Промывочная жидкость для бурения скважин

Промывочная жидкость для бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсимк

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТБЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 06,12.79 (21) 2863846/23 — 03 с присоединением заявки 34 (53)IVL. Кл.

С 09 К 7/02

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

IIo делам изебретеиий и атерития

Опубликовано 23.02.82. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 23.02.82 (53) УДК 622.243. .444 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Бражененко, Н. М. Гавриленко, А. Н. Д

А. А. Кожевников, И. И. Мнушкин и В. Ф.

Днепропетровский ордена Трудового Красного 3 горный институт им. ApreMa Министерства вь.с о и среднего специального образования Украинско CCP "и" (7I ) Заявитель (54) ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

0,05-0,5

0,1 — 0,15

0,1 10

Остальное

Изобретение относится к промывочным жидкостям, применяемым при бурении скважин на твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Известны промывочные жидкости, применяемые при бурении скважин, содержащие сма-.

5 зочные добавки — смесь гудронов или

СМАД вЂ” 1, которые позволяют уменьшить гидравлические сопротивления при циркуляции жидкости (1).

Однако данные смазочные добавки — смесь гудронов и СМАД вЂ” 1 позволяют незначительно снизить величину гидравлических сопротивлений (10 — 30%) °

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является промывочная жидкость, содержащая водорастворимый длинноцепочный полимер анионного типа и добавки (2).

Однако при циркуляции промывочной жид-. кости, содержащей длинноцепочный полимер анионного типа, в скважине происходит быстрая деструкция полимеров всл длвие влияния оксидов железа, покрывающих металлические

;поверхности (бурильные трубы, детали насоса и т. п.), что приводит к значительному снижению эффективности их действия. Это вызвано тем, что оксиды двух в и трехвалентного железа, имеющие положительный электро. кинетический потенциал, ацсорбирует анионактивный полимер, что приводит к его деструк. ции и высаливанию..

Цель изобретения — создание промывочной жидкости, обеспечивающей увеличение времени снижения гидравлического сопротивления с одновременным повышением антифрикционных своиств.

Поставленная цель достигается за счет введений в промывочную жидкость в качестве добавок сульфонола и латекса при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Водорастворимый длинноцепочный полимер анионного типа

Сульфонол

Латекс

Вода

907055

Промывочная жидкость

Содержание компонентов, мас.%

Коэффициент гидравлического сопротивления

Поверхностное натяжение, манж/м

Вода

100,0

0,031

72,8

0,52

Вода

СМАК вЂ” 1

99,0

1,0

0,031

0,41

0,69,4

98,0

2,0

Вода

СМАД вЂ” 1

0.030

0,36

0,685

96,0

4,0

Вода

СМАД вЂ” 1

0,026

0,68,3

0,34

99,5

0,5

Вода

Смесь гудронов

0,031

0,56,2

0,42

Вода

Смесь гудронов

99,0

1,0

0,024

0,44,5

0,30

Вода

Смесь гудронов

99,0

2,0

0,39,6

0,023

0,28

99,0

0,1

Вода

-Сульфонол

33,4

0,36

0,030

Вода

С ульфонол

99,85

0,15

30,8

0,32

0,030

99,96

0,05

Вода

Полиакркламид

0.39

0,020

0,2

99,90

О,!О

Вода

Полиакриламил

0.36

0,28

0,015

Как показали реэульгагы лабораторных исследований, латексы представляют собой нсстабильные сисгемы. Исходя из этого, был использован структурно-механический принцип лабили ации латексов (повышение устойчивости), характеризующийся высокой прочностью адсорбционных слоев ПАВ, как наиболее

>нмверсальньгй и высокоэффективный, Для этой цели были использованы ионногенные поверхностно-активные вещества (сульфонол). 10

Сущность механизма устойчивости заключаегся в том, что адсорбционный слой и связанные с ним сольватные оболочки обладают достаточно высокой структурной вязкостью, а при повышенных степенях насыщения — упругостью !% и механической прочностью на сдвит. Прм эгом защитное действие адсорбционных слоев состоит в том, что высоковязкая црослопка среды между сближающимися частицами нс успевает выдавиться, а адсорбционно-сольватные слом, благодаря упругости и механической прочности, сопротивляются значительным разрушающим усилиям, Оптимальная концентрация сульфонола, обеспечивающая высок>ю стабильность латексов, снижение коэффициента трения и поверхностного натяжения промывочной жидкости в целом. составляет 0,1 — 0,15 вес.% .

Данные по определению гидравлических сопротивлений, продолжительности существования эффекта, коэффициента трения и поверхностного натяжения для различных рецептур промывочной жидкости в сравнении с другими жидкостями приведены в таблице.

Время сущест- Коэффищгования зффек- ент трения та1 ч

9() 7() 55 ь

Продолжение таблицы

Промывочная жидкое и (олержанис комп олен гон, мае.%

Коэффициен г гидравлического сопротивления

Время суицест вования эффе та, ч

Повехностное натяжение, мДж/м

Коэффицинт трения

Вода

Полиакриламид

99,5

0,5

55,7

0,35

0,30

0,014

99,75

0,15

0,10

Вода

Сульфонол

Полиакриламид

30,4

0,31

0,28

0,015

99,35

0,15

0,50

Вода

Сульфонол

Полиакриламид

30,4

0,28

0,30

0,14

99,25

0,15

0,5

0,1

Вода

Сульфонол

Полиакриламид

Латекс

30,4

0,25

0,75

0,14

Вода

Сульфонол

Лолнакриламид

Латекс

Вода

Сульфонол

Полиакриламид

Лате кс

98,85

0,15

0,5

05, 98,35

0,15

0,5

1,0

30,4

0,22

Более 1,3 ч

0,14

30,4

0,21

Более 1,5 ч

0,14

Из данных таблицы видно, что оценку эффективности действия промывочных жидкостей можно производить по их способности снижать гидравлические сопротивления, коэффициент трения, поверхностное натяжение, а также по времени существования эффекта.

Введение в состав промывочной жидкости сульфонола и латекса позволяет увеличить продолжительность существования эффекта в 5 — 7 раз и снизить коэффициент трения в ),3 раза.

Технология приготовления промывочной жццкости заключается в следующем.

В глиномешалке приготавливают водный раствор сульфонола и длинноцепочного полимера анионного типа, затем вводят раСчетное количество латекса 0,1 — 1,0 мас.% и содержимое перемешивают в течение 10 — 15 мин.

Введение в состав промывочной жидкости, содержащей водорастворимый длинноцепочный полимер анионного типа, добавок латекса и сульфонола позволит устранить деструкцию полимера, а следовательно, длительное время поддсрживать зффект снижения гидравлических сопротивлений при циркуляции жидкости в трубах и в кольцевом зазоре, что позволит снизить износ бурового оборудования и увеличить глубину бурения. Кроме того, обладая высокими антикоррозионными и антифрикционными свойствами и низким поверхностным натяжением, промывочная жидкость позволит значительно уменьшить износ бурильных труб, расход мощности на вращение и увеличить производительность бурения на 10 — 15%, а также уменьшить стоимость одного метра на, 0,9 — 1,0 руб. При объеме внедрения предлагаемой промывочной жидкости 500 тыс. метров, общий экономический эффект составит 450500 тыс. рублей.

Формула изобретения

Промывочная. жидкость г1ля бурения скважин, содержащая водорастворнмый длинноцепочный полимер анионного типа и добавки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения времени снижения гидравлического сопротивления, с одновременным повышением антифрикцнонных свойств, она в качестве до.

907055

Составитель A. Балуева

Техред

Редактор Н. Егорова

Корректор Г. Па сарова

Заказ 516/33 Тираж 658

ВНИИПИ Государственного комитета C(YP ло делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-3.. Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "11агент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4 бавок содержит ла екс и сульфонол при следуянцем cooTHîï eïèè компонентов, масЛ;

Водорасгворимый цлнннопепочный полимер анионного типа 0.05 05

Сульфонол О,1 — 0,15 з1атекс 0,1 --1,0

Вода Остальное

Ис точник и ин форма сии, принятые во внимание при экспертизе

1. Яров А. H. и др. Влияние смазочных добавок на величину гидравлических сопротнв5 лений.— HTC "Бурение", 1973, Н 1. с. 20--21. 2. Ларлн Э. С, Х. Преимугдества полимерных буровых растворов.— "Инженер нефтяник", 1977, 11 l0, с. 45 — 49 (прототип}.