Смазочный состав для глинистых буровых растворов

 

Изобретение относится к нефтегазодобьгоающей промьшшенности и предназначено для бурения скважин. Цель изобретения - повьшение антифрикционных и антиабразивных свойств бурового раствора при одновременном улучшении транспортировки смазочного состава. Смазочный состав для глинистых растворов содержит высокомолекулярные жирные кислоты, неионогенное поверхностно-активное вещество ,и щелочной агент. В смазочный состав дополнительно вводится бентонитовая глина, графит, канифоль, а в качестве щелочного агента используется каустическая сода. Смазочный состав включает следующие соотношения ингредиентов, мас.%: глина бентонитовая 10-15, графит 10-15, каустическая сода 1,5-2,0 тампонажное поверхностно-активное вещество 2-3, высокомолекулярные жирные кислоты остальное. При таком соотношении ингредиентов снижается абразивноеть потока бурового раствора по сравнению с известным составом в 1,6-1,7 раза, а коэффициент трения в паре - элемент бурильной колонны - фильтрационная корка бурового раствора - в 2-2,3 раза. Смазочный состав готовят путем смешивания вышеуказанных ингредиентов. Полученный смазочный состав - полутвердая масса темно-коричневого цвета со слабо выраженным специфическим запахом, плотностью 1,16-1,19 г/см . Смазочный состав при температурах 20-25 С и механическом перемешивании растворяется в воде и в глинистом растворе. А при температуре 50-60°С - без механического воздействия. 4 табл. i (Л го ел о 00 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 09 К 7/02

OflHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3867385/23-03 (22) 07.01.85 (46) 15.09.86. Бюл. ¹ 34 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по комплексной переработке минерального сырья с опытным производством АН АЗССР и Управление геологии АэССР (72) Н.Г.Дадашев, А.У.Мамедов, И.И.Тагиев, П.Ф.Разуваев и Э.Б.Караш (53) 622.243.144 ° 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051105, кл. С 09 К 7/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 812824, кл„ С 09 К 7/06, 1977. (54) СМАЗОЧНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьпппенности и предназначено для бурения скважин.

Цель изобретения — повышение антифрикционных и антиабразивных свойств бурового раствора при одновременном улучшении транспортировки смазочного состава. Смазочный состав для глинистых растворов содержит высокомолекулярные жирные кислоты, неионогенное поверхностно-активное вещест-.

„„SU„„1257084 A 1 во.и щелочной агент. В смазочный состав дополнительно вводится бентонитовая глина, графит, канифоль, а в качестве щелочного агента используется каустическая сода. Смазочный состав включает следующие соотношения ингредиентов, мас.Ж: глина бентонитовая 10-15, графит 10-15, каустическая сода 1,5-2,0> тампонажное поверхностно-активное вещество

2-3, высокомолекулярные жирные кислоты остальное. При таком соотношении ингредиентов снижается абраэивноеть потока бурового раствора по сравнению с известным составом в 1,6-1,7 раза, а коэффициент трения в паре элемент бурильной колонны — фильтрационная корка бурового раствора— в 2-2,3 раза. Смазочный состав гоговят путем смешивания вышеуказанных ингредиентов ° Полученный смазочный состав — полутвердая масса темно-коричневого цвета со слабо выраженным специфическим запахом, плотностью

1, 16-1, 19 r/ñè . Смазочный состав при температурах 20-25 С и механичес.ком перемешивании растворяется в воде и в глинистом растворе. А при о температуре 50-60 С вЂ” беэ механического воздействия. 4 табл.

125708< вых растворов. 5

Целью изобретения является повышение антифрикционных и антиабразивных свойств бурового раствора при улучшении транспортировки смазочного состава. 10

2-3

3-5

K 12,5 г бентонитовой глины добавляют 12,5 r графита. Затем к по.лученному порошку добавляют 67 г высокомолекулярных карбоновых кислот, "полученных из отходов масложирового

35 производства. К этой смеси добавляют 1,75 г каустической соды и 2,5 r неионогенного ПАВ GII-10. После перемешивания в полученную смесь добавляют 4 г канифоли, предварительно

40 о нагрев его до 70-80 С. Полученную смесь перемешивают в течение 3-5мин при 85-9Ý С.

Полученный таким образом смазоч45 ный состав представляет собой полутвердую массу темно-коричневого цвета со слабо выраженным специфическим запахом, плотностью i 16-1 19 ким запахом, плотностью 1, 161, 19 г/см, со следующей температур50 ной характеристикой, 0 С: 25 смазка о сохраняет приданную .форму; 50 незначительная потеря формы (растекание);

75 смазка растекается; 100 смазка полностью переходит в жидкое состояние.

Каллоидная растворимость (распускаемость) описываемого смазочного состава следующая: при 20-25 С и

Изобретение относится к бурению нефтегазовых скважин и скважин на твердые полезные ископаемые, в частности к смазочным составам для буроСмазочный состав для глинистых буровых растворов, содержит высокомолекулярные карбоновые кислоты, бентонитовую глину, графит,, каустическую соду, неионогенное поверхностно-cLKTHBHoe e e TBo (IIAB) и канифоль. Смазочный состав включает следующие соотношения ингредиентов, мас. 7.:

Бентонитовая глина 10-15

Графит 10-15

Каустическая сода 1,5-2

Неионогенное поверхностно-активное вещество

Канифоль

Высокомолекулярные карбоновые кислоты Остальное

При таком соотношении ингредиен-. тов снижается абразивность потока бурового раствора по сравнению с известным составом в 1,6-1,7 раза, а коэффициент трения в паре элемент бурильной колонны — фильтрационная корка бурового раствора — в 2-2,3 раза.

В табл, 1-4 приведены данные лабораторных испытаний.

При содержании в смазочном составе бентонитовой глины, графита, каустической соды, неионогенного ПАВ, канифоли и высокомолекулярных карбоновых кислот или их натриевых мыл ниже указанных пределов антифрикционная и антиабразивная эффективность состава снижается (табл. l, при— мер 2) .

При содержании в составе ингредиентов выше указанных пределов антифрикционная и антиабразивная эффективность смазочного состава также снижается (табл. 1, пример 6).

Смазочный состав готовят смешиванием компонентов. К бентонитовой глине в количестве 10-15 г добавляют 1015 г графита, Полученный порошок смешивают с высокомолекулярными кар15

30 выми кислотами или их натриевым мылами, взятыми в количестве 607..5 г. К полученной смеси добавляют 1,5-2 г каустической соды и 2-3 г неионогенного ПАВ. После перемешивания в полученную смесь добавляют

3-5 г предварительно нагретой до о

70 — 80 С канифоли, Для приготовления смазочной добавки использовали следующие продукты.

Бентонитовую глину, карачухурскую, полыгорскитовую, в качестве неионогенных ПА — ОП-10, продукт конденсации фенолов со степенью оксиэтилирования 10-12, КАУФЭ,4, продукт конденсации с окисью этилена фенолов, алкилированных фракцией кре-: кинг-бензина; КС-59, оксиэтилированный моноэфир, полученный конденсацией моноэфиров ксилитана и СЖК с окисью этилена (ксилитан — продукт гидролиза, полученный на базе отходов хлопкоочистительных заводов);

ДС-10, оксиэтилированный высокомолекулярный жирный спирт.

Смазочный состав по примеру 4 в табл. 1 готовят следующим образом.

2-3

3-5

Остальное

Т а б л и ц а 1

Влияние химического состава смазочной добавки на антифрикционные и абразивные свойства бурового раствора

ВысокоКоэффициент трения

Графит

Абразивность бурового раствора, мг

Канифоль

Неионогенное

ПАВ

КаустичесБентонитоПример молекулярные карбоновые кая сода вая глина кислоты и их натриевые мъща

117, 2 0,3106

62, 5 О, 2035

80,7

2,5

7 0 7 0 1 20 1,6

3 1

C механическом перемешивании полностью растворяется в воде и глинистом раст воре; при 50-60 С растворяется без механического воздействия.

3ффективность смазочной добавки исследовали на буровых растворах следу1ощих составов, г:

Пример 1. Вода пресная водопроводная 1 л

Бентонитовая глина 140

Карбоксиметилцеллюлоза (серогель) 25

КССБ — 5X 285 мл

Каустическая сода 5

Магнетит дашкесанский 3500

Пример 2. Вода пресная водопроводная 1 л

Бентонитовая глина 140

Гипс 25

Каустическая сода 5

КССБ — 5X 250 мл

Серог ель 22

Магнетит дашкесанский 3500

Пример 3. Известковый раствор, г:

Вода пресная водопроводная,I л

Каустическая сода 4

КССБ - 5X 200 мл Бентонитовая глина 150

Известь 10

Крахмал 30

Магнетит дашкесанский 3500

Пример 4. Минерализованный раствор, г;

257084 4

Вода пресная водопроводная 1 л

Поваренная соль 100

Кальцинированная сода 10

КРахмал 35

Бентонитовая глина !35

КССБ — 57. 240 мл

Магнетит дашкесанский 3500

Влияние различного неионогенного

iO ПАВ на антнфрикционные и абразивные свойства буровых растворов.

Формула изобретения

15 Смазочный состав для глинистых буровых растворов, включающий высокомолекулярные жирные кислоты, неионогенное поверхностно-активное вещество и щелочной агент, о т л и ч а ю—

20 шийся тем, что, с целью повышения антифрикционных и антиабразивных свойств бурового раствора при одновременном улучшении транспортировки смазочного состава, он дополнительно

25 содержит бентонитовую глину, графит, канифоль, а в качестве щелочного агента используют каустическую соду при следующем соотношении ингредиентов, мас,X:

Бентонитовая глина 10-15

Графит 10-15

Каустическая сода 1,5-2,0

Неионогенное поверхностно-активное вещество

Высокомолекулярные жирные кислоты

1257084

? 1

4 5 6 7 8 9

100 100 t 50 20 30 73 5

12512517i 2540670

47,3

44,6

46,2

60,0!

5 0 15 0 2 00 3 О

61,4

170 170 230 34 55 548

4.5

76,6

80,1

4,0

125 125 150 25

П р и м е ч а н и е. а) пример 1: исходный буровой раствор плотностью

2,33 г/ см, б) пример 7: в буровой раствор добавляют ЗЕ известного смазочного состава. в) в буровой раствор добавлен 17 предлагаемого смазочного состава (примеры 3-5).

Таблица 2

Влияние смазочной добавки на реологические свойства буровых растворов явочный состав

Параметры бурового раствора

Про ба

Количество, рВ Коэффициент трения бразнвность

В, см снс,.10 мгс/см т, с г/см

Абсолютное Х значение мг х

1 Вез добавки

100

9,0

0,3106 100 117,2

Эз52 добавки 1,0

32,4 44,6

9,0

О, 1007

38i1

9,1

0,2962 100 116,0

100

0es добавки

0,0963

3,5Х добавки 1,0

9,1

32,5 44,1

38,0

0>2820 t00 115,3

9,2 без добавки

100

63 2,0 42-69

3,5Х добавки 1,0

9,2 0,0919

9,0 0,3201

32уб Э9,6

100 117,9

34,4 без добавки

98 3, 5 111-186

71 2 5 60-99

35,6 45,0 38,2

3,5Х добавки 1,0

9,0

0,1139

2,330

2,325

2,335

2,330

2,340

2,335

2,335

2t330

87 3,0 93-174

67 2,0 45-75

79 Э,О 87-165

65 2,0 42-72

74 3,0 81-162

О, 0831

0,1007

0,1139

О, 1989

О, 1944

0,2217

)Таблица 31

) 257084

Абразивность

Содержание

Коэффициент трения

Вид глины

Проба

-tgq % мг смазочноград

ro состава в буровом растворе, %

1 Бентонитовая

1 (2

50,3

54,1

6 Карачухурская

49,9

50 3

51,1

11 Палыгорскитовая

13

15

Таблица 4

Проба Неионогенное Коэффициент трения

))I ПАВ, Ж

Град. tg q Х

Абраэивность мг Й! 15,50 0,2962 1ÎÎ 53,8

2 0II 10, 2,5 9 ° 75 0,1718 58,0 32,2

100

59,9

Содержание

СаС1 в буровом растворе, %

14, 50 О, 2586 100 47, 7 100

8,00 0,1405 54 3 24,0

8 00 О 1405 54 3 24 4 .51,2

8,25 0,1450 56,1 24,9 52,2

8,50 О, 1495 57,8 25,8

14 25 О 2539 100 5013 100

8 25 О 1450 57 1 25 1

825 01450 57,1 253

8,50 О, 1495 58,9 25,7

8ю 75 Ою,1539 6016 26э 0 51 в 7

14,75 0,2632 100 48,9 100

8t25 0>1450 55> 1 24 ° 2 49>5

8,50 О, 1495 56,8 24,6 50,3

8,50 0,1495 56,8 25,0 51,1

8, 75 О, 1539 58, 5 25,9 53,0

1 257084

Прод<. лжение табл. 4

Абразивность

Проба Неионогенное

Ф ПАВ, X

Коэффициент трения

) 1

Град. Ж мг 7.

3 КАУФЭ14, 2,5 10,00 0,1763 59,5 32,7 60,8

4 КС-59,2,5 10,00 0,1763 59,5 32,5 60,4

0,1673 56,5 31,9

59,3

5 ДС-10, 2,5 9 50

Составитель Л.Бестужева

Техред М.ХоданичРедактор Э.Слиган

Корректор М.Демчик

Заказ 4881/20

Тираж 644, ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4