Инвертный эмульсионный буровой раствор
ИНВЕРТНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВС РАСТВОР, содержащий дизельное топливо, В01ДУ, хлористый .КсШЬЦИЙ, кубовые остатки синтетических жирных кислот, окись кальция и олеофильный бентонит, от лич ающийс я тем, что, с целью повышения его тер мостойкости до , он содержит в ;качестве олеофильного бентонита бентонит , модифицированный октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диоктадецилдиметиламмоний хлоридом при следующем соотношении ингредиентов, мае.ч.: Дизельное топливо 39-46 вода35-47 Хлористый кальций 6-14 Кубовые остатки , синтетических йсирных кислот1,5-2,5 Окись кальция 3,0-4,5 Бентонит, модифици-и рованный октадецилсл диметилбензнламмоний хлоридом и диоктадецилдиметиламмоний хлоридом0 ,5-1,0 §
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И), 1» 5-2,5
3 0-4, 5
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3267220/23-03 (22) 27.03.81 (46) 30 07 83. Вюл. В 28 (72) С.Н. Шишков, Г.В. Шишкова, Б.В. Касперский и Л.П. Вахрушев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622. 243 ° 445 (088. 8) (56) 1. авторское свидетельство СССР 9 753887, кл» С 09 К 7 06 1978.
2. Скальская У.Л.. и др. О смазывающих и антикорроэионных свойствах прямых и обратных эмульсий. - Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений, вып. 14, Львов, Внща:школа, 1977 (прототип). (54)(57) ИНВЕРТНЫЯ ЭИУЛЬСИОННЫЯ БУ-.POBCN PACTBOP, содержащий дизельное топливо, воду, хлористый кальций, кубовые остатки синтетических жирных кислот, окись кальция и олеофильный бентонит, .отличающийся тем, что, с целью повышения его тер« мостойкостн до 180 С, он содержит в; качестве олеофильного бентонита бентонит, модифицированный октадецилди метилбензиламмоний хлоридом и диок.тадецилдиметиламмоний хлоридом при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
;дизельное топливо 39-46
Вода 35-47
Хлористый кальций 6-1 4
Кубовые остатки синтетических жирных кислот
Окись кальция
Бентонит, модифицированный октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диоктадецилдиметиламмоний хлоридом 0 5-),0
1032009
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к эмульсионным буровым растворам на углеводородной основе (ЭРУО) применяемым при бурении в сложных геолого-технических условиях.
Известен ЭРУО, содержащий углеводородную фазу, водный раствор хлористого кальция, эмульгатор — кубовые остатки синтетических жирных кислот, известь и структурообразователь 1О технические жирные кислоты, являющиеся побочным продуктом йроизводстна себациноной кислоты f lj.
Недостатком этого ЭРУО является отсутствие тиксотропных свойств 15 при 110-120 С, что приводит к выпадению утяжелителя.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является
ЭРУО, содержащий дизельное топлино, водный растнор хлористого кальция, эмульгатор - кубоные остатки синтетических жирных кислот (КОСЖК), стабилизатор — окись кальция, .йонизи7. тель фильтрации †.нысокоокисленный, 25 битум и структурообразователь — оле офильный бентонит, модифицированный алкилбензилдиметиламмоний хлоридом (АБДМ) (2 ).
Недостатком этого ЭРУО является его ограниченная термостойкость (до 150ос)
Цель изобретения - повышение термостойкости растнора до 180 С.
Поставленная цель достигается тем, что инвертный эмульсионный буровой растнор, содержащий дизельное топлино, воду, хлористый кальций, кубовые остатки синтетических жир.ных кислот, окись кальция и олеофильный бентонит, содержит н качестве .40 олеофильного бентонита бентонит,моди. фицированный октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диоктадецилдиме.тиламмоннй хлоридом при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: 45 дизельное топливо 39-46
Вода 3 5-47
Хлористый кальций 6 14
Кубовые остатки синтетических жирных кислот 1, 5-2, 5
Окись кальция 3,0-4,5
Бентонит, модифицированный октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диоктадецилдиметиламмоний хлоридом О, 5-1,0
Модификация бентанита осуществляется по известному способу.
В лабораторных условиях готовят общую пробу неутяжеленного раствора следующего состава, мас.ч °: дизельное топливо 42
Вода 42
СаСе 10
КОСЖК 2
СаО 4
Эмульсию готов ят н следующей последовательности, В расчетное количество дизельного топлива вводят расплавленные КОСЖК и порошкообразную окись кальция, имеющую не менее 60% активной части, Полученный углеводородный компонент интенсивно перемешивают в течение
10, мин.
Водную фазу готовят отдельно,для чего н пресной воде растворяют СаСЕ .
Уров ень минерали зации водной фазы контролируют по плотности, измеряемой пикнометром. Водный и углеводородный компоненты смешивают и эмульгируют при помощи мешалки типа 40 йри 4000 об/мин в течение 30 мин.По лученную неутяжеленную эмульсию нагревают на электроплитке.до 60 С для лучшего распределения высоковязких кальциевых мыл на границе раздела фаз, после чего производят повторное эмульгиронание в течение
10 мин.
Приготовленный неутяжеленный раст ! нор разделяют на четыре пробы. В пробу 1 добавляют 1% олеобентонита, полученного модифициронанием бензонита алкилбензилдиметиламмоний хлоридом (прототип) в пробу 2 - О, 5Ъ, в пробу 3 - 1Ъ и в пробу 4 - 1,5% олеобентонита, полученного модифициронанием октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диокстадецилдиметил» аммоний хлоридом< Растворы утяжеляют до плотности 1,7 г/см сухим баритовым .Утяжелителем и дважды автокЛанируют н автоклавах низкого давления при 1800С н течение б ч. После каждого азтоклавиронания контролируют седиментационную устойчивость (разность плотностей верхнего и нижнего слоев эмульсии), электростабильность (Э), показатель фильтрации при 20 С, условную вязкость (УВ ) и статическое напряжение сдвига через 1 и
1 0 MHH покоя — Qg/gp
В табл. 1 представлено влияние температуры на свойства буровых растворов, в табл.2 - зависимость параметров ЭРУО от состава, 1032009
Ю ГЪ
РЪ EP
Ill Я) 1
g I
I (I
Ю (Ч РЪ хм
pl о н о
РЪ ("Ъ О СП О
РЪ LA
CP
) л л
I
I (1
1
1
I
l
l
О1
СЧ
Ю
Ю
РЪ
cl
Ю Ю
lA
РЪ РЪ 21(o
) l СЧ Ъ
I ! о (eo l
l CS о ——
I СЧ 1
1 Ю )
t лI 4
Х N4 I
I МЪЦ( х )О
I a
К 1:ъО(I (1 се )
I g I Я ()О .! Ol
1 Н 1 О-. I
1 ф 1 4 l
) о
1 (((1 I ((Ъ I
) I 1
I 1
I ф ( (Ч
Ю
Ю
\О ф л л Р
° -(Pl
LA
Л(teal (1
РЪ
Ю (Ч л tA
Ю
ГЧ л
I
l
l
I
1
I.
1
I
1 )
1
1
), ! !
1О
СЧ
Ю
Ю
1Л Ф
1
ОЪ
° Ф
4Ч
° 4 ( л!
Cl
СЧ
СЧ o
МЪ СЧ
Ю
Ю
1 оа и
И М н
О л н
4 о о
М а
I
I
1
I
1
1
I
4 (() I и
О 1 О (! (m
О 1 ю о
Н 4 о (a
4. 1 а 1 о
1 и
4 1 О
Ф I Д и о .И о e
Щ 1
o (З (о.
4 I и I ф
В . I a
I3
1 4 н, 4 I a ф н
Cl I
g I
Х 1
К .Ю
Х л 4 1
Х Ng I
4 л(1!
Ф 1 о а, 1 о
Х 1 Ю р) 1
I ((М-(" O(ov (НО 1 — — -1
До ( фф Р. 1 л I g ( о- (eo 1
4 I N I
<Ч 1
Г ф 1 (((1 ((Ъ о о (u о
Ю
ill cn л Я
О 1 к (e
М I х )
4 I.о ф 1 л о ) е! (Ъi I i M !
ЮЦ)
О 1 ((Р
1-1;ъo)
mO I
4 1
Ю) к, Оф! 3(С л)аО(I Ig)
1 1 )л 1 (1 ф 1 1
1 д
O 1Cn о
И . I о
Ю Ю
Ю
Ю Ю л о ! (Ю .О
<Ч- IA
Q РЪ Р Э
И
A ( о
Н 1 Л а о
l(I
f4 ОЪ чФ
O <Ч
С4 (Ч
Ю
Ю Ю
С Ъ
СЧ
РЪ
О\
IA
LA
Cl
Cl
Ch
РЪ
1032009
Таблииа2
» и параметры раствора при 180 с
Проба, состав эРуО, мас.и. после первого автоклавирования после второго автоклавирования г
89 эв Ув (1/10 дпа dp эв Ув 1/10 дпа г/см
C г/см с
Дизельное топливо 39
47 вода сacP„
2,5
К ОСЖК
4,5
СаО
39/69
1,0 0,0 320 25, 63/97 0,01 330 30
Олеобентонит дизельное топливо 41 1
Вода
42 3
Сесе
2 КОСЖК
10,0
2,0
3i8
СаО
0,8 0,01 390 23 49/87 0,02 360 26 27/45
Олеобентонит дивельное топливо 46
35 вода
3 Сас1
КОСЖК
1,5
3,0
Сао
0,03 320 24
12/30
О, 50,,02 340 19 24/45
Олеобентонит
Составитель В. Ягодин
Редактор О. Сопко Техред И.Гайду Корректор.Ю. Макаренко
Заказ 5327/30 Тираж 639 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Качеств енный состав и сост ношение компонентов проб 2 4 (табл.2) позволяет получать ЭРУО с высокой элект» ростабильностью (Э 500 В) и низкой 4р фильтрацией (Ф 0-0,5 см ) до автокла вирования, значительно превосходящие по данным покаэателям прототип (Э220250 В, Ф2,78-4,44 км ).
Предлагаемый раствор термостоек 45 до 180оС, сохраняет при этих темпера- турах высокую агрегативную и седиментационную устойчивость, имеет значительные фильтрационные потери при
150 С (2,5 см ) несмотря на отсутствие понизителя фильтрации - высокоокисленного битума, содержащегося в составе-прототипе.
Таким образом, бентонит, модифицированный октадецилдиметилбензиламмоний хлоридом и диоктадецилдиметиламмоний хлоридом, является.в ЭРУО понизителем фильтрации, стабилизатором и структурообразователем, Содержание в предлагаемом растворе модифицированного бентоника в количестве 0,5-1,0% является с точ-, ки зрения седиментационной устойчивости оптимальным, При повышении концентрации его в растворе больше
1,0% существенно возрастают структурно-.механические показатели, что приводит к большим гидродинамическим давлениям при промывке скважин.
