Способ приготовления утяжелителей для гидрофобноэмульсионных буровых растворов

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей для буровых растворов на углеводородной основе. Цель - повытое ние степени гидрофобизации утяжели - теля и стабильности его при температурах до 180°С. Для этого барит или железистый утяжелитель,нагретый предварительно до 105-150°С, обрабатывают расплавом синтетических насыщенных карбоновых кислот с содержанием в углеводородной цепи от 21 до 30 атомов углерода в количестве 0,25-1,25 мас.%. Наряду с удешевлением способ позволяет получать более эффективный гидрофобный утяжелитель , соответствующий требованиям бурения в условиях высоких температур. 2 табл. V)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

yg)g С 09 К 7/02

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Содержание влаги, 7.

Содержание водорастворимых солей, Х 0,30 в том числе кальция, 7. 0,05

Содержание остатка после просева на сите с сеткой № 009

К 78, Содержание фракции

5 мкм, I, 4

Краевой угол смачивания (90

В качестве гидрофобизатора используют синтетические насыщенные карбо.новые кислоты с С 1 90, имеющие следующие характеристики:

0 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4425962/03 (22) 16 ° 05.88 (46) 23.02.91. Бюл. N- 7 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А, Гришманова (72) К.Ф. Паус, С.A. Домашенко, В .Г. Гермашев, Л.П, Вахрушев, Б.В, Касперский, А,П. Крезуб и Т.Н. Виноградова (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Патент Франции ¹ 1309153, кл. Е 21 В, опублик. 1962.

Авторское свидетельство СССР № 657053, кл. С 09 K 9/06, 1977. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ УТЯЖЕЛИТЕЛЕИ ДЛЯ ГИДРОФОБНО-ЗМУЛЬСИОННЫХ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к бурению

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при приготовлении утяжелителей для буровых растворов на углеводородной основе (РУО) .

Целью изобретения является повышение степени гидрофобизации утяжелитсля и стабильности его при температурах до 180 С.

Пример. Для испытания берут исходный гидрофильный баритовый утяжелитель (барит) марки КБ-2 со следующими физико-химическими показателями:

Содержание сернокислого бария> 7. 93,4

Плотность, г/см

4,39

2 нефтяных н газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей для буровых растворов íà углеводородной основе. Цель — повышение степени гидрофобизации утяжели» теля и стабильности его при температурах до 180 С. Для этого барит или железистый утяжелитель,нчгретый предварительно до 105-150 С, обрабатывают расплавом синтетических насыщенных карбоновых кислот с содержанием в углеводородной цепи от

21 до 30 атомов углерода в количестве 0,25-1,25 мас.X. Наряду с удешевлением способ позволяет получать более эффективный гидрофобный утяжепитель, соответствующий требованиям бурения в условиях высоких температур.

2 табл.

С:

1629306

Отсутствует

Отсутствует lp

Из данных, приведенных в табл.1, следует, что краевой угол смачивания изменяется в зависимости от условий гидрофобизации. Прп этом оптимальными условиями, нозволящими добиться наибольших значений краевого угла смачивания до и после термостатирования (142-146 ), а значит наибольшей степени гидрофобизации и устойчивости гидрофобной оболочки в термальных условиях, являются предварительный нагрев барита в интервале 105-150 С и добавка CNK в количестве 0,251,25% мас.%.

Кислотное число, мг KOH/r l 00-1 25

Содержание жирных кислот, %

Содержание влаги, %

Содержание механических примесей, % 0,2

Содержание водорастВоримых киcпот, %

Содержание неомыляемых, % 11,35

Температура плавле ния, С 55-66

Пробы барита (по 100 г) в фарфо- 15 ровых ступках нагревают до 90,105, 130,150,170 С в сушильном шкафу в течение 30 мин.Затем при 80 С расплавляют навески синтетических жирных кислот (СЖК) в количестве 0,10; 0,25; 20

0,50; 1,50; 1,75 мас,% к массе бари.та, вливают в фарфоровые ступки с нагретым баритом и обрабатывают при перемешивании с помощью пестика до однородной массы. 25

После охлаждения проб проводят испытания на гидрофобность, заключающиеся в определении краевого угла смачивания капли воды на поверхности барита по известной методике. 30

Кроме того. для оценки устойчивости гидрофобной оболочки на поверхHocти утяжелителя в условиях высо;0температурного бурения, барит, гидро— фобизованный по предлагаемому спосо6у, термостатируют в течение б ч при

180 С в составе модели бурового расто .вора (при отсутствии другой твердой фазы). Затем барит после охлаждения выделяют из бурового раствора, высу- 40 шивают и определяют краевой угол смачивания.

Гезультаты испытаний даны в табл.1 .

На поверхности баРиr>ю гидрофобизованного сульфонолом Н11-3 по мето-. дике, описанной в известном способе„ краевой угол смачивания составляет о менее 90, что свидетельствует о слабой степени гидрофобизации поверхности °

Для проверки эксплуатационных качеств утяжелителя, полученного по предлагаемому способу, готовят пробу гидрофобизованного барита, содержащего ..0,50 Mac,% СЖК.

Проверку осуществляют при утяжелеHHH исходного эмульсионнога бурового раствора на углеводородной основе состава, мас.%:

Дизельное топливо 39

Пресная вода 49

Хлористый кальций 6

Эм уль га тор (оки сленный петролатум). 2

Окись кальция 4

Исходные ГУО утяжеляют баритом, гидрофобизованным по предлагаемому способу, и для сравнения баритом, гидрофобизованным по известному способу, д до плотности 1,60 г/см и подвергают термостатированию в течение б ч при !

80 С.

Полученные результаты представлены в табл.2.

При сопоставимых значениях условной вязкости (Т) и статического напряжения сдвига (СНС) показатель электростабильности (3 ), характеризующий агрегативную устойчивость эмульсии, а значит и устойчивость гидрофобного покрытия частиц утяжелителя, гидрофобизованного по предлагаемому способу, в 2 раза вышее, чем при использовании утяжелителя, гидрофобизованного по известному способу.

Описанный эффект повышения степени гидрофобности и устойчивости гидрофобного покрытия в условиях высоких температур при применении способа гидрофобизации согласно предлагаемому способу подтверждается в аналогичных испытаниях с другими, менее распространенными по сравнению с баритом (BaSO ) тяжелителями такими как магф нетит (Fe>04), гематит (Fe<0y).

Применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволит наряду с удешевлением способа получить более эффективный .гидрофобный утяжелитель, соответствующий требованиям

5 ! 629306 б бурения 13 условиях высоких темпера- тем, что, с целью повышения степени тур. гидрофобизации утяжепител и с габильо ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ности при температурах до 180, Утяжелитель предварительно нагревают до 105-150 С, а в качестве органических кислот используют расплав синтетических насыщенных карбоновых кислот, содержащих 21-30 атомов углерода в углеводородной цепи, в количестве 0,25-1,25 мас.X.

Способ приготовления утяжелителей для гчдрофобно-эмульсионных буровых растворов, включающий обработку при перемешивании баритового или железистого утяжелителя органическими кислотами, отличающийся

Т а б л и ц а 1

Температура нагрева ба рита, С

Краевой угол смачивания при концентрации СЖК, 7 мас ° к массе барита

0 10 0 25 0 50 1,25 1 50

143 146 142 131

100 105 100 90

90 (90

143 146 142 131

143 146 142 . 131

105

90 а90

143 146 ) 42 131

143 146 142 131

130

90 (90! 43 145 142 131

) 43 146 142 131

<90

) 30 130 131 125

130 130 131 125

170 (90 с. 90

П р и м е ч а н и е. В числителе приведен краевой угол смачивания барита до термостатирования, в знаменателе — после термостатирования при 180 С в течение 6 ч. о

Таблица2 и

СНС, кг/см

Э, В

Т, с

Утяжелитель

1 мин 10 мин

Предлагаемый

Известный

1,6

1,6

78 17 29 400

71 )3 27 200

Составитель Л, Бестужева

Редактор Н. Гунько Техред )1.яндык КорректорН. Ревская

Заказ 409 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о-крытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10!