Патент ссср 825575

Патент ссср 825575

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИС АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Св ВТИЛЬСТВУ

<н825575 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 250479 (21) 2758910/23-03 с присоединением заявки Ио— (23) приоритет

Опубликовано 300431.6юллетеиь М 16

Дата опубликования описания .0505.81 (53)М. Кл З

С 09 К 7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243 ° .144.3(088.8) (54) ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫИ БУРОВОИ РАСТВОР

Изобретение относится к бурению, а именно к промывочным жидкостям на нефтяной основе, предназначенным для вскрытия продуктивных отложений нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, и может быть использовано для бурения в сложных геологических условиях.

Известен.эмульсионный буровой- раствор, содержащий от 15 до 50 вес.% воды, окисленный битум (органофильный коллоид под .фирменным названием

"петротон") в количестве, обеспечивающем снижение фильтрации до 0,3

5 см /30 мин, водорастворимый полимер - четырехаммонийную соль сульфата целлюлозы в количестве 0,09-1,8 sec,% и нефтяные углеводороды - остальное. утяжелитель вводится до заданных значений плотности. Четырехаммонийная соль сульфата целлюлозы выполняет роль эмульгатора, используется для регулирования реологических свойств, повышения агрегативной и седимеитацл" онной устойчивости. Четырехаююнийная соль сульфата целлюлозы является производной сульфатцеллюлоэы, имещей степень замещения около двух И вязкость 1%-ного водного раствора

20 сПз. Ее водный раствор содержит ионы калия для образования геля. Реакцию образования четырехаммонийной соли сульфата целлюлозы проводят в водной среде в присутствии небольших количеств спирта, например метанола, при рН 7 н при комнатной температуре t1 J

Однако как известно, при температуре выше 130о С соли сульфатов целлюлЬзы подвергаются термодеструкци», что влечет за собой снижение агрега» тивной и седиментационной устойчивости инвертной эмульсии.

Известен инвертный эмульсиоииый буровой раствор, содержащий нефть, воду, эмульгатор - кальциевые или натрневые выла кубовых остатков син:тетических жирных кислот (KOCXK), утяжелитель, структурообрйзователь 20 технические жирные кислоты, стабилизатор (пониэитель фильтрации) -

«0 Р3

Недостатками этого раствора является седиментационная устойчивость, ограниченная плотностью 1,5 r/ñì и

180вС.

Цель изобретения - повышение седиментационной устойчивости раствора в условиях 200 С и цовьваения плотности

30 до 1,86 r/см

825575

Поставленная цель достигается тем, что инвертный эмульсионный буровой раствор дополнительно содержит полиакриламид негидролизованный, а в ка-: честве понизителя фильтрации — высожоокисленный битум, при следующем

° соотношении ингредиентов, масс. %

Нефть 19,0-35,0

Кальциевые или натриевые мыла КОСЖК 3,0-4,5

Полиакриламид оуз-0145 10

Вода 24,0-36,0

Высокоокисленный битум 1 5-2,0

Утяжелитель - барит Остальное

Нолиакрилаиид негндролизованный является водорастворимым полимером (ТУ 6-01 197-68), выпускается в виде технического геля состава, %: полиакрнламид (GAA) 6-9, NH э до 0,1, Н О до 94, Са(ОЯ) до 0,3 (1 т полиакриламида стоит 250 р.). 20

Введение полиакриламида в водную фазу сопроэождается увеличением ее вязкости, способствует удерживанию в ней дисперсных материалов, в том числе утяжелителей, что является 25 одним иэ условий образования стабильной эмульсии типа "вода в масле", основанном на том, что фаза, обладающая большей вязкостью и плотностью, стремится стать дисперсной. Весьма важно, что полиакриламид негидролизованный устойчив к действию солей кальция, магния, аллюминия и т. и., более того, присутствие солей обусловливает сшивание молекул, что, с одной стороны, подавляет их диссоциацию, а с другой вызывает повышение вязкости вплоть до гелеобразования.

Термодеструкция IIAA в эмульсии до

200 "С не наблюдается.

Для проведения испытаний использу- 40 ют инвертную эмульсию с мылообразным змульгатором. Последний представляет собой продукт нейтрализации кубовых остатков синтетических жирных кислот (КОСЖК) г юдроокисями щелочных и щелоч-45 иозеыельных металлов, например, натрия и кальция.

ЮОСЖК является отходом производства синтетических жирных кислот в процессе получения их при окислении парафиновых углеводородов молекулярным кислородом. По результатам экстракционного разделения КОСЖК содержат следующие фракции, % жидкие кислоты

35, твердые 22,2, смолистые 42,8.

Более детальными исследованиями качественного состава КОСЖК выявлено, что примерно половина их не растворяетая в метиловом или этиловом спиртак при 60 С и состоит из полимерных ккслот со.средним числом атомов угле- 60 рада а молекуле равным 36. Кроме того, в них содержится до 10% смолистых иеоэылявмих веществ, нерастворимык в спирто-бензольной смеси или пет. ролейиои эфире .65

В качестве добавки, регулирующей фильтрацию эмульсии, применяется вы- сокоокисленный битум (ТУ-38-УССР-2- †.01-84-75), П р н и е р 1. Навеску полиакриламида в количестве 2,5 г (0,3 вес.%) растворяют в 200 r (24,0 вес.%) воды, смешивают с 300 г (35 0 вес.%) нефтяной фазы, содержащей эмульгатор (продукт нейтрализации КОСЖК гидроокисями кальция и натрия) в количестве

25 r (3,0 вес.%) и добавку (высокоокисленный битум), регулирующую фильтрацию, в количестве 10 г (1,5 вес.%) (табл. 1, опыт 5). В полученную эмульсию вводят 305 r (36 вес.%) барита (табл. 1, опыт 11).

Пример 2. Навеску полиакриламида в количестве 3 г (0,36 вес.%) растворяют в 225 г (27 вес.%) воды, смешивают с 234 r (28 вес.%) нефтяной фазы, содержащей эмульгатор .(продукт нейтрализации КОСЖК гидроокисями натрия и магния) в количестве 30 r (3, 6 вес. %) и добавку (высокоокисленный битум), регулирующую фильтрацию, в количестве 12 г (1 7 вес.%). В полученную эмульсию вводят 328 r (39,34 вес.%) барита (табл. 2, опыт 3).

Пример 3. Навеску полиакриламида в количестве 3,7 r (0,45 вес.%) растворяют в 300 г (36,0 вес.%) воды, смешивают с 170 г (19,0 вес.%) нефтяной фазы, содержащей эмульгатор (продукт нейтрализации КОСЖК гидроокисями кальция и натрия) в количестве 37 r (4,5 вес.%) и добавку (высокоокисленный битум), регулирующую фильтрацию, в количестве 18 г (2,0 вес.%). В полученную эмульсию вводят 317 г (38,05 вес.%)- барита (табл. 2, опыт 4).

Во всех перечисленных выше примерах смещение водной и нефтяной фаз производят на высокоскоростной мешалке "Воронеж-2" на протяжении 10 мин. физико-технологические характеристики полученных эмульсий приведены в табл. 1 и 2. Эмульсии подвергают испытаниям на термостойкость при

200 С и давлении 600 атм. Как видно из табл. 1, тиксотропные и реологические свойства эмульсии, содержащей, вес.%;эмульгатор 3,0, нефть

35,0, вода 24,0, добавка, регулирующая фильтрацию, 1,5, полиакриламид

0,30, барит до 100, после баротермальной обработки сохраняются, а агрегативная устойчивость даже йовышается - электростабильность (Э) 300 В против 220 В (табл. 1 опыт.5).

Включение в состав эмульсии полиакрнламида .позволяет утяжелять ее баритом до плотности 1,86 г/см (табл. 1 опыты 9-14), причем как агрегативная так и седиментационная устойчивость утяжеленных эмульсий после баротермальной обработки (200 С, 600 атм} также сохраняются, в то.время как

825575 из эмульсии, не содержащей IIAA (табл. 1,опыт 2), наблюдается выпадение утяжелителя (а Я" до баротермальной,обработки 0,07, после -02г/смЪ

Как видно из табл. 2 (опыты 2 и 4), при изменении количества полиакриламида от 0,3 до 0,45%, содержании в эмульсии эмульгатора в пределах 34,5Ъ и понизителя фильтрации 1,5-2,0% полученные эмульсии характеризуются хорошими тиксотропными и реологическими свойствами, высокой агрегативной и седиментационной устойчивостью что позволяет их утяжелять до плотности 1,86 г/см . Такое соотношение

Ъ ингредиентов обеспечивает сохранение всех свойств эмульсий и после баротер-15 мальной обработки при 200 С и 600 атм (табл. 2, опыты 7, 8, 9).

При изготовлении инвертной эмульсии количество ПАА меньше оптимального {табл. 1, опыты 3, 4) недоста- 29 точно для ее стабилизации (змульсия обладает низкими значениями тиксотропных свойств, что не обеспечивает удержание утяжелителя), количество

ПАА выае оптимального к улучшению свойств эмульсии не приводит (табл. 1 опыты 7, 8).

Как видно из табл. 2 (опыты 1, 6), если приготовить эмульсию с оптимальной концентрацией полиакриламида, но с концентрациями эмульгатора, понизителя фильтрации и воды ниже оптимальных, то тиксотропные свойства полученной эмульсии будут неудовлетворительные (СНС „О/О) . Такая эмульсия плохо утяжеляется, после баротермалъной обработки снижается ее агрегативная устойчивость (Э 120 против 210 Э). Если при оптимальной концентрации IIAA концентрации эмульгатора, понизителя фильтрации и воды взять выае оптимальных, то это при водит к сильному загустеванию эмуль сии вплоть до нетекучести (табл. 2, опыты 5, 10).

Содержанве вОдорастворимого полимера в составе инвертной эмульсии позволяет использовать ее для бурения и вскрытия продуктивных отложений глубоких и сверхглубоких скважин, а также для бурения в отложениях гидратирукщих сланцев, что обеспечивается как повышение технико-экономических показателей бурения, так и увеличение объемов нефтеотдачи.

825575

Ю о ь

Ф (О о

o o о о

CO O я-1 (-1

;1 СЧ СЧ СЧ о о м

Ю о

Г Ъ х

Е g и Е и г

"(Г (Ч о î (ч со

Гь

О О О РЪ х и ж го Е и

Ю

СЧ СЧ Г» с ь с Со оъ г г» а1 а 1

СЧ (Ъ (Ч с ь М с 1 Со 1 с-1

Ф

Ц

vv оо

I о о ,ц СЧ а

5 а (б йЛ

i Е и

Гч (о

РЪ ч-(1 l 1

М 1 (о (A (О (O СО с

1 1 г-1 с-1 г с-1 Ф

Ю с

СЧ о о о е со о о г (ч сч о о

СЧ СЧ СЧ СЧ М РЪ а о о а о а

0Ъ r С СО СО В 3 с3 РЪ С 3 (Ч u) ((Ъ

Q u (.

СЧ О СЧ Ю о î î о с ь ь о о ю о

1 о ь о о

Ю с

%-1

Ю ь о х

К !.( о (о (б а

3D о х

Е со

Ц

«ц

3 а

Ю

Ю о о о о о м м.

Га с а

РЪ с-1 У с-1

Ю

Ю

Г Ъ о

Ю

РЪ о о о о (О (1 O 0Ъ (Ч (Ч СЧ с-1 о о о ю о. м о (Ч СЧ СЧ СЧ

С«1 ( и и

Ю

РЪ гСЧ (A с

Ю

СО -1 (.0 (О с-1

СЧ ь с с ь СО (Q I@I (О Р(СЧ (Ч сг оъ а со с

I» rl 13 (Ч (Ч Р 1 С"1

0Ъ О с Ч 0Ъ о с

СЧ

«сй

СЧ 3 (О СО с-1 РЪ 1 с с

СЧ CO С(Ъ CO СЧ 0Ъ

СЧ с-1 (Ч Р3 М 0Ъ ь и к

CO (.М

0ъ а со (О ь ь

Ю с.(т-1 с.(10 (О

%-1 о о а о

О СЧ (Ъ

М (гЧ -1 т"1 о о о о со о со со (Ч с-1 т-1 е о (о (ч .(о о

СЧ (Ч РЪ о о о о с с о сч (о

I ("Ъ Р Ъ РЪ о

Со

"(3 о с о (о

Ю ь о! Г 1 I I о ь

РЪ а

I !

РЪ ь о х (б а о о х

Е Е а! ф (tl (-(3,о сб о

rn (1 rl Ю (Ч о о.о о с с с с

О 1 ! ! О О О о о о о ю о о о о о о co co о о о ю

РЪ Р 1 СЧ СЧ Г Ъ М Г Ъ М (3Ъ 01 с-((Ч c((Ч Г Г с с с с с с ь оъ оъ A (о (ч с"1 Ръ а с.(с-1 (Ч с< с-1 3ч-1 с-1 Г г- (о 0 (а со

0Ъ 0Ъ 1 0 1 i (3Ъ 1 0Ъ Ql 01 Ch а o о о о о о о î о с ь с с ь ь ь с ь ь с с

o o о ю o o o o o.o o o

СО (0 СО СО 1 СО СО

C3(tA 0Ъ 0Ъ . С(Ъ (3Ъ Ch с с с с о о о о о о (о (О О (ч ч (о О О О О ю

o e м "г а (О м Ръ Ръ (ъ м ь с ь с ь ь с с ь ь с о о о о о о о о î о а ю .С» c0 сп ь н и о

Е

О

П

3 х х о

И

Ы х х б3

Ц о х (б и и о

3ч х (I3 х

3 х э е

I б- с ьЯ

ft и о х (ч о

Ц

1 с»

Il5

Х а о

Х

Х д

1-(-o о

3С

К ((3 х (б х ((3 о

1» и

tx х

3 (б а (ч ь(3 ( х

I & ь х о

1-( и

3ч о

К

2 х

0 о

1-»

> и

С! (б

З

6 х х (I3

К а ( (б х (33 о и (!3 х х и !

СЭ х (1 с х !.(825575

4Ч о о с с о о о о о о о с с с о о о

Ч сО Э г- .

ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ а о о о о с с с с

О 0 О О О о о

РЪ

C) о

M о о (Ч с

РЪ t3

lA с

ОЪ ь

%-1 сс

Ю с

4 со

О\ с

C) Ю

00 с

%-4

Ю а-4 СЧ с с

ОЪ, 10 с Ъ Ф IA (Ъ Ю с с

О\ 00

С Ъ РЪ о

% 4 с

ОЪ

CI с

44Ъ

С Ъ

Ю с

ОЪ

CC о

М

О с

° Ф

4Ч

О с О

РЪ

А

433 н

44Ъ О

° "4 Д с 45 сЧ 3(3 Ю с сч

tD с ь о с с .3 4 Ъ о о

4 Ъ РЪ с с о о

1О tA IA

РЪ м Ф с с о о о

43 1Ч N Ю tA о о о о о

tA Ю с с

О РЪ Ch Ф а-4

1 Ъ Ю с с

О 4Ч О

hl CO с3 3 tO о в со с с с

%4%4\4 л

4Ч 4"Ъ О с с с

IO 43Ъ СО

РЪ 0Ъ РЪ.

0О О О с \ \

Ф lA 00

\Р РЪ (Ч

3 О О с с с

С Ъ с3 f

4Ч 4Ч N Ю IA . Гс с с с

О 4.0О O 1О с с с

Р) 4сЪ

44Ъ

00 Н

l4 н, О и. о

Ф О

III

И ф с и и

О о

C) с

° 3 Ж сй . 30 н о

CO 03 с Д о а.

-4 O а w î сч

О О О О О с с с ° о о о о о.

1 1 3 I.

I 1 1 1 1

1 1 I I о о о о о о

С Ъ РЪ M

\О с3

\ с с

ОЪ О1 О1

1О ОЪ чФ -4

tA СЧ РЪ с с с (Ъ 1 РЪ е а о

%-4

1О .М tA

СО 00 CO с с с с-4 4с-1 а-4 н

Ф с3 С Ъ а 1 Х о о со

\ с с сО О О

4Ч о о ю с с с

3с 1Р 3 сч Ръ сО

tA о с ° с с с4 СЧ СЧ

10 Ф 0О с с

° Ф c3

О О ЪО а - 4Ъ

4 Ъ РЪ сб сФ Ф с с о о о о о

0О а О Ч

825575

Формула изобретения

Составитель i=. Сапронова

Редактор В. Йетраш Твхред А.Ач. Корректор М. Шарсши

Заказ 2487/62

Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Инвертный эмульсионный буровой

pac sop> содержащий нефть, воду амульгатор - кальциевые или натриевые ваала кубовых остатков синтетических жирных кислот, утяжелитель — барит и понизитель фильтрации, о т— л и ч а в шийся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости раствора в условиях 200 С и повышения плотности до. 1,86 г/см

Э раствор дополнительно содержит поли. акриламнд негидролизованный, а в качестве понизителя .фильтрации - высоко окисленный битум при следующем соотношении ингредиентов, мас. Ъг нефть 19,0-35,0

Кальциевые или натриевые мина кубовых остатков синтетических жирных кислот 3,0-4,5

Полиакриламид 0,3-0,45

Вода 24,0-36,0

Высокоокисленный битум 1,5-2,0

Утяжелитель-барит Остальное

tO Источники информации. принятые во внимание при экспертиз

1. Иатент США,9 3726796, ел. 252-8-5М,,опублик. 1973.

2. анторское свидетельство СССЕ по заявке В 2644836, кл. С 09 К 7/02

1978 {прототип).