Обратная эмульсия для бурения и глушения скважин

 

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промыптенности и позволяет улучшить технологические свойства обратной эмульсии и сократить время ее приготовления. Эмульсия содержит нефть или нефтепродукт, воду и эмульгатор. В качестве эмульгатора используют амидоамины кислот таллового масла. Смесь приготавливают перемешиванием компонентов при т-ре в следующем соотношении, об.%: нефть или нефтепродукт 38,0- 69,5, вода 30-60, амидоамины кислот таллового масла 0,5-2,0. Амидоамины кислот таллового масла содержат, об.%: полиэтиленполиамиды кислот таллового масла 90-99; соли пиперазина кислот таллового масла 1-10„ Перемешивание эмульсии производят до постоянного значения электростабильности, которую периодически контролируют. Эмульсия имеет электростабильность в 1,4-2,2 раза вьште, глиноемкость - выше в 1,7-2,5 раза, фильтрацию - в 10-13 раз ниже, условную вязкость - в 1,1-2 раза ниже, статическое напряжение сдвига в 1,4-5,2 раза ниже, чем у известной. 2 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 С 09 К 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4019259/23-03 (22) 29.11.85 (46) 15.05.87. Бюл, ¹ 18 (71) Отделение нефтехимии Института физико-органической химии и углехимии АН УССР (72) M. Ш. Кендис, В. Н. Глущенко, B. В. Бойко, В. И. Ватаманюк, В. И. Токунов, И. Б. Хейфец, Г. А. Орлов, А, И. Головин, P. M. Матолич и Б. М. Возный (53) 622,243.)44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 870427, кл. С 09 К 7/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 861386, кл. С 09 К 7/02, 1981. (54) ОБРАТНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ БУРЕНИЯ

И ГЛУПЕНИЯ СКВА!КНН (57) Изобретение относится к области нефтяной и газовой промьппленности и позволяет улучшить технологические свойства обратной эмульсии и сократить время ее приготовления. Эмульсия содержит нефть или нефтепродукт, воду и эмульгатор, В качестве эмульгатора используют амидоамины кислот таллового масла. Смесь приготавливают перемешиванием компонентов при т-ре 20 С в следующем соотношении, о об.Ж: нефть или нефтепродукт 38,069,5, вода 30-60, амидоамины кислот таллового масла 0,5-2,0. Амидоамины кислот таллового масла содержат, об.X: полиэтиленполиамиды кислот таллового масла 90-99; соли пиперазина кислот таллового масла 1-10. Перемешивание эмульсии производят до постоянного значения электростабильности, которую периодически контролируют.

Эмульсия имеет электростабильность в

1,4-2,2 раза вьппе, глиноемкость — выше в 1„7-2,5 раза, фильтрацию — в

10-13 pas ниже, условную вязкость— в 1,1-2 раза ниже, статическое напряжение сдвига в 1,4-5,2 раза ниже, чем у известной. 2 табл.! 13104

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частно-сти к обратной эмульсии, которая может быть использована при бурении и глушении скважин. 5

Цель изобретения — улучшение технологических свойств обратной эмульсии: повышение глиноемкости, снижение фильтрации и структурно-механи10 ческих свойств при одновременном сокращении времени ее приготовления.

Поставленная цель достигается составом обратной эмульсии, приготовленной на основе нефти или нефтепро- 5 дукта, воды и эмульгатора при следующем соотношении компонентов, об,X:

Нефтепродукт 38,0-69,5

Вода 30-60

Амидоамины кислот

20 таллового масла 0,5-2,0

В качестве нефти или нефтепродукта могут быть использованы дизельное топливо, нефть, нефтяные дистилляты и др. 25

Водная фаза эмульсии — пресная вода, растворы NaC1, MgCl. СаС1 различной степени минерализации, пластовая вода.

Эмульсия отличается от известной 30 тем, что в качестве эмульгатора она содержит амидоамины кислот таллового масла, причем они содержат, об.7.:

Полиэтиленполиамиды кислот талловогомасла 90-99

Соли пиперазина кисВ лот таллового масла 10- 1

Пример 1. Получение полиэтиленполиамидово 40

В трехгорном реакторе, снабженном мешалкой, насадкой Дина-Старка и термометром смешивают при комнатной температуре 200 r легкого таллового мас- 45 ла с кислотным числом 102 мг КОН/г и

50 г полиэтиленполиаминов, Смесь при интенсивном перемешивании нагревают

3,5 ч при 150 С, одновременно отгоняя выделяющуюся реакционную воду в количестве 15,6 мп. Продукт реакции представляет собой вязкую жидкость коричневого цвета с плотностью

0,969 г/см, температурой плавления э о

0-(-2) С, кислотным числом 5,2 мг

КОН/г и межфазным натяжением 17-ного раствора.в дизельном топливе на границе с дистиллированной водой; 3,6 мН/м.

18 2

Пример 2с Получение солей пиперазина.

В двухгорлом реакторе, снабженном мешалкой и термометром, смешивают при комнатной температуре 200 r легкого таллового масла с кислотным числом 1,2 мг КОН/г и 43 г пиперазина. Смесь при интенсивном перемешивании нагревают 45 мин при 90-100 С о до полного растворения кристаллов пиперазина и образования гомогенного продукта реакции. Он представляет собой вязкую жидкость коричневого цве3 та с плотностью 0,999 г/см, температурой плавления 8-9 С и межфазным натяжением 1Х-ного раствора в дизельном топливе на границе с дистиллированной водой 3,2 мН/м.

Пример 3. Получение эмульгатора.

В лабораторном стакане при комнатной температуре в течение 5—

10 мин 99 г полиэтиленполиамидов, полученных по примеру 1, и 1 г соли пиперазина, полученной по примеру 2, смешивают до образования гомогенного продукта. Он представляет собой вязкую жидкость коричневого цвета с з плотностью 0,969 г/см, температурой о плавления 0-1 С, кислотным числом

5,4 мг K0H/r и межфазным натяжением

1Х-ного раствора в дизельном топливе на границе с дистиллированной водой

2,9 мН/м.

Аналогично получены эмульгаторы, содержащие полиэтиленполиамиды кислот таллового масла и соли пиперазина этих кислот с другим их массовым соотношением. Состав полученных эмульгаторов и их физико-химические свойства даны в табл. 1, Предлагаемый эмульгатор обратных эмульсий может быть непосредственно получен в результате химической реакции между кислотами таллового масла и смесью полиэтиленполиаминов с пиперазином.

Дистиллированное талловое масло является продуктом ректификации,сырого таллового масла, содержит в своем составе 60-80% жирных и смоляных кислот и производится по ТУ 81-05-2675 Соломбальским, Котпасским и другиии целлюлозно-бумажными комбинатами страны.

Легкое талловое масло является головным погоном ректификации талло)3104

0 5-2,0 причем амидоамины кислот таллового масла содержат, об.X:

Полиэтиленполиамиды кислот таллового

90-.99

I-10

50 вого масла и содержит в своем составе 40-607 кислот. Производится теми же заводами по ТУ 81-05-100-76.

Полиэтиленполиамины производятся

Калушским ПО "Хлорвинил" ТУ 6-02-594- 5

80.

Пиперазин производится Калушским

Р0 "Хлорвинил" по ТУ 6-02-2-730-83, Обратную эмульсию готовят следующим образом, 10

Пример 4. В 294 мл дизельо ного топлива при 20 С и постоянном перемешивании на установке Воронеж-2" вводят 6 мл эмульгатора, описанного в примере 1, добавляют в течение 1 мин 300 мл 307-ного раствора

СаС1 при скорости вращения вала ме3 -1 шалки 3xlO мин и перемешивают образовавшуюся эмульсию до постоянного значения показателя электростабильна. 20 сти. Электростабильность эмульсии контролируют через каждые 5 мин. Аналогично готовят эмульсии с использованием эмульгаторов, приготовленных по другим примерам.

Состав и технологические свойства приготовленных эмульсий приведены в табл. 2.

Технологические свойства эмульсий определяют следующим образом..

Электростабильность измеряют на приборе ИГЭР-1, по величине напряжения, возникающего при появлении силы тока в 5-7 мА между электродами, опущенными в эмульсию статическо пряжение сдвига через 1-10 мин покоя эмульсии — на приборе СНС-2, фильтрацию за 30 мин — на приборе BM-6, условную вязкость — на приборе ВП-5 по времени истечения 500 см эмульсии з из залитых в воронку 700 см, а глиноемкость оценена количеством бентонитового глинопорошка завода (мас.7. от объема эмульсии), приводящего к обращению фаз эмульсии.

Как следует из данных, представленных в. табл. 2, предлагаемая эмульсия имеет лучшие технологические . свойства, чем известная. Так, элект18 4 ростабильность ее в 1,4-2,2 раза выше, глиноемкость выше в 1,7-2,5 раза, фильтрация в 10-13 раз ниже, условная вязкость в 1,1-1,2 раза ниже, а статическое напряжение сдвига в 1,45,2 раза ниже, чем у известной. Время приготовления этой эмульсии сокращается в 1,7-3,3 раза по сравнению с известной.

Опытная партия предлагаемого эмульгатора под условным наименованием "Нефтехим изготовлена на Дрогобычском нефтеперерабатывающем заводе в количестве 150 т.

Предварительно проведенный расчет показывает, что использование предлагаемой обратной эмульсии позволяет получить только по объединению Татнефть" экономический эффект в размере не менее 300 тыс.руб. в год за счет увеличения дебитов добывающих скважин.

Формула изобретения

Обратная эмульсия для бурения и глушения скважин, содержащая нефть или нефтепродукт, воду и эмульгатор, отличающаяся тем, что, с целью улучшения ее технологических свойств и сокращения времени приготовления, она содержит в качестве эмульгатора амидоамины кислот таллового масла при следующем соотношении компонентов, об.X:

Нефть или нефтепродукт 38,0-69,5

Вода 30-60

Амидоамины кислот таллового масла масла

Соли пиперазина кислот таллового масла

1310418

Таблица 1

Физико-химические свойства эмульгаторов

1 Полиэтиленполиамиды кислот легкого таллового масла 100

0(-2) 5,2

0,968

2 Соль пиперазина и кислот легкого таллового масла

100

0,999

8-9

79,3

3,2

3 Полиэтиленполиамиды кислот легкого таллового масла 99

0-1

2,9

0,969

4 Полиэтиленполиамиды дистиллированного таллового масла 95

8-9

0,981

7,1

5 Ролиэтиленполиамиды кислот легкого таллового масла 90

3-4

6,2

2,2

0,982

6 Полиэтиленполиамиды кислот легкого таллового масла 80

6,7

0,988

2,9

7 Полиэтиленполиамиды кислот легкого таллового масла 99,5

3,3

0-1

5,3

0,970

Состав эмульгаторов

Содержание компонентов, %

Соли пиперазина этих кислот 1

Соли пиперазина этих кислот 5

Соли пиперазина этих кислот 10

Соли пиперазина этих кислот 20

Соли пиперазина этих кислот 0,5

Плотность, Кислотное Температура г/см число мг плавления, 3

КОИ/r C

Меж@азное натяжение, мН/м

13104! 8

Таблица 2

Результаты лабораторных испытаний обратной эмульсии

Состав обратных эмульсий, о б .%

Глиноем- НеобФильтраЮ ция, см

УсловСтатическое

Электростабильходимое напряжение сдвига, дПа ная вязность

В кость с

1 мин 10 ми ния, мин

Догидратированные полиамиды

20

50

О 3 5,5

260

Дизельное топливо 49

20

180 233 58 58 28"

Эмульгатор 3

68 14 16 3

1 380

17 19 2

Эмульгатор 4

15

1 420

1 400

15

82 21 23 1

Эмульгатор 5

37 37 12"

1 210 181

Эмульгатор 6

25

3 3 3,5

1 300

Эмульгатор 7

Из ве с тн ая эмуль сия

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

1 270 120 42 46 13

Предлагаемая эмульсия

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

Эмульгатор 1 1

30%-ный раствор СаС1 50

Эмульгатор 2 1

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

Дизельное топливо 49

30%-ный раствор СаС1 50

Дизельное топливо . 49

30%-ный раствор СаС1 50 кость мас.% к объему эмульсии время приготовле1310418

I0

Продолжение табл. 2

ЭлектростабильУсловФильтраа ция, см

Глиноем- Необная ходимое ность, В кость, с время приготовле1 мин

10 мин ния, мин

1 . Речицкая нефть

48,5

20

112 28 32 0

Змульгатор 5

1,5 600

9 12

35 . 20

40 15

27 28

8 12

35 30

2 4 7"

25 45

108

29 31 1

40 15

107

33 36 1

30,0

0,5 420

Змульгатор 3

6 8 3

35 25

Состав обратных эмульсий, об.%

Пластовая вода (о = 1,14 г/см ) 50

Змульгатор 4 1,5 500

Ромашкинская нефть 58,5

Пресная вода 40

Дизельное топливо 38

Насыщенный раствор

NaCl 60

Эмульгатор 3 2 . 460

Шаимская нефть 69,5

20%-ный раствор МдС3 30 .

Змульгатор 3 0,5 440

Шаимская нефть 70,6

20%-ный pacTBop MgCl 29

Эмульгатор 3 0,4 380

Дизельное топливо 36,9

Насыщенный раствор

NaC1 61

Эмульгатор 3 2 1 460

Шаимская нефть 38,0

20%-ный раствор

60,0

Эмульгатор 3 2,0 480

Дизельное .топливо 69, 5

Насыщенный раствор

NaC1

Нефтяной дистиллят установок подготовки

Нефть 38,0

Статическое напряжение сдвига, дПа кость, мас.% к объему эмульсии

12

Продолжение табл. 2

13104!8

Состав обратных эмульсий об.% ьтраэ см

Условная вяэкость с

1 мин 10

30%-ный раствор СаС1 60,0

Эмульгатор 3 2,0 400

15

14 18 2

30%-ный растворСаС1 30,0

Эмульгатор

5 6

45 20

3,5

0,5 380

48,5

30%-ный раствор

Сас1

50,0

1,5 400

40 15

10 13 3

Эмульгатор 3

Речицкая нефть

39,0 .

60,0

110 22 28 1

440!

1,0

69,0

Речицкая нефть

30,0

2 45

72 12 14

1,0

550

Ромашкинская нефть 38,0

Пресная вода

Эмульгатор 3

460 102 24 24

1 35

2,0

Ромашкинская нефть 68,0

30,0

Пресная вода

Змульгатор 3

13 2 40

600

69 8

2,0

" В составе фильтрата — водная фаза.

ВНИИПИ Заказ 1867/25 >ираж 634 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нефтяной дистиллят установок подготовки нефти 69,5

Нефтяной дистиллят установок подготовки нефти

Пластовая вода (о = 1,14 г/см )

Эмульгатор 3

Пластовая вода ()) = 1,14 г/см )

Эмульгатор 3

Электростабильность, В

Статичес напряжен сдвига, Глиноемкость, масЛ к объему эмульсии

Необходи- мое время приготовлеиия мин