Буровой раствор

 

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, гидрофобизирующую кремний-, органическую жидкость (. этилсиликонат натрия ), карбоксиметилцеллюлоэу (КМЦ-бОО) и воду, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества раствора путем повышения его фазовой стабильности при одновременном : лучшении смазочных свойств и уменьшении токсичности, он Дополнительно содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 10-15 Глина Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этил0 ,1-0,3 силиконат натрия) (Л Карбоксиметилцел0 ,1-0,3 люлоаа /КМЦ-600/ Натровые соли смеси 0,3-0,9 дикарбоновых кислот Остальное 5 Вода

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,3-0,9

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21)3335824723-03 (Z2)09.09.81 (46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72)Т. A. Мотылева, A. A. Сидоров, Б. H. Евдокимов, 11. Н. Григорьев, В. И. Белов, Ю. М. Постолов, В.A.Ïðîскуряков и В. М. Потехин (71)Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности и Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53)622.243.144.3(088.8) (56)1. Яров A. Н. и др. Смазочные добавки к буровым растворам. M.„

ВНИИОЭНГ, 1975, с. 19.

2 ° Руководство по приготовлению, химической обработке и очистке буровых растворов для бурения скважины и вскрытия продуктивных пластов в

Западной Сибири. РП 39-2-400-80, Тюмень, 1980, с. 23-24 (прототип).

„„SU„„1036135 А (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, гидрофобизирующую кремний-. органическую жидкость (этилсиликонат натрия ), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ-600) и воду, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества раствора путем повышения его фазовой стабильности при одновременном улучшении смазочных свойств и уменьшении токсичности, он дополнительно содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Глина 10-15

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этил- силиконат натрия ) 0,1-0,3

Карбоксиметилцеллюлоэа /КМЦ-600/ 0,1-0,3

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот

Вода

1036735

Изобретение относится к бурению скважин, в частности, к составам буровых растворов для промывки скважин.

Известен буровой раствор (1 ), содержащий аес.Ъ: кубовые остатки 5 синтетических жирных кислот 2, глина 30, вода 68.

Синтетические жирные кислоты обладают высокими антифрикционными свойствами, но требуют применения 10 специальных эмульгаторов и нестабильны в присутствии хлоридов, нитратов, склонны к образованию нерастворимых солей, особенно в присутствии i-,îëèâàëåíòíûõ катионов.

Наиболее близким к изобретению по составу является раствор следующего состава (2, вес.Ъ:

Глина 0,5-20

Гидрофобизирующая 20 кремнийорганическая жидкость (этилсиликонат натрия) 0,6-0,8

Карбоксиметилцеллюлоза(КМЦ-600 ) 0,1-0,3 25

Нефть 5-10

Эмульгатор 0 003-0,005

Вода Остальное

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (ГКЖ-10 )и нефть яв- ЗО ляются добавками, предотвращающими прихваты бурового инструмента, но вследствие малой адгезии нефть в области контактных давлений не обладает смазочным действием.

Кроме того, введение нефти в глинистый раствор требует применения специальных эмульгаторов, полученный раствор не обладает длительной фазовой стабильностью и имеет высокую токсичность.

Целью изобретения является улучшение качества раствора за счет повышения его фазовой стабильности при одновременном улучшении сма-.-.c÷íûõ свойств и уменьшении токсичности.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость (зтиленсиликонат натрия), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ-600 ) и воду, содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ: 55

Глина 10-15

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этилсиликонат натрия ) 0,1-0,3 60

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-600) 0,1-0,3

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот 0,3-0,9

Вода Остальное 65

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот представляют собой омыленные едким натром дикарбоновые кислоты, являющиеся многотоннажными отходами производства адипиновой кислоты путем окисления циклогексана.

Состав смеси дикарбоновь кислот, мас.Ъ: янтарная кислота 25,0; глутаровая кислота 51,2; адипиновая кислота 23,8.

Основные физико-химические показатели солей дикарбоновых кислот: кислотное число,мг К0Н,не бо1 г продукта лее 5, эфирное число 30,6, содержание солей дикарбоновых кислот 49,2826,95 мас.Ъ, содержание нитрата натрия 0,69-3,02 мас.Ъ, содержание влаги 50-70 мас.Ъ, содержание свободной щелочи не более 0,03 мас.Ъ, рН

7-10.

Улучшение смазочных свойств бурового раствора, содержащего соли дикарбоновых кислот, наблюдается благодаря .их более высокой адгезии по сравнению с нефтепродуктами и особой плоской ориентации адсорбированных молекул солей дикарбоновых кислот на трущихся поверхностях, Благодаря такой ориентации прочная конденсиро, ванная пленка, обуславливающая снижение коэффициента трения, образуется при более низких концентрациях дикарбоновых кислот по сравнению с одинаковыми жирными кислотами.

Соли дикарбоновых кислот хорошо растворимы в воде и введение в буровой раствор не требует применения эмульгаторов, что обеспечивает фазовую стабильность бурового раствора.

Кроме того, благодаря низким концентрациям вводимых солей дикарбоновых кислот и, следовательно, незначительному содержанию неразлагаемой органики (0 1-0,3 вес.Ъ } резко снижается токсичность раствора и опасность загрязнения окружающей среды.

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этилсиликонат натрия ГКЖ-10 ) выпускается согласно

ТУ 6-02-696-76 и в буровом растворе указанного состава выполняет функции разжижителя, дополнительного .стабилизатора раствора и противоприхватной добавки.

Пример 1. Минимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:

Глина 10

Этилсиликонат натPHR 0,1

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-600) 0,1

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот 0,3

Вода 89

Пример 2. Максимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:

1036735

0,3

0,2

Глина 15

Этилсиликонат натрия 0,3

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-600)

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот 0,9

Вода 84

Пример 3. Оптимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:

Глина 12,5

Этилсиликонат натрия

Карбоксиметилцеллюлоэа (KNtl-600) 0,2

Натровые соли смеси дикарбоновых кислот 0,6

Вода 86,5 технология приготовления раствора в лабораторных условиях заключается 20 в следующем.

В воду добавляют необходимое количество этилсиликоната натрия (промышленный продукт ГКЖ-10 ), затем вводят глину при непрерывном перемешивании 25 в течение 30 мин, после чего вводят

КМЦ-600 в виде 5%-ного раствора, продолжая перемешивание еще 15 мин, затем добавляют соли смеси дикарбоновых кислот и раствор перемешивают еще 15 мин на мешалке типа "3IN". 3амеры условной вязкости проводят на

СПВ-5 водоотдачи на ВМ-6, стати\ ческого напряжения сдвига на СНС-2.

Смазочную способность раствора оценивают по величине коэффициента трения пары сталь — фильтрационная корка при различном времени контакта с помощью прибора ФСК-2.

Фильтрационную корку получают при определении водоотдачи на приборе

ВК-6. Стабильность раствора оценивают по обьему выделившейся органической фазы иэ 100 мл раствора через сутки и через 10 сут.

Параметры растворов, приведенных составов, указаны в таблице. Из таблицы видно, что раствор характеризу-. ется более высокими смазочными свойствами, минимальной токсичностью .в 4050 раэ меньшей по сравнению с известным и высокой фаэовой стабильностью.

Остальные параметры предлагаемого раствора не уступают параметрам известного. Для приготовления извест- . ного раствора требуется 0,6-0,8 вес.Ъ этилсиликоната натрия, 5-10 вес.% неф" ти, эмульгатора 0,003-0,005 вес. 4,à в предлагаемом составе нефть и эмульгатор исключаются, расход зтилсиликоната натрия (ГКЖ-10 )сокращается более, чем в 3 раза. Кроме того, предлагаемый раствор имеет более низкие значения водородного показателя (рН 7,08,5 ) и, следовательно, обладает более низкими диспергирующими свойствами.

an

10 1

an ю

М о о

Г

1О

D

°, Ю

Ю

Ю

Оа о а о

00 00 с3 тР

М о о о

r с о

an О

%.о

Оа

Р ) сй

% М о о

Ф о о

an

М

<ч ю

rn я

М о о

1 с0 о

Yl

In .М

D

Г 1

Ю ( (Ч (Ч с М о о

gV) М

01 с

Ц

А Э

1ч 1.<

O 0I

O I0

Х fd !

0 Х хо

2 а

I e

1 ! а

1 IO

1 Х .

1

1

1

I

1

l а 9

Ь о Г) In

М о о

In

Ю о !

L л о

0О 00

1 Ч с 0О

1 ) с с-! 1 3 01

М

Ю Yl о

Ю ( (3 оа

00 о

Ct

I

1

1

1 .1

1 .1

1

1

«Ю

" о ъ,,0О

m o o

an Ю

Ф

СО

00 л.

0О с и

;a o »

1 о

М н сЧ OI, Ч Ю

% н ч

Ш

Ю

М гЧ

1

1 а о

Р3 е о

01

С4

1 Х

I .IOO сч

me!!00

Р, Э IO o I м0!

Е Ц Я 0! Х е!

uem e 4XOa

O X IO 0I O X et

ОХ а40Х0!! — т — -ч

1 1

1 о

Ж 1 сЧ

О4

О 1 1 о

1 з

4 I O

ll ul — l о

О В о

4 Bl О

Г 1

К nl

Х Н1 х х!

ЭО! о а к! сй

1 Ч

5 Н Х!

Х Э1 Q

Э3 сч

Х %4 еД х

& 0 — ° (3ю

О о Х а3

1

1036735

<з ч с с о о о о о о о о о

0O cF CO

%Ч (1 %!

М М М о о о

Н 00

< ° < х

Э ео (0

Х Ia

Э &

ы

Р

4V

0! х с х

Э Х

ОР, хо ох

Э х Оа хо

1ч

I0 х

I» O о х и

I Ф а

И!

Х,0

u4 х ъ 8

0!

rd

ЭХ ц х о ц оо

Ц 1-( о

Я 1

ы х

3 х х

01 Ц оо

4 а оо э Ц о

I Х

Е» I 4 (л.-х о

0 Р,O н х

О ° -.0 ожц

Х 4 е хО

O m.0I

1 46 доо

10 36735

Ъ .Составитель В. Ягодин

Техред С.Мигунова

Корректор В.Гирняк

Редактор Н. Джуган

Подписное

Тираж 639

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5937/24

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заметно упрощается технология приготовления раствора, сокращается расход реагентов и, следовательно, транспортные затраты, что немаловажно для условий Западной Сибири, исключается из состава нефть — высокоценное хими5 ческое сырье, в связи с чем практичес4 ки исключается опасность загрязненйя . окружающей среды и упрощается утилизация бурового раствора.

Экономический эффект только за счет сокращения расхода реагентов составляет 1115 руб на одну скважину