Буровой раствор на углеводородной основе

 

БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий дизельное топливо,высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, поверхностноактйвное вещество и барит, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости и структурно-механических свойств раствора, в качестве поверхностно-активного вещества раствор содерясит алкилбензолсульфонат кальция и дополнительно содержит изобутиловый спирт и глину при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Дизельное топливо24-28 Выссж оокисленный битум1,5-3,0 Негашеная известь1,5-3,0 (Л Вода0,5-1,0 Алкилбензосульфонат кальция0,15-0,35 Изобутиловый спирт 0,25-0,55 Глина3-5 БаритОстальное

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Н9) (И) 3(5D С 09 К 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

0,15-0,35

0,25-0,55

3-5

Остальное (21) 3456635/23-03 (22) 23. 06 ° 82 (46) 15.08.84. Бюл. М 30 (72 ) Л. К. Мухин, Н. В. Дудыкина, В. В. Некрасова, С. Я. Шалыт, В. В. Касперский, С. Н.Шишков, В.M.Þðüåâ, Г.Е.Петрова и A.È. Гершенович (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой прсыышленности им.И.М.Губкина (53) 622.243.445(088.8) (56) 1. Каширин В.С и др. Вуровые растворы на основе эмульсий (обзор зарубежной литературы ) ° Сер. "Бурение". M. ВНИИОЭНГ, 1971, с. 17-56.

2. Мухин Л. К. Буровые растворы на углеводородной основе для бурения в осложненных условиях и вскрытия продуктивных пластов. Диссертация на соискание уч. степ. док т. техн. наук.

М., 1972, с. 350 (прототип ) . (54) (57) БУРОВОЙ PACTBOP HA УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий дизельное топливо,высокоокисленный битум, негашеную известь воду, поверхностноактивное вещество и барит, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения вязкости и структурно-механических свойств раствора, в качестве поверхностно-активного вещества раствор содержит алкилбенэолсульфонат кальция и дополнительно содержит изобутиловый спирт и глину прн следующем соотнсшении ингредиентов, мас. %:

Дизельное топливо 24-28

Высок оок ислен ный битум 1,5-3, 0

Негашеная известь 1,5-3,0

Вода 0,5-1, 0

Алк илбензосульфонат кальция

Изобутиловый спирт

Глина

Барит

1108097

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частно,сти к буровым растворам на углеводородной основе, применяемым для промывки скважин при бурении в сложных геологических условиях.

Известны эмульсионные буровые растворы с внешней углеводородной фазой, содержащие, об.В: днсперсионную среду — дизельное топливо 50-80, дисперсную фазу — воду 20-50, диспер- 1О гирующие агенты - эмульгатор 0,1-5 $1).

Недостатком этих эмульсианных буровых растворов является значительное ухудшение их технологических свойств при попадании в них рапы (минерализованной воды) вплоть до обращения фаз.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является извест(ково-битумный раствор на углеводород-20 ной основе (ИБР ) Г23, следующего состава, мас. Ъ:

Высокоокисленный битум 15-25

Известь негашеная 20-30 25

Вода 3-6

Апкиларилсульфонат натрия 0,5-1,0

Окисленный. петролатум 0,5-1, 0

Ди з ель ное топлив о Остальное 30

При необходимости раствор может содержать нефть и может быть утяжез лен баритом до плотности 2,0-2,3 г/см.

Недостатком ИБР является большой расход битума и извести, что определяет повышенные реологические и структурно-механические свойства системы, а также сильное структурирование во времени. Прочность структу. ры ИБР за 24 ч может достигать 100 Па.4

Кроме того, попадание в ИБР минералиэованной воды (рапы) приводит к å большему росту его реологических свойств. Их регулирование, осуществленное дополнительным вводом исход- 45 ных компонентов, приводит к увеличению объема, т.е. большим наработкам бурового раствора.

Целью изобретения является сниже- 50 ние вязкости и структурно-механических свойств раствора.

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор.на углеводородной основе, содержащий дизельное 55 топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, воду, поверхностно-активное вещество и барит, в качестве поверхностно-.активного вещества содержит алкилбензолсульфонат калым ция и дополнительно содержит изобутиловый спирт и глину при следующем соотношении ингредиентов, мас, Ъ г

Дизельное топливо 24-28

Высокоокисленный битум 1,5-3,0

Негашеная известь 1,5-3 0

Вода 0,5-1,0

Алкилбензалсульфонат кальция 0,15-0,35

Изобутиловый спирт 0,25-0,55

Глина 3-5

Варит Qcтальное

Приготовление бурового раствора осуществляют следующим образом.

В 1/2 рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании последовательно вводят битум, известь и воду (расчетное количество на гашение извести ). В результате реакции гашения извести смесь разогревается, что вызывает глубокое диспергирование битума, омыление кислых составляющих углеводородных компонентов и гидрофобизацию частиц гидроокиси кальция асфальтосмолистыми веществами. Затем с оставшимся количеством дизельного топлива вводят алкилбензалсульфонат кальция (ABC-Са ТУ-6-01-959-77) в изобутиловом спирте (в соотношении

40-60 ), барит и глину. Смесь тщательным перемешиванием доводят до однородного состояния.

В данном буровом растворе реологические и фильтрационные свойства ре улируются не только соотношением ароматических и парафиновых углеводородов в дисперсионной среде и изменением сольватации коллоидно-дисперсных частиц асфальтенов, но и эа счет присутствия глины и ПА — алкилбензолсульфоната кальция в иэобутиловом сп ирте.

Пример. В 302,65 мл дизель, ного топлива вводят 40,4 г битума, 52 г окиси кальция, 18,7 мл воды и перемешивают до полного гашения извести. Затем систему обрабатывают

4,9 r алкилбензалсульфоната кальция, 7,3 г изобутилового спирта, 1308,7 г барита и 80, 8 г глины, диспергированных в 302, 65 мл остального дизельного топлива. Затем раствор перемешивают не менее 1 ч, и он готов к применению. Буровой раствор имеет следующий состав, ма с. Ъ:

Высокоокисленный битум 2, 0

Дизельное топливо 25,11

Известь 2,66

Вода 0,84

Алкилбензолсульфонат кальция 0,24

Изобутиловый спир.т 0,36

Глина 4,0

Барит 64,79

В табл. 1 приведены различные составы предлагаемого раствора, а в табл. 2 — свойства этих составов.

1108097

Табло!а1

Состав растворов, мас.в

РастВода вор

Иэобутиловый .спирт

Битум

Варит Сульфонат

Известь

Дизельное топливо

Глина

1 1 29 2224 1 41 0 5 0 10 0 16. 2 5 6501

0,15 0,25 3,0 65,10

О, 24 0,36 4,0 64,79

О, 55 .5,0 63, 10

0,35

5 3,79 21,21 3,70 1,3 0,40 0,60 6,0 63,00

Прототип

64,35 1, 0 1,0 4,95

4,00 16,19 6,30 2,21

Таблица 2

Свойства растворов

Раствор

Фильтрация Ф, см

Статическое напряжение сдвига,Плотность Вязкость г/см УВ, с уо

1 д Па а" а. Па

q24

3 Па

19,5

2,02

29,6

200

47

2,02

180

18,3

22,0

2,02

170

17,7

4,5

13,0

2,02

386

42,8

29,5

28,6

2,02

Прототип

2,02

660

105,0

35,0

40,0

Выпадает барит.

Возрастает вязкость и предельное статическое напряжение сдвига. гих IIAB (например карбоновых кислот, органических аминов, оксиэтилированных алкилфенолов - ОП-4, ОП-10 ) не

60 обеспечивает заданных реологических свойств буровых растворов, необходимых для бурения глубоких скважин, вследствие плохой раст-. воримости IIAB в углеводородных

Из табл. 1 и 2 видно, что выход эа пределы укаэанных концентраций глины и IIAB приводит в первом случае

1 меньше нижнего предела) к обраэова нию нестабильной системы и выпадению утяжелителя, во втором случае (выше верхнего предела ) резко возрастают структурно-механические свойства бурового раствора. Использование дру2 1,50 28,00 1,50 0,5

3200251126009

4 3,00 24,00 3,00 1,0

Алк илбенз олсульфонат, Са

Окис- Нефть ленBbl A петро лат ум

Состав итель В. Ягодин

Редактор Т.Колб Техред М.Надь Корректор И.Муска

Заказ 5834/17 Тираж 634 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4

Предлагаемый раствор отличается от прототипа более низкими значениями вязкости и структурно-механических свойств, что обеспечивает улучшение работ буровых насосов и увели чивает выносную способность раствора.