Дисперсионная среда буровых растворов на углеводородной основе
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углеводородной основе, применяемым для бурения оценочных скважин и вскрытия продуктивных пластов. Цель - улучшение технологических свойств растворов на углеводородной основе, особенно при отрицательных температурах , при одновременном ускорении и упрощении технологии приготовления раствора. В качестве дисперсионной среды бурового раствора на углеводородной основе применяют кубовые остатки производства бутиловых спиртов. При приготовлении раствора в расчетное количество кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят высокоокисленный битум. Перемешивают до растворения битума и вводят негашеную известь (с активностью более 50%) и воду для ее гашения . При переме1оивании происходит гашение извести с выделением тепла, под действием которого смесь нагревается до 60-80°С. При этом происходит полная диспергация твердой фазы и раствор приобретает качественные технологические параметры, в частности низкие вязкостные и структурно-механические свойства, в том числе и при отрицательных температурах} и высокую растворимость. 4 табл. 8 (Л
СООЭ СО8ЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1627555
rci)S С 09 К 7/06
)1,1%
:- li3 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
IlPH ГКНТ СССР (21) 3974933/03 (22) 11.09 ° 85 (46) 15.02.91. Бюл. У 6 (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефгяной промьппленности (72) Б.А.Андерсон, Г.П.Бочкарев, С.М.Ахмадеева, В.П.Наумов и Л.П.Вахрушев (53) 622.243.144.3 (088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР
Ф 924080, кл. С 09 К 7/02, 1980.
Авторское свидетельство СССР
У 977474, кл. С 09 К 7/06, 1980. (54) ДИСПЕРСИОННАЯ СРЕДА БУРОВЫХ
РАСТВОРОВ HA УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам íà углеводородной основе, применяемым для бурения оценочных скважин и вскрытия продуктивных пластов. Цель— улучшение технологических свойств растворов на углеводородной основе, Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углеводородной основе (Pyn), применяемым для бурения оценочных скважин и вскрытия продуктивных пластов.
Цель изобретения — улучшение технологических свойств РУО (особенно при отрицательных температурах) при
2 особенно при отрицательных температурах, при одновременном ускорении и упрощении технологии приготовления раствора. В качестве дисперсионной среды бурового раствора на углеводородной основе применяют кубовые остатки производства бутиловых спиртов. При приготовлении раствора в расчетное количество кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят высокоокисленный битум. Перемешивают до растворения битума и вводят негашеную известь (с активностью более 507) и воду для ее гашения. При переме1иивании происходит гашение извести с выделением тепла, под действием которого смесь нагревается до 60-80 С. При этом происхоо дит полная диспергация твердой фазы и раствор приобретает качественные технологические параметры, в частности низкие вязкостные и структурно-механические свойства, в том числе и при отрицательных температурах и высокую растворимость. 4 табл. одновременном ускорении и упрощении технологии приготовления раствора достигается тем, что в качестве дисперсионной среды бурового раствора на углеводородной основе применяют кубовые остатки (КО) производства бутиловых спиртов установки ректификации, представляющие собой смесь высококипящих компонентов (начало!
627555
I<»»p»»я»е ниже 3!1о(;), Пл<1тн(1ст1, ж»дкост» 0,90 — 0,95 г/с.!., состлн, об . t.- . ех»»ческ»е с»»рты
Эфиры
Кислоролсодержлщ»е
30 - 40
30. — 40
15
25
35
45
55 соед»»е !»я 40 — ?О
Уклзл»ные кубовые остлтк» »ро»зн(1дстВ л бут»
<.ргсинтез (г.(, лл;<нлт) н количестве
10 тыс. и в
Раствор!!ю
В табл.1 »релстлн1!ены стлннитель»ые длиные »о нрамег»1 растворения в
1:O . ЛНН!1Х СРЕЛ1Х 11!.!СОКООКИСЛЕННОГО битума (тем»ерлтурл размягчения
151о0)» кубовых < (тлткон С1КК фрлк. !» С ог! Zt-, »p» пере!О1ш(влн»и пропеллер»ой мешллко!1 с< cl 500 о б /1!и!! . К 1к следует;lo 11,1II»IIX таб ° 1,, лствор»м(1(.ть <1» г, мл н заявляемой ли«перс»о!!ной сне:1е»ри комнатной тем !ературе в 10;:1з выше по сравНР11»Ю С «» ЗЕЛЬ!1! 111 ТО» Н1НОМ И ПОЧТИ 3 раза вы!!!е»о рлннс»»ю с дисперсио»ной средой прототипа. Эти же соотношения сохрлняюзсл » »pli нлгрео, BëI ии до 80 Г:. Кубогые остлтк» СБК также растворяются в заявляемой дисперсионной сред:. < ьл 1»тельно быстрее, чем в диэ(к<1,:«1и топливе или кубовых ост(1Т1.:!х»роизнодства винилхлорида. Технология »р»гoтовлен»я известково-битумного рлстнорл (ИБР) на ОСНОВЕ ЗЛЯВЛЯЕМО» JI»C»ePC»n»ltOI! среды такова: в расчетное количество кубовых остлткон»ро»знодства бутилоных спиртов ни
507) и воду для Р<. Глше»»л. При перемешивании про»схо; »т гашение извести с выделением тегг<л, !год действием которого смесь 1!И<р лается до 60— с 80 С. При этом»po»< ход»т полная дисперглция т(<ер;<<
Комп
РЛ (»РДУЮ!Ш111, МЛС.7.: Высокоок»Г.lенный биту» 12 — 18 Негашеная известь 20 — 25 Водл 6 — 8 Кубовый остаток»рои знодствл бутил(ных Ост лльCIUtP TOB »ое П р» и е р 1. В 620 г кубовых остлтков »роизводстна бутиловых спиртов вводят 120 г высокоокисленного битума и »ереме!<(инают в течение 1 ч. Затем вводят 200 r негашеной извес-ти и 60 г вс,(ы. П1сл«»еремешинлния в зечение 30 мин и и trppBa смеси в результлте гашения извести до 60— 80 С рлствор счиглется готовым. о, П и и е р 2. В 560 г кубовых ocTлткон производства бутиловых спиртов вводят 150 r высг коокисленного битума и перемеггивают н течение 1 ч. Затем гнодят 220 г негашеной извести и 70 r воды. После перемег!»на»»я в течение 30 мин » »агре»а смеси в результате гашения извести до 60 — 80 С раствор считается о -nT(EIt,it!, П р » и е р 3. В 490 г кубовых остатков производства бут»ловых сп»!1Т(в вводят 180 I нысокоокисленного битума и перемегл1нлют н течение ч. Затем вводят 250 r негашеной извести и 80 г воды. После перемешивания н течение 30 мин и нагрева смеси в результате гашения изо вести до 60 — 80 С раствор считается готовым. П р и и е р 4. В 370 г кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят 100 г нысокоокисленного битума и перемешивают в течение ч. Затем вводят 130 г негашеной извести и 50 г воды и перемешивают еще 30 мин. Далее нводят 350 г 20Е-ного расгвора хлористого кальция (т,е. 35Х) и перемешивают в течение 30 мин до готовности инвертной эмульсии. Пример 5. В 285 г кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят 75 г высокоскисленного битума и перемеш11вают н течение 1 ч. Затем вводят 100 г негашеной извести и 40 г воды и »ереме!пинают еще 30 мин. Далее вводят 500 r 20Xного раствора хлористого клльиич (т.е. 50Х) и переме1<гивают в течев ры 7 — 12) . Е()мп )11(II". 11)1(г(<с),11(ll 11(х );! Ных I > () в 31! Т1:I l! 3 Т 1<). 1 ° . По;1лнным тл»кl, 1 в(1;11<(), (го у Р () нл ()сllове д<»сп()рси(3н)1()11 c()(, »ы протот»»пл, утяжелял),»х (,лр)»т< и (pile TR(2, 3), I)H÷fn)< тные и струкгурно-мехнические <)войствл в 2 — 3 раза вьш»е, <ем у РУ(3 нл осн< ве злявJINNI(. )1О Й Дис пс .:1()111»nfl с ()ель(п()11 <), 11! 1»аково11 степеl»lf утяжеления (рлстворы 8, 9). После баротемперлтурной (брлб<)тки утяжеленных РУО (растворы 4 и 10) в автокллве в течение 6 ч при температуре 150 С и длвле»»)п» 600 кг/см у раствора протот)»пл (рлс I.I)np 1О) резко ухудшилась стабильно(.ть (показатель стлбильностlf стлл () BR»III>f 0,08 г/см ), у заявляемого РУО показа— тель ста биль)»ости измени»лся млло (0,02 г/см ) . Иввертнлл э»»ульсия на основе заявляемой дисперсиовной среды (рлствор 5) имеет более высокую электростабильность клк jlo блротемперлтурной обрлботки, так и после нее (раствор 6) по срав»»ен»»ю с РУО нл основе дисперсионной (.редь» прототипа до обработки (раствор 11) и после »ее (раствор 12). В табл.4 приведены сравнительные результаты д<)ст»»жения целн изобретения на различных типах инвертных эмульсий с ра a vlf(f III,fl»I» эмульгаторами в диапазоне грлничных и средних значений компонентов. В качестве модельных систем взяты наиболее распространенные в отечественной практике бурения рецептуры ГЭР (гидрофобно-эмульсионных растворов): рецептура ВНИИТБ (растворы 1 — 3), рецептура Укргипронипинефть (растворы 4 — 6), рецептура MHHX и ГП (растворы 7 — 9). Во всех эмульсиях соотношение углеводородной и водной фаз составляло 1:1. В качестве водной фазы испольэовали 207.-нь»3» раствор хлористого кальция. В качестве эмульгатора в рецептуре ВНК1БТ взят эмультал и СМАД, в рецептуре Укргипронипинефть — украмин и MAC-200,в, рецептуре МИН Х и ГП вЂ” эмул ь жел . Как следует из данных табл.4, использование заявляемой дисперсионной средь» в клчестве углеводородной фазы ГЭР позволяет получлть инвертные эмульс»»и с качественными 5 1(), ) 7 1 5 ние 30 мин до готовности IIIII»cpm»I(и эмульсии, Пример 6, В 274 г кубовых остатков производства бутиловых 5 спиртов вводят 75 r нысокоокисле нного битума и перемешивают в течение 1 ч. Затем вводят 100 г неглшеной извести, 40 r воды и перемешивают е» »е 30 мин. Далее ))вопят 10 г эмульгатора, перемешивают 10 мин, добавляют 500 г 20Х-ного раствора хлористого кальция (т.е. 507) и перемешивают 30 мин до готовности инвертной эмульсии. 15 В табл.2 представлены данные лабораторных исследований вязкостных и структурно-механических свойств известково-битумных растворов, при— готовленных на основе заявляемой 20 дисперсионной среды и дисперсионной среды прототипа. Компоненты того и другого раствора взяты в одинаковых концентрациях. Параметры замерены при коглнатной 25 (22 С) и отрицательной (-25 С) температурах. Данные табл.2 свидетельствуют о том, что РУО на основе заявляемой дисперсионной среды обладает значительно более низкими вязкостными и структурно-механическими свойстваьп» по сравнению с РУО на основе дисперсионной среды прототипа при одинаковом показателе фильтрации. Это позво35 ляет повысить скорость бурения благодаря снижению гидравлических сопротивлений и подведению к долоту большей гидравлической моц»»ости. Отрицательная температура значи- 4О тельно (более чем в 2 раза) повышает вязкостные и структурно-механические показатели ра створа прототипа, в то время как раствор на основе заявляемой дисперсионной среды в данных ус- 45 ловиях изменяется практически мало. Указанное свойство имеет важное значение для бурения в зимнее время, а также в условиях вечной мерзлоты. РУО на основе заявляемой дисперсионной среды можно утяжелять любыми утяжелителями до необходимой плотности, я также готовить стабильные инвертные эмульсии. В табл.3 представлены данные лабораторных исследований РУО, приготовлен»»ых на основе заявляемой дисперсионной среды (растворы 1 — 6) идисперсионной среды прототипа (радт1627555 Таблица 1 Растворимость битума Время растворе- Время растворео о ния при 22 С, ч,ния при 80 С, ч Дисперсионная среда Кубовый остаток СЖК Выс окоКубовый остаток СЖК Высокоокисленный битум окисленный битум КО производства бутиловых спиртов 0,1 0,5 0,5 1,5 1,0 0,5 2,0 4,0 Прототип Дизельное топли4,5 1,0 5,0 16,0 во Таба ° в& 2 Состав и свойства HI1> ва освова кубов&а остатвов ироиввоиства бутиловеа спиртов и вубовеа остатвов ароиеводства вииивхлорида (ирототии) Двспарсиоииав среда куборые остатви вроиъвоаст ва Ьутилове&с спиртов 15 20 8 Оставь- 65 О, f l5,2 28,4 78 0,0 24,8 46,2 иоа 15 20 8 "" 450 0,5 45,6 98>6 920 0,0 120,6 250,4 Прототии СНС - ст&тич&сво& напр&в&ив& слВ5Г&. технологическими параметрами, т. е. достигается цель изобретения. Таким образом, основными техническими преимуществами заявляемой дисперсионной среды по сравнению с известными являются: низкие вяэкостные и структурно-механические свойства безводных РУО и инвертных эмульсий на основе данной дисперсионной среды, в том числе и при отрицательных температурах; высокая растворимость по отношению к битуму и кубовым остаткам CRK, что позволяет упростить и ускорить приготовление РУО; высокая активность утяжеленных РУО и инвертных эмульсий, в том числе floe ле баротемпературной обработки; замена дефицитного дизельного топлива и утилизация отхода производства бутиловых спиртов. Формула и э о б р е т е н и я Применение кубовых остатков произI водства бутиловых спиртов в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе. Таблнца3 Сравнительные данные лабораторньп нсслелонзннп РУО на основе КО производства бутиловьос спиртов и КО производства лпнилхлорцча (прототип) Барогечпературная обрабо ка Добавки, мас. 2 Параметры раствор в Дисперсионная среда р раст OOPS Плот- Усчов! ПоказаСНС, дПа 1лекСтабнльарит Температура, С Па вл еность, "/cè S ная вязкость, ротабильэа а 1 мин 10 ми тель нне, 1 кг/см ность г /см фильтрацни, см ость, 8 КО производства бутиловых спиртов То ие 28,4 46,2 56,4 52, 2 40,8 38,2 98,8 116,4 220,4 156,8 204,6 ! 98," 100 600 150 240 600 150 600 150 ?20 180 600 150 Таблнпа 4 Сравнительные результаты Параметры ГЭР СНС, дПа Плот- Услгв- Показа 3.ëeêòь остьбил ьность омуль- г/см Ъ вел тель фильтрации см ая а За мин 1О мни язность, B ость, с 1,5 2,0 3,0 2,0 3 5 5,0 225 1,5 22,8 241 10 295 268 0,5 34,2 240 1, 5 28,6 268 1 О 32 ° 8 27905392 126 2,0 20,2 142 2,0 27,6 158 1,0 30,2 2,0 3,0 4,0 5,0 8,0 10,0 9,0 12,0 15,0 Составитель В. Борискина Техред М.Дидык Корректор И.Муска Редактор А.Машковская Заказ 316 Тираж 412 Полписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,IOI 3 5 7 9 l0 11 12 н н II It Прототип н н II н н 1 46,5 50,0 2 44,5 50,0 3 420 500 4 43 0 50 0 5 39 0 50 0 б 36,0 50,0 7 410 500 8 38,0 50,0 9 35,0 50,0 202-ньв) водньа1 раствор хлористого кальция 1,05 1,31 1, 50 1,50 1,02 1,02 1,24 1,32 1,50 1,48 1,26 1,26 1,06 1,О6 1,06 1,06 1,06 1,07 1,07 1,07 1,08 65 0,5 15,2 117 О, О 24,6 225 0,0 32,2 21Ü О О 31 8 154 0,5 28,2 142 О, 5 26,4 450 О 5 45б 520 О,О 58,2 750 0,0 98,8 412 1,О 72 ° 4 6I38 1,О 888 543 1,5 78,6 40,6 240 46,4 248 58, 2 256 46,4 252 52 ° 8 272 70,2 280 38,4 235 44,8 250 52,8 265 0,00 0.00 0,01 0,02 0,01 0,02 0i00 0,01 0,02 0,08 0,04 0,06
