окончании реакции гашения извести в систему вводят бентонитовый глинопорошок и тщательно диспергируют. В остав10 шуюся (остальную) часть дизельного топлива вводят при перемешивании композицию ПАВ, реагент "нейтрализатор" и барит до необходимой плотности. Смесь тщательным перемешива15 кием доводят до однородного состояния. Готовую баритовую пульпу (P -=
2300-2500 кг/м) вводят в приготов-. ленный известково-битумный концентрат и тщательным перемешиванием
20 доводят до однородного состояния.
Пример 3. В 85,43 мм дизельного топлива (P = 840 кг/м ) вводят 13,3 г битума, 16,0 негашеной извести и 5,2 мп воды и пе25 ремешивают до полного гашения извести. В неостывшую смесь, вводят
7,4 r глины. Известково-битумный концентрат тщательно перемешивают и добавляют в него баритовую
З0 пульпу, приготовленную следующим образом. В оставшуюся часть дизельного топлива 170,8 1 мл вводят при перемешивании 7,4 г композиции ПАВ
22,7 г реагента "нейтрализатора" и 712,7 г барита. Раствор пере35 мешивают не менее 1 ч и он готов к применению.
Буровой раствор имеет следующий состав, мас. Ж (раствор 9 табл.3) Т а б л и ц а 1
Состав Сульфо- Вода СаСg Окисленный Дизельное U> г Г
Примеча- нол петролатум топливо ние
32,47 100
16,23
2,6
16,23
32,75 100
2,5! 6,00 16,00
2,9
30,03 80
18,52
24,04
18,52
24,04
24,04 .
3,84
0 Расслаивается
15,00 15,00 2,4
33,8
33,8
120
Таблица 2
Ею, дПа 9, дПа
6,, дПа
Условная вязкость
200
Композиция кг/мз
12
168
165
174
28
210
18
190
1700
Композицию вводят в раствор 1.
5 1
; битума, извести, глины, композиции
ПАВ -приводит к увеличению вязкости, структурно-механических характеристик и седиментационной неустойчивости раствора. Предлагаемый буровой раствор (9 и 9 ), приготовлен«й»ч» ный по методикам и """, обладает меньшими значениями вязкости и структурно-механических свойств
1 1700
2 1700
3 1700
4 1700
198090 Ь по сравнению с прототипов 8, 10, 10" . Эффективность действия ком 63F М позиции ПАЗ вероятно обеспечивают образующиеся при ее приготовлении углеводородорастворимые ПАВ (сульфонаты кальция и др.), что подтверждается данными ИК-спектроскопии и другими физико-химическими методами исследований.
32,47
32,75
30,03
24,04
1198090 с"Ъ I ...1
1 а3 1
1 а
СЧ ссЪ СЧ" л * A
+»
ССЪ ССЪ Л
1» ц л в I ж и и М л
Ы
Е» 1
Ж Сб
Э Р
С» !»
Ю
Ol съ о ф CV СЧ л л Ю ф СЧ СЧ л л r
СЧ C4 CV
Ю ° Ь
СЧ СЧ СЧ сч О ф а СЧ
Ю л »
CO CV СЧ л В о о
СО С Ъ л л л о о о мЪ (Ъ л л л о 1 о
ССЪ ф с! О л
A A л о о о иЪ
1 Ю 1
5$ о
С Ъ
СЧ
Ф! о. !
1 I I
1 I
1 М
I М Ж ! u
1
1
1
1 ,1 О
С Ъ
1 Ю I ф
СЧ л
1 1
I I
1
I
I
I о о о ю
Ю 4Ь о л л о
С Ъ РЪ
Ch ОЪ
A Ф л
%- Ю /\ л
Ф л
1
1 с4
1 и
1 Са
3-»
СЧ
СЛ
СЧ СЧ СЧ ссЪ л Ф л о
ОЪ СЧ
Ф с»Ъ
A М
»»
О
-Ф о 3 О л л
СЧ
e el
О О О
Ю ° Ь A
Ch о л о о
Ф Ю
С Ъ
Cl О С Ъ
Ф Ф »
6Ъ С Ъ
СЧ сО
Ю" л
С Ъ СЧ
1 (!»
С ) а л A
С Ъ СЧ ссЪ
СЧ
M иЪ л сЧ л
° Ю
С ) СЧ СЪ
° а
СЧ
° СГ бГЪ О л
СЧ О С
О ссЪ
° Ь л
tf) »»
СЧ СЧ
1 З
1 pI
I Ф
1 Е»
I е!
1 F4 !С.
I о о 1 !". ом
Р i
1"-1.а (о и о л сЧ сЧ мЪ е сЧ
» в A л л л и л О Л - r ССЪ
1 I 1 1 I 1 сч о сч
С 3 ф л е » Ф о о
С Ъ Ю 1 о. сч е
Ю е O л
° ° С ) I о
СЧ СЪ < ССЪ О Л В.
r 1
СЧ 1 в! л 1
1
1
1 л 1
-СЧ I л
СЧ 1
Ю л о
CO л о
1198090
Таблица А
Состав кг/мз
9„, дПа
Эз
pJla
Ф в„ дйа
УсловЕпа мПа С ф„, смз ная влзПримечание кость, 200
100 с
58,0 P-ры 1-10 приготовлены по
20,0 методике"
18,0
35 56 145 495 143 225 0
Р"рм,9-10 юм приготовлены по. методике" »"
Выпадает барит
6 1702
18,0
7 1701
16 0
В 1716
13,0 Прототип
9 2201
t0 2200
11,0
180 500
9,0 Прототип
90 301 101 138 0
9 2201
15,0
150 500
10 2201
10,0
У р-ров 10 и lO""îïðåäåëèòü параметры иа ВСН-ЗМ не представилось возможным л
Э
P - -плотность, ф - фильтрация, р„„- вязкость, -предельное динамическое напряжение сдвига, 8 - предельное статическое напряжение сдвига.!
Составитель В. Борискина
Редактор Н. Киштулинец Техред Т.Фанта Корректор Е.Сирохман
Заказ 7688/27 . Тираж 629
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
1 1700
2 2000
3 2200
4 1700
5. 2200
12 5
20 28
33 43
10 6
11 8
20 11
39 59
45 120
12 168 33 64 0
41 194 78 123 0
108 353 121 163 0
13 171 35 66 О
15 175 41 69 О
24 201 96 108 О
138 390 126 174, О
Поглотительная способность р-ра по
Н S кг/и