Инвертный эмульсионный буровой раствор

Инвертный эмульсионный буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Республнк

<,>874740 (6() Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 2101,80 {21) 2872069/23-03 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень N9 39

Дата опубликования описания 23.1081 (53)hh Х„з

С 09 К 7/06 Государственный комитет

СССР но яакам изобретений н открытий (53) УДК622.243 ° 445 (088.8) ! с (72) Авторы изобретения

A.Â. Казьмин и A.È. Козубовсний

1 .

1 (1

Западно-сибирский научно-исследователъекм з-=рееложраз ведочный нефтяной институт Министерства геологии РСФСР (7.1) Заявитель (54) ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углеродной основе (РУО).

Известен инвертный эмульсионный буровой раствор, содержащий Ъ нефть или нефтепродукты 5-30; воду 70-95; эмульгатор, например пентол, 0,1-1, бентонит 0,3-1 и хлористый натрий до 5 (1).

Однако термостойкость такого раствора недостаточна высока, а для ее повышения в раствор дополнительно необходимо вводить коллоидный раствор

KNQ или другого защитного реагента. 15

Наиболее близкими по составу к предлагаемому является инвертный эмульсионный раствор (ИЭФ), содержащий следующие компоненты, Фг диспер" сионная среда (нефть или нефтепродук- 20 ты) 37-40; эмульгатор П рода — синтетические жирные кислоты (СЖК) 4-5). твердый эмульгатор П рода кремнийор-. ганическое соединение 1,5-3; дисперсная фаза (вода) до 70 (2). 25

В качестве кремнийорганического соединения, выполняющего в данном, составе ИЭР ответственную роль стабилизирующей добавки, использованы этилсиликонат натрия (ГКЖ-10), метилсили-.30 конат натрия (ГКЖ-1) и полиэтилгидридсилоксан (ГКЖ-94). Кроме того, ИЭР может содержать утяжелитель — выбуренную породу, барит и др.

Однако известный ИЭР теряет агрегативную устойчивость при 200оС и выше и не восстанавливает свои свойства после охлаждения его до комнатной температуры.

Цель изобретения — повышение термостабильности ИЭР.

Для достижения поставленной цели .инвертный эмульсионный буровой раствор, содержащий нефть или нефтепродукты, воду или водные растворы солей, нейтрализованные синтетические жирные кислоты и кремнийорганическое соединение, в качестве последнего. Раствор содержит фенилсиликонат натрия, .причем соотношение ингредиентов следующее, об. В:

Нефть или нефтепродукты 30-73

Нейтрализованные СЖК 1-4

Фенилсиликонат натрия 0 5-2

Вода или водные растворы солей 21-64,5

Введение фенилсиликоната натрия в состав ИЭР вместо алкилсиликонатов натрия и полиэтилгидридсилоксана существенно повышает термостабильиость

874740 растворов и улучшает их структурномеханические показатели.

Механизм повышения термостабильнос ти ИЭР при введении в них фенилсилико ната натрия сводится к повышению степени экранизации за счет большого размера кремиийорганического радикала. Это подтверждается тем, что крае вой угол смачивания на прессованных образцах бентонита и баритов, используемых в качестве наполнителей, в случае фенилсиликоната натрия превы-. шает иа 10-15 угол смачивания образцов, гидрофобизированных этил- или метилсилоконатами натрия.

Параметры инвертного эмульсионного бурового раствора могут изменяться в 15 зависимости от соотношения компонентов в следующих пределах: плотность

0,90-2,30 г/см, условная вязкость по СПВ-5 100-1000 с; статическое напряжение сдвига 10-100 мг/см ; напря- 2{} жение пробоя 380 В при 70 С и 80-90 в при 20 С.

Технология получения инвертного эмульсионного бурового раствора заключается в растворении СЖК в органической среде, добавлении и эмульгировании мииералиэованной водной фазы при интенсивном перемешивании или обработке ультразвуком. После эмульгирования осуществляется нейтрализация СЖК эквимольным количеством гидроксида ще" лочного металла и добавление фенилсиликоната натрия. При этом эмульсии проверялись в наиболее жестких условиях, т. е. при одновременном воздействии высокой температуры и добавок утяжелителя, так как повышение содержания твердой фазы ухудшает свойства инвертных эмульсий,и снижает их тер мостабильность.. Для различных партий

СЖК, имеющих разное кислотное число, величина добавки фенилсиликоната натрия определяется расчетным и опытным путем. Практически содержание СКЖ в зависимости от кислотного числа обычно колеблется от 1 до 4Ъ. Чем меньше кислотное число СЖК, тем больше расход. Оптимальное содержание СЖК из партии, использованной в экспериментах, составляло около 2,5В.

По описанной технологии получены

ИЭР, составы которых, параметры растворов и зависимость напряжения пробоя ИЭР от температуры представлены в таблице.

874740

) o

I Фч

1 N

D D о

>с

aA e

an > "

o o Ф о

I Фч !! i

I 1 о ь

Фч !

o e o о

Ф о о о

О л о о о о ,л р

Л 4 о o o о о о м о о л л о

М л о о

Фч л л

О О м

1 о

1, °

» -Л

1 о

1 ф 1

«4

1 I

\ ° о о

4»l М о

Фч

О

D е о е о о а ° о а

«4 о D

Ф Ъ»У

» л о о

1О

» о о о IO 1О . Ф

О е о ь

a>a N о о

Ф Ъ ф о о

° Э IA е л

1 О, 1

Фс л

Ч о

Ф о о

Ф.>с

МЪ

»ч

° М л о о о

° 4 о

1 о о а»>Ф

» л о о а о л

C о е

В о

Ю

\ 3 о а

I л

« — — — \ о о о

Фч е л л л о о

Фч а

«е л о

IO

° 4 о о о

>с Ф Э л» л

D а л о о

О» IA л

)> х х ф

>) а

И

»а> ж

D

Ю

° 4 о о

Ф»O

° Л о о о о аА Ф an 44 е ФЧ N. N о о ч . Ю

Фч сч

Ф о

»О

ФЧ

D -О ф»ФЪ

4 о о

«» 3 о

Фч о о

Фч

N ФЧ а

Ф м о

Фс

» Ъ о о ф Ю

«4 М о

Ф"Ъ о о

aA aO

Ф"Ъ Ф Ъ о о

° М IA

»Ч Ф Ъ

I I

I CI. 1 аА

1 1

Г» о

»ч о о а an

N N ь

Cl

° Ф ь ф

>»Ъ о о ап»>а

»ч м о о

М о о о о

Ф Ъ М о о ап»о

N Ф Ъ

> О I! ФЧ l о о

МЪ

МЪ

М

Ф Ъ ч> Фч л

"с

Ф о.

° °

44 I ох

° о

I оо

>.> 1

lO

Ф а м а

«е ФЧ

IO Ю

«4 о о "о ф

N М »О

° Ф »О МЪ

ФЧ

IA

° 3 а

ФЪ л ь э о о

« » е»» Я в v б»

Й

X ф о а

ФЪ >с

Ф t о о

N N л м о о

»ч о

an N а ф

МЪ о

D о

D о ф л о

° 4 о о

МЪ an

«4 М с но

I I

Ъ и I о! 1

I >4 1

>с с с

° л а с

» °

>с с л ф с с л л

1О с

>с с

6 ° аО 1О с с л

Ю с е!

I Ф> > фg>

Х Н> нх! » > I

Н 4ФФ I х 1

a °

»>> >> I а ф

В I о

ФЧ

4 о Ф

«е о Ф сп О м м ю л л ° ° л о

N Фч

4 Л» л еч

ФЧ

«» 4

° °

Фч л о о с с

° N с

° ° о о -о с с с

» л а еч м м о с л

IA с о

«ч о о с \

° ФФ

lO»Ф а

\ а

ЧФ а с с а ..а

N N о ° «з с с с ч ч Фч

N N N о

° » еч о о с м м о с

МЪ с м о о с с м Фч а с

Ф Ъ а с

N о е

° с

Ф"\ м а о с с м м о о

О ф

Ю о

° ° о о с с л л о О с с л -ФЧ

Ф МЪ с с о о

1 ! с

«е с

Фч

1 . » 1

1 I

) ф

1 Га 1

1-Š— Й

> ахо ха»

> хн ю цо

> DO»>I

I М)>01

«»" — -»

1 «> I

° I Ъх>4 1 ! й„ц

» 1»»Xm

>>Ъ>ХКХ I

«

I I I а aхз е нза

1 фВ )I 1 о хоо > о с — — »

1 t

11Ь кхх

I Х Х I

ХКНХ>

Ieà»Oà>

1 е»иа1 о o e o О о î o o e o o o

N Î О О О О О О О О О О О

1 I 1 1 1 1 1 !

/ с

i н

I о

I

К

I

A о н

»Ф>

>4

1»I>

1 !

I

ФФФ

6

1 а

I ф

1 >Ф> н

i x

1 41

1 д

1 о

1 ж

Ф>

I

1 1„

X

1 о

1 > ю о

1 ц >

O Î

o) сч

1 >>> ф

1 > и ох

z >." о

I >» Ю

I °

1 ф

1

l

1 Ф>>

I !

1 р»

1 ! ф

1 Х

I а

874740

Формула изобретения

Составитель В. Ягодин

Техред С,Мигунова КорректорМ. Шароши. Редактор Н. Данкулич

Заказ 9256/42 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фнлиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, термостабильиость предлагаемого ИЭР значительно превышает термостабильность известного ИЭР. Свойства предлагаемого ИЭР позволяют испольэовать его в условиях высоких забойных температур, особенно при бурении глубоких нефтяных и газовых скважин.

Инвертный змульсионный буровой раствор, содержащий нефть или нефтепродукты, воду или водные растворы солей, нейтрализованные синтетические жирные кислоты и кремнийорганическое соедиpease, отличающийся тем, что, с целью повышения термостабильности, в качестве кремнийорганического соединения раствор содержит фенилсиликонат натрия, причем соотношение ингредиентов следующее, об. %:

Нефть или нефтепродукты 30-73

Нейтрализованный СЖК 1-4

Фенилсиликонат натрия 0,5-2

Вода или водные растворы солей 21-64,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Ю 234285, кл. С 09 К 7/06, 1967.

2. Казьмин A.Â. и др. Способ обращения фаз нефтеэмульсионного раствора. — Бурение скважин в условиях

Западной Сибири . Труды Сибирского

НИИГП. Тюмень, 1977, вып. 7, с. 3035 (прототип) °