Буровой раствор

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение смазочных свойств раствора при 80-200 с. Буровой раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: глина 20-27; метас 0,1-0,4; смад 1-5, блоксополимер.окисипропи- (ОП) и окиси этилена (ОЭ) О, VO- 0,15; вода остальное, причем содержание полиоксипропиленового блока в блок сополимере составляет 10-20 мас.% а полиоксиэтиленового 80-90 мас.%, В качестве блоксополимеров ОП и ОЭ могут быть использованы проиганом 168 и проксаном ЦЛ-3. Буровой раствор приготавливают путемсмешения ин-/ гредиентов. Наличие в растворе блоксополимера ОП и ОЭ повышает его смазочные свойства в области высоких температур, не ухудшая при этом его технологических параметров. Использование бурового раствора в промысловых условиях позволит повысить долговечность рабочих элементов бурового инструмента, уменьшить потери энергии на трение. 4 табл, i (Л

союз совЕтсиих

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

451154 А1 (i9) SU(Ii) (5D 4 С 09 К 7 02 (,, (. (1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4147242/23-03 (22) 14.07 ° 86 (46) 15.01.89. Бюл. У .2 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Н.Я. Соломченко, В.В. Следков, Л.А. Шиц и Г.И. Быстрицкий (53) 622.243.!44.3(088.8) (56) Конесев Г.В. и др. Противоизносные и смазочные свойства буровых растворов. М.: Недра, 1980, с. 230.

Следков В.В., Михеев В.А. Определение смазочных свойств буровых растворов. — Нефтяное хозяйство, 1984, У 8, с. 20-22. (54) БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения — повышение смазочных свойств раствора при 80-200 С.

Буровой раствор содержит следующие

$ ингредиенты при их соотношении, мас.X: глина 20-27; метас 0 1 0 4; смад 1-5, блоксополимер окиснпропилена (ОП) и окиси этилена (ОЭ) 0,100,15 вода остальное, причем содержание полиоксипропиленового блока в блоксополимере составляет 10-20 мас.Х, а полиоксиэтиленового 80-90 мас.X.

В качестве блоксополимеров ОП и ОЭ могут быть использованы проиганом

168 и проксаном ЦЛ-3. Буровой раствор приготавливают путем смешения ин-. гредиентов. Наличие в растворе блоксополнмера ОП и ОЭ повышает его смазочные свойства в области высоких температур, не ухудшая при этом его технологических параметров. Использование бурового раствора в промысловых условиях позволит повысить долговечность рабочих элементов бурового инструмента, уменьшить потери энергии на трение ° 4 табл.

14511 54

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к буровым растворам на водной основе, используемым в процессе промывки.

Цель изобретения — повышение смазочных свойств раствора при 80-200 С.

Буровой раствор содержит глину, метас, смад, блоксополимер окиси про- 10 пилена (On) и окиси этилена (ОЭ) и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Глина 20-27

Метас О, 1-0,4

Смад 1-5

Блоксополимер

ОП и ОЭ О, 10-0, 15

Вода Остальное

В качестве блоксополимеров ОП и

ОЭ использовали проксанол-168 и проксанол ЦЛ-З.

В проксаноле-168 соотношение ОП:ОЭ в готовом продукте составляет 20:80.

При этом согласно экспериментальным данным он состоит из смеси олигомеров с молекулярной массой от 5500 до 8500 (основная фракция имеет молекулярную массу 6000+500), в которых полиоксипропиленовый блок составляет

15-25Х (в основной части 18-22X) от

30 массы молекулы.

В проксаноле ЦЛ-3 массовое соотношение ОП:ОЭ в готовом продукте 60:40, молекулярная масса 3300 500.

Используют также опытный образец 35 проксанола с рецептурным соотношением ОП:ОЭ в готовом продукте 10:90 и молекулярной массой около 9000, Раствор готовят следующим образом.

Гидратированную глину смешивают с расчетным количеством воды и после размешивания добавляют в суспензию необходимое количество метаса в виде

5 -ного раствора. Суспензию интенсив- 15 но перемешивают до визуально однородного состояния и вводят смад, а затем проксанол. Далее смесь перемешивают 30 мин, после чего готовый образец подвергают испытанию. 50

Например, при подготовке к испытаниям 1 кг раствора, содержащего

25Х дружковской глины и 0,05Х проксанола смешивают в укаэанном выше порядке 250 г (в пересчете на сухое ве-55 щество) глины, 680 г воды (включая воду, содержащуюся в глине) 40 г

5Х-ного раствора метаса. Затем в смесь последовательно вводят 30 г смад и 0,5 r проксанола-168. Раствор перемешивают лопастной мешалкой при частоте вращения около 900 об/мин в течение 30 мин.

Влияние состава бурового раствора на его смазочную способность (коэффициент трения в паре сталь — амфиболит) при различных температурах показано в табл. 1.

Из приведенных данных видно, что минимальное значение коэффициентов трения зарегистрированы при содержании проксанола-168 в растворе .в пределах О, 10-0,15Х. При этом область наиболее низких значений по сравнению с известным сдвигается в область максимальных рабочих температур 120о

200 С. Более высокие температуры при бурении нефтяных и газовых скважин практически не встречаются.

В табл. 2 приведены технологические параметры растворов с постоянным содержанием полимер-глинистого комплекса и различным содержанием проксанола-168.

Результаты исследования смазочных свойств раствора с соотношением ингредиентов, выходящим за указанные пределы, показывают, что цель изобретения в этом случае не достигается (табл. 3).

Аналогичные результаты получены и при использовании блоксополимера окиси пропилена и окиси этилена с содержанием полиоксипропиленового и полиоксиэтиленового блоков, выходящим за рамки интервалов (табл. 4).

Приведенные в табл. 2 данные показывают, что проксанол, повышая смазочные свойства в области высоких температур, не ухудшает при этом других технологических параметров.

В качестве дополнительного положительного эффекта следует указать на то, что использование проксанола-168 не приводит к вспениванию раствора, имеет слабое разжижающее действие и несколько снижает щелочность (известный раствор, содержащий сульфонол, проявляет нежелательную склонность к вспениванию).

Использование бурового раствора позволяет повысить долговечность рабочих элементов бурового инструмента, уменьшить потери энергии на трение.

54 з 14511

Формула изобретения

Буровой раствор, включающий глину, метас, смад, поверхностно-активное вещество и воду, о т л и ч а5 ю шийся тем, что, с целью повышения смазочных свойств раствора при температурах 80-200 С, он в качестве поверхностно-активного вещества содержит блоксополимер окиси пропилена и окиси этилена при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж:

20-27

О, 1-0,4

1-5

Таблица 1

Коэффициент трения при температуре, С

80 120

200

160

)0,72

0,60

О О;38 0,44

25 0,2

0,23

0,44

0i56 0,54

0,51

0 05

О, 10 . 0,47 0,37

0,20

0,19

0,28

0,42 0,33

0,39 0,22

0,44 0,37

0,34 0,45

0,47 0,42

0,44 0,32

0,44 0,32

0,45 0,30

0,48 0,40

0,43 0,51

0,49 0,47

0,40 0,38

0,40 0,38

0,39 0,38

0,42 0,40

0,36 0,46

0,17

0,22

0,12

0,17

0,17

0,18

0,17

0,15

0,20

0,57

0,46

0,33

)0,72 ъ0,72

0,5?

20 0,2

0,31

0,34

0,29

0,05

0,20

0,19

0,19

0,10

0,18

0,17

0,18

0,12

0,17

0,17

0,17

0,15

0,40

0,38

0,36

0,20

)0,72

)0,72

0,69

27 0,2

0,42

0,40

0,43

0 05

0,32

0,32

0,36

0,10

0,29

0,34

0,30

0,12

0,27

0,28

0,33

0,15

0,39

0,38

0,38

0,20

)0,72

0,72

0,54.25 0,1

Состав глинистого раствора, мас.Ж (вода остальное) Глина Метас Смад Проксанол-168

Глина

Метас

Смад

Блоксополимер окиси пропилена и окиси этилена ° 0,10-0,15

Вода Остальное причем содержание полиоксипропиленового блока в блоксополимере составляет 10-20 мас.Е, а полиоксиэтиленового 80-90 мас,Z.

1451 154

КоэФфициент трения при а температуре, С

Глина

Иетас

160

40 80 120

0,05

0,46 0,42 0,39

0,36

0,30

0,10 0,40 0,33 0,25

0,20

О, 17

012 039 032

0,15 0,36. 0,30

0,20

0,18

0 15

0,2!

0,18

0,14

0,20

0,41 0,38

0,38

0,38

0,39

>0,72

3 О 0,48 0,55

25 0,4

0,67

--О, 72

0,05

0,60 0,58

0,54

0,48

0,47

0,10 0,57 0,50 0,41

0,35

0 35

0,12 0,56 0,46

0,41

0,35

0,34

0,33

0 50 0,44

0,15

0,39

0,31

0,20 0,54 0,48

1 0 0,50 0,61

0,46

0,46

0,49

0,71

0,2

)0,72

) 0,72

0,05 0,62 0,58 0,58

0,10 0,59 0,52 0,48

0,59

0,61

0,45

0,43

О 12 О 59 О 51 О 47

0,44

0,43

0,40

0,15

0,58 0,51

0,48

0,43

0,20 0,60 0,55

0,52

0 50

0 50

0,51

25 0,2

5 О 0,30 0,42

0,05 0,38 0,26 о0,72

)0,72

0,20

0,18

0,18

0,18 0,15

О, 10 0,34 0,24

0,14

0,12

0,33 0,24

0;15

0,18

0,15

О 15 030 025

0,19

0,15

0,15

0,37 0,32

0,20

0,30

0,28

0,28

0,27 0,30

3 Сульфо- 0,44 нол

0,2

0,29

0,50

25 0,2

Состав глинистого раствора, иас.й (вода остальное) Сиад Проксанол-168

Продолжение табл. 1

1451154

1 1

Х I

С1 сб 1 и !х

Э I

Х td 1 х с !

Q) э М о к к а и

dl

0 Х

1 х

X с4 х

С:

СЧ л

5Г) о л О о\ л л! х

Е . à3 и х л м и

v

С4 ь л

CV С 4 СЧ л (4

0)

В A u

1» о о л л л с M

СЧ CV СЧ о л

СМ о л

С 1

СЧ

О0

A л л л О О ю л A л л л л л» л л л о

И

Ф

0 х

Щ

1»

v л

Ф (6 х и х

Щ л

Г» а х

cd Ц х v

1 I î

X

°вЂ” ! о л

О и л

СО

° \

CV о л

Р1

00 л о

ФГ\ л /

C)

° \ л

СЧ о и л

С 3

СС л

C) л л ю

I у хо (r) л

Ю\ х х дmX v I о о

A л л A л Л,О О л л 4

Е и и 1 о

Х о

v

>Ъ

1 х N (х х х

O0 -- М С0 Со л л О

I л

А л

vo с

1

Й о о

СЧ

1 а и о

1 В

Е»

v ф о х Ь2,Я о о О о х и о о

Г» о х о а

g4

Ц с» (б и

v щ î л I-eu

N Ф

+ XO х

Е» и в х

0)

1

1

1 !

СЧ С»1 1 О л

Р\ с4

v о о о

1 о о а >

О!

М I

Я! л и м о

Х с"1 С4

Д 00 О

Г td всv л м100

И Ь О dI 1О!О !

» л Ц» ч сч а о о о

+ X + х + к Й»

5 < v о о о х х х х о и v v o, Ж Ж Ж

М

С 3 СО л» о

+ С!!

Ц

Я х (6 сс v о ы

1С о

v а

М å л со.О о !

+ сб

> о

Х Cd

v о м х о

v a, Ж !»

ВФ

О о0

A Ч о

+ х! о х и о х о и д

Ж И

1451154

Таблица 3

Состав раствора, мас.Ж, (вода остальное) Коэффициент трения при о температуре, С

Глина Смад Метас Прокса- 40 нол-168

160 200

120

20

0,52 0,50 0,42 0,39 0,40

0,43 0,41 0,36 0,32 0,30

0,05

0,20

Таблица 4

Марка проксанола (соотношение ОП:ОЭ) 160 200

40 80

ЦЛ-3 (60: 40) Ов72 0 ° 72 0172

0,70

0,63

Опытный образец (10:90) 0,43

0,41 0 39 0,38

0,48

Проксанол-168 (20:80) 0,20

0,28

0,19

0,37

0,47

Редактор М.Недолуженко

Заказ 7036/20 ТираЖ 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

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

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

1,0 0,1

1,0 0,1

5,0 0,4

5,0 0,4

0,05 0,48 0,47 .0,45 0,45 0,45

0,20 0,47 0,46. 0,43 0,48 0,51

Коэффициент трения при о температуре, С () то ) Составитель Л.Бестужева

Техред A.Êðàâ÷óê Корректор И Зрдейи