Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

Реферат

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов на водной основе.

Известна смазочная добавка для бурового раствора на водной основе (Патент РФ №2142978), содержащая легкое таловое масло, а в качестве модифицирующей добавки - полигликоль при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

легкое талловое масло	40-60
полигликоль	40-60

Достоинством известной смазочной добавки является простота получения, которое осуществляется простым смешением исходных компонентов. В то же время данной смазочной добавке присущи следующие недостатки:

1) низкие смазочные и противоизносные свойства бурового раствора, особенно при высоких удельных нагрузках;

2) высокая пенообразующая способность, обуславливающая необходимость обработки бурового раствора пеногасителями;

3) низкие стабилизирующие свойства, что проявляется в сохранении или повышении показателя фильтрации бурового раствора после обработки смазочной добавкой.

Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является смазочная добавка по патенту №2170243, имеющая наименование ДСБ-4ТМП, которая содержит соль моноэтаноламина и сырого таллового масла, оксаль или полигликоли, а также толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

соль моноэтаноламина и сырого
таллового масла	10-12
толуол	5-20
оксаль или полигликоли	остальное

Добавку рекомендуется вводить в буровой раствор в количестве 0,5÷1,5% от объема обрабатываемого раствора.

Недостатками смазочной добавки ДСБ-4ТМП являются:

1) низкие смазочные и противоизносные свойства бурового раствора, особенно при высоких удельных нагрузках;

2) высокая пенообразующая способность, обуславливающая необходимость обработки бурового раствора пеногасителями;

3) низкие стабилизирующие свойства, что проявляется в сохранении или повышении показателя фильтрации бурового раствора после обработки смазочной добавкой;

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабилизирующих, смазочных и противоизносных бурового раствора, а также предотвращение в нем пенообразования.

Указанная задача решается тем, что смазочная добавка для бурового раствора на водной основе, содержащая сырое талловое масло, полигликоли, флотореагент-оксаль, согласно изобретению, дополнительно содержит мелассу свекловичную при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сырое талловое масло	10-30
полигликоли	15-20
флотореагент-оксаль	40-50
меласса свекловичная	15-20

Предлагаемую смазочную добавку готовят путем смешения перечисленных компонентов в указанных соотношениях при температуре 65÷95°С и последующего перемешивания в течении 2,5÷3 часов.

В составе предлагаемой смазочной добавки используются:

- сырое талловое масло (ТУ 2453-001-00279143-94);

- флотореагент-оксаль (ТУ 2452-029-05766801-94);

- полигликоли (ТУ 3830214-88);

- меласса свекловичная (ГОСТ 30561-98).

Предлагаемую смазочную добавку вводят в буровой раствор на водной основе в количестве 0,5÷2% от его объема.

Приготовление предлагаемой смазочной добавки поясняется нижеследующими примерами.

Пример 1. Смешали 24 г (30%) сырого таллового масла, 12 г (15%) полигликолей, 32 г (40%) флотореагента-оксаль, 12 г (15%) мелассы свекловичной и перемешивали полученную массу при температуре 65°С в течении 3 час. В результате получили 80 г светло-коричневой жидкости с плотностью 1,07 г/см³, температурой замерзания минус 38°С, температурой вспышки 102°С, пластической вязкостью 627 сПз. Отобрали 3 мл полученной жидкости и при помощи миксера на 500 об/мин смешали с 300 мл глинистого бурового раствора плотностью 1,12 г/см³ (на основе куганакского глинопорошка), обработанного 0,5% об. КМЦ-500 и 0,2% кальцинированной соды. Полученный таким образом буровой раствор исследовали на фильтрацию, пенообразование и триботехнические параметры. Результаты исследований технологических свойств бурового раствора обработанного предлагаемой смазочной добавкой представлены в табл.1.

Пример 2. Смешали 8 г. (10%) сырого таллового масла, 16 г. (20%) полигликолей, 40 г. (50%) флотореагента-оксаль, 16 г. (20%) мелассы свекловичной и перемешивали полученную массу при температуре 95°С в течении 2,5 час. В результате получили 80 г. светло-коричневой жидкости с плотностью 1,1 г/см³, температурой замерзания минус 30°С, температурой вспышки 107°С, пластической вязкостью 771 сПз. Затем, аналогично примеру 1, полученной жидкостью был обработан глинистый буровой раствор и изучены его технологические свойства, результаты чего представлены в табл.1.

Свойства проб смазочной добавки по представленным примерам сведены в табл.2.

Таблица 1Технологические свойства глинистого бурового раствора, обработанного 1% об. прототипа и предлагаемой смазочной добавки
Образец смазочной добавки	Технологические свойства бурового раствора после обработки смазочными добавками
Плотность, г/см3	Показатель фильтрации, см3/30 мин	Триботехнические свойства при удельной нагрузке, МПа
Коэффициент трения	Скорость изнашивания, мг/мин
1	2	1	2
прототип	1,05	8	0,28	0,46	1,04	1,42
пример 1	1,09	5	0,136	0,18	0,56	0,8
пример 2	1,11	4,5	0,126	0,3	0,82	1

Таблица 2
Образец смазочной добавки	Свойства пробы
Внешний вид	Плотность, г/см3	Температура замерзания, °С	Температура вспышки в открытом тигле, °С	Пластическая вязкость, сПз
пример 1	жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета	1,07	-38	102	627
пример 2	1,1	-30	107	771

Показатель фильтрации определялся по стандарту АНИ с использованием прибора ВМ-6.

Плотность, температура застывания и температура вспышки определялись соответственно по ГОСТ-3900, ГОСТ 20287 (метод Б) и ГОСТ 4333.

Триботехнические параметры определялись на машине трения МТ-3 с использованием пары трения кольцо (Ст. 40 ХН) - стержень (Ст.45) при скорости скольжения 0,8 м/с.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемая смазочная добавка позволяет существенно улучшить технологические свойства глинистого бурового раствора в сравнении с прототипом. Так из табл.1 видно, что коэффициент трения стали в среде бурового раствора, обработанного предлагаемой смазочной добавкой, снижается по сравнению с прототипом на 35...61%, а скорость изнашивания скорость изнашивания снижается соответственно на 21...46%. Кроме того, после обработки бурового раствора предлагаемой смазочной добавкой его показатель фильтрации уменьшается на 37...44%, а уменьшение плотности, вызванное пенообразованием, снижается с 6,3% (для прототипа) до 0,9%, т.е. почти в 7 раз.

Таким образом, предложенное изобретение может использоваться в бурении скважин для повышения качества буровых растворов на водной основе по показателям смазочной и стабилизирующей способности, а также для снижения пенообразования и износа бурового оборудования.

Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе, содержащая сырое талловое масло, полигликоли, флотореагент-оксаль, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит мелассу свекловичную, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сырое талловое масло	10-30
Полигликоли	15-20
Флотореагент-оксаль	40-50
Меласса свекловичная	15-20