Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения; с целью повышения эффективности добавки в условиях серводородной агрессии добавка включает, мас.%: продукт конденсации моноэтаноламина 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794222/03 (22) 23.02.90 (46) 23.07.92, Бюл. Nò 27 (71) Башкирский научно-исследовательский и проектнь1й институт нефтяной промышленности и Башкирский научно-исследовательский институт по переработке нефти (72) Б.А,Андресон, P.Ã.Àáäðàõìàнов, Г.П. Бочкарев, В.Н.Умутбаев, В. В, Фрязинов, В.Н.Кудинов и Ф.М,Валиахметов (56) Авторское свидетельство СССР

N 977473. кл. С 09 К 7/04, 1981.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к буровым 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 огружающую 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%, БЫ„„1749226 А1 (54) СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ (57) Сущность изобретения; с целью повышения эффективности добавки в условиях серводородной агрессии добавка включает, мас.%: продукт конденсации моноэтаноламина 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 мас.% от обьема раствора. 3 табл.

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 рН>9, 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 улучше1749226 ния смазочных и противоизносных свойств в угловиях сероводородной агрессии пои одновременном снижении коррозионного воздействия.

Поставленная цель достигается тем, 5 что предлагаемая смазочная добавка для буровых растворов, содержащая смазочную добавку — флотореагент-оксаль, дополнительно содержит в качестве добавки продукт конденсации моноэтаноламина и 10 сырых талловых масел в смеси с керосином и моноэтаноламином при следующем соотношении квмг1онентов, мас,,/.: продукт конденсации моноэтаноламина и сырых талловых масел 10 — 30, керосин 5 — 10; моно- 15 этаночамин 1,0 — 1,5; флотореагент-оксаль— остальное.

В качестве жирных карбоновых кислот испсльзуются сырые талловые масла следующего качества: 20 кислотное число, мг КОН . на 1 г масла не менее 96 массовая доля неомыляемых веществ, % не более 25 массовая доля омыляе- 25 мых кислот,,4 не более 12 массовая доля воды,,/ не более 2

Получение продукта конденсации монозтаноламина и сырых талловых масел идет в одну стадию при 80-90"С при постоянном 30 перемешивании в течение 3 ч, В качестве второго компонента используется керосин осветительный.

В качестве третьего компонента используется флотореагент-оксаль со следую- 35 щей характеристикой;

Внешний вид Прозрачная, нерасслаивающаяся жидкОсть

От желтой до 40 коричневого цвета

Эфирные число, мг КОН/г 0,5-4,0

Массовая доля гидроксильных групп, 23-26 45

Температура вспышки в открытом тигле, С не менее

Плотность, г/см

Растворимость 1 ч, в

50 ч, воды Полная, допускается опалесценция и слабая муть

Флотореагент-оксаль (T-80) известен в 55 качестве смазочной и противоизносной добавки к буровым растворам, моноэтаноламин — e качестве стабилизатора.

Смазочная добавка используется для повышения смазочных 1 противоизносных свойств буровых растворов на водной основе, особенно в условиях сероводородной агрессии. Приготавливается смазочная добавка путем перемешивания компонентов смазки при 80 С в течение 2 ч, Температура застывания смазочной добавки — минус

30ОС, температура вспышки в закрытом тигле — не ниже 45 С, В рабочем диапазоне температур представляет собой легкоподвижную жидкость от светло-коричневого цвета до темно-коричневого цвета с легким специфическим запахом, Буровой раствор обрабатывают смазочной добавкой или на глинозаводе, или непосредственно на буровой, вводя смазочную добавку в циркулирующий буровой раствор тонкой струйкой в течение 3-х циклов циркуляции в концентрации 0,5—

1 Бо ас о/

Пример. В лабораторных условиях производят обработку буровых растворов на водной основе предлагаемой смазочной доб--вкой в сравнении сизвестной, В качестве бурового раствора использу ог глинистый раствор, состоящий,7,; глина

20.; бентонит 3; кальцинированная сода 0,2; карбоксиметилцеллюлоза 0,3; вода — остальное (примеры 1 — 25, табл.1), При этом раствор имеет следу ощие параметры: р =

=1,18 г/см, УВ = 23 с, Ф = 8,5 см /30 мин, рн = 7, CI-IC> =5,182 дПа, СНС О=5,864 ДПа, смазочная способность 1=-4,9 А. противоизносные свойства Я = 19,28 мм, скорость

2 коррозии V =- 0,328 гам - ч).

В примерах 1 — 15 табл,2 используют аналогичный буровой раствор, насыщенный сероводородом в концентрации 10 об.7, .

В примерах 1 — 15 табл.3 используют минерализованный буровой раствор, состоящи й, j,; куга накский гл и н споро шок 20; бентонит 3; кальцинированная сода 0,2—

0,4; карбоксиметилцеллюлоза 1,5; NaCI 20;

CaCI 0,5; вода — остальное.

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

Оценку смазочных и противоизносных свойств бурового раствооа производят с помощью прибора Тимкена, в котором коэффициент трения пропорционален величине силы тока, Чем меньше сила тока, тем лучше смазочные свойства промывочной жидкости.

Оценку противоизносных свойств раствора производят по величине площади пятна износа, ооразуемого на грани стальной призмы, в результате его контакта с вращающимся кольцом, Площадь износа опреде1749226

I ной основе улучшает смазочные свойства бурового раствора на 15 — 24%, противоизносные — на 35-45, при этом скорость коррозии снижается на 45-55, 5 Предлагаемая смазочная добавка для буровых растворов на водной основе не ухудшает общетехнологические параметры буровых растворов, имеет низкую температуру застывания, высокую стойкость к пол10 иминеральной и сероводородной агрессии, не искажает показания газового каротажа, ляют 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 особеннодля растворов, насыщенных сероводородом. Обработка бурового раствора смазочной добавкой в концентрации ниже

0,5 ухудшает смазочные свойства раствора, а при концентрациях, больших 1,57, смазочные свойства изменяются незначительно, приводя лишь к перерасходу реагента и увеличению затрат на обработку раствора, Таким образом, использование смазочной добавки для буровых растворов на водФормула изобретения

Смазочная добавка для буровых раство15 ров на водной основе, включающая флотореагент-оксаль и углеводородную присадку. отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности добавки за счет улучшения смазочных и противоизносных

20 свойств в условиях сероводородной агрессии при одновременном снижении коррозионного воздействия, она в качестве углеводородной присадки содержит продукт конденсации моноэтаноламина и сы25 рых талловых масел в смеси с керосином и моноэтаноламином при следующем соотношении ингредиентов, мас. : продукт конденсации моноэтаноламина и сырых талловых масел 10-30; керосин 5-10; моно30 этаноламин 1,0-1,5; флотореагент-оксаль— остал ьное.

Таблица !

Концентрация смазочной добавки, мас.2

Сназочная добавка по примеру

Соотношение компонентов сма эочнои добавки, мас.2

Технические свойства бурового раствора

Скорость коррозии, iф ° v) Р г/смз

Ф, смз

УВ, с рИ

C8C10 дПа

CHC дПа

Смазочная способность, А

Противоизносные свойства

Керо- НЭА син

Продукт конденсации

НЭА и сырых тепловых масел

Флотореагентоксаль

Предлагаеная

58,5

84

58,5

84

58,5

84

58,5

В4

g0

58,5

В4

33

23,7

33

23,7

33

23,7

33

23,7

1G

33

23,7

5

2,5

1О l0

5

2,5

10 !

О

5

2,5 !

О

5

2,5

5

2,5

3

5 б

8

11

12

13

14

16

17

18

I9

2!

22

23

24

Мэвестная

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

1,0

1,0

1,0

l,0

1,0

1,5

1, 5

1,5

1,5

1,5

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2 1,1×

1,5 1,18

1,3 1,18

1,О 1,18

0,5 1,18

2 1,18

1,5 1,18

1,3 1,18

1,0 1,18

0,5 1,18

2 1,17

1,5 1,17

1,3 1,17

l,0 1,17

0,5 1,17

2 1,17

1,5 I, 17

1 ° 3 1,17

1,О 1,17

0,5 1,17

2 1,16

1,5 1,16

1,3 1,16

1,0 1,16

0,5 1,16

1,12

27.

22

22

22

22

24

24

23

23

7.3

26

26

26

29

29

28

28

32

32

3!

8 в в

8

8 е в в в

7

I

7

7

7

7

7

7

7

7

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5 в

8

8 в

8

8

7,5

5, 120

5,008

4,4!8

4,096

3,!58

4,008

4,002

3,8!4

3,228

2,194

4,118

4. 094

3,926

3,364

3, 108

5,084

4,g24

4,306

3,824

3,ОО8

5,918

5,452

5 138

4,992

4,726

4,!24

5,686

5,394

4,992

4,864 3,906

4,626

4,584

4,326

3,982

3,428

4,692

4,618

4, 4ВВ

4 ° 206

3 ° 542

5,536

5,274

4,В!8

4,546

3,792

6,726

5,994

5,382

5,518

5,356

5,098

4,3

4,1

3,9

4,0

4,4

3,2

2,9

2,8

2,9

3,4

2,7

2,Э

2,2

2,4

2 ° 8

2,3

2,0

1,9

2,2

2,4

2,2

1.9

1 9

2.,1

2,2

2,5

7,56

6.38 б,o4 б ° 16

7 ° 92

4,64

4,30

4,22

4 ° 24

5.06

4,18

3,12

3,08

3,14

4,26

3,14

1,92

1,90

3 ° 06

3 ° 10

3,04

1,90

1,ВВ

2,04

3 ° 01

4,18

0,263

0,2Э9

О, 206

О ° 208

0,28!

О, 196 о,!70

0,164

0 ° 171

0,209

0,144

0 ° 110

О, 102

О, 11

О, 14 I

01102

0,078

0,067

0,101

О ° 109

0,098

0,064

0 ° 060

0,085

0,098

0,134

1749226

Таблице 2

Сивэочнвя добавка по примеру

Технические свойства бурового растворе

Соотиоаенив хоипоментов смаэо ной добавки, нас.4

Концентрация смааочной добавки, мас,В г/сн>

Ck0poc1b морро зии, г,(м ч) УВ, с Ф, смт рн снс<, дПв снс, дда

Смазочная способность, А

Противоиэнос ные свойства, нм

НЭА

Керосин

Продукт конденсации ИЭЯ и сырых тепловых насел

Фпотореагентоксвль

1,5 1

13 1

1,0 1

1,5 1

1,3 1

1,0 1 I ° 5

1,3 1

1,0 I

1,5

1,0 1

1,5 1

1,3 1

1,0 1

5,236 4,1

4,852 4,0

4,328 4,0

4,294 2,8

3,824 2 8

3,516 2,9

4,284 ?,3

3,892 2,3

3,518 2,5

4,912 2,1

4,216 2,0

3,814 2,2

5,584 1,9

4,912 1,9

4,882 2,1

30 10

23,7 5

10 5

30 10

23,7 5

10 5

23,7 5

10 5

30 10

23,7 5

10 5

30 10

23,7 5 !

О 5

0,3 58,5

0,3 70

0,3 84

0,5 58 5 о 5 7о

0,5 84

1,0 58,5

l>0 70

1,0 84

58.5

1,5 70

84

2,0 58,5

2,0 0

2,0 84

t,1f 25 15 6,5 3,212 3,894 . 2,9

4,92 0,195

2>0

Т в б и и ц а 3

Смазочная добавка ло примеру

Технические свойства бурового раствора

Соотновение комЯонентов снаэочной добавки, мэс,В

Концентрация смазочной добавки, ивс.8 г/смт

УО, с Ф, смэ рН снс дне снс дПа

Смазочная способность, А

Противонэнос

Скорость коррозии г> нэ. ч) Кеоо- ИЭД син

Продукт конденсации ИЭА и сыры х т аппоеык насел

Флотораегентоксаль ные свойства, ммэ

Предлвгаеная

1,23

1,23

2 >

1,22

1,22

1,22

1,21

1,21

1,21

1,?1

1,21

1,2!

1,20

1,20

1,20

58,5 30

70 23,7

84 10

58,5 30

70 23,7

84 10

58,5 30

7О 23 7

84 10

58,5 30

70 23,7

58,5 30

70 23,7

84 10

10 1,5

5 1,3

5 1,0

10 1,5

5 1,3

5 1,0

10 1,5

5 1,3

5 1,0

10 1,5

5 1,3

5 1,0

10 1,5

5 1,3

5 1,0

f,14

2,956 3,482

23 11 7 5

4.76

2,8

О, 192

Составитель Л.Шигапова

Техред М,Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, ужгород, ул,Гагарина, 101

Предлагаемая

2

4

6

8

1l !

13

14

IIaeectнвя

4

6

В

11

12

13 !

Известная

0,3

0,3

0>3

0,5

0,5

0,5

1;О

1,0

1,0

1,5

I 5

l,5

2,0

2,0

2,0,18 ,I8 ,18 ,18 ,18, l8 ,I7 ,17 ,17 ,! 7 ,17 ,17 ,16, l6 ,! 6

22 9 6

22 9 6

23 9 6

24 8 65

25 8 65

24 9 6,5

27 8 65

26 8 6,5

26 8 6,5

32 7 7

3! 8 7

30 8 7

33 7 7

33 7 7

32 8 7

21 11 7

21 11 7

21 I l 7

22 10

22 11 7

22 11 7

24 10 75

24 10 7

23 10 7,5

26 9 7,5

26 10 7,5

25 !О 7,5

28 9 7,5

2х 9 8,0

27 9 8,0

4,782

4,126

3,652

3,722

3,084

2,8!4

3,622

3,294

3,008

4,502

3,582

3,384

4,926

4,5t8

4,324

",592

4,008

3,504

3,406

3,018

2,644

3, 192

3,004

2,728

3,826

3,264

3,108

4,384

4,406

4, 132

5,108

4,692

4,214

4, t04

3,726

3,228

3,804

3,718

3,306

4,318

3,906

3,724

4,952

4,984

4,642

4,0

3,9

3,9

2,7

2,6

2>7

2,2

2,2

2,3

2,0

2,1

2 >!

1,8

i >8

1,9

6,39

6,08

6,19

4,28

4,24

4,28

3,20

3 ТIВ

3,24

1,98

1,93

3 08

1,92

1,90

2,06

6,!4

5,96

5,98

4,14

4,10

4,18

3,18

3,14

3,20

1,92

l,8В

2,36

1,86

t,82

1,94

0,241

0,210

0,214

0,!72

0,168

0,175

0,122

О,lt7

0,125

0,082

0,071

0,107 °

0,066

0,063

0,087

0,282

0,247

0,241 о,208

0,192

0,186

0,158

0,149

0,151

0,121

0,110

0,132

0>EOI

0,092

0,118