Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

 

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: смазочная добавка включает ингредиенты при следующем их соотношении, %. кубовый остаток производства синтетических жирных кислот 25-37, отход производства этилбензолов - фракция полиалкилбензолов с температурой кипения 160-350°С 23- 75. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБИ:ТЕНИS:

К ПАТЕНТУ (21) 4844356/03 (22) 26.06.90 (46) 15.11.92, Бюл. N 42 (71) Научно-производственное объединение

"СинтезПАВ" (72) B.Ã.Ãåðìàøåâ, M.Ã.Ïëèøêà, T.Н.Виноградова, Ю.Н,Мойса, Е,В.Ñîëîìàòèíà, Т.Б.Котельникова, В.Ф.Кавинский, Е.Г.Иванов, B.À.×åðåíöîâ, Л.П.Козлов, С,А.Домашенко и О.А.Лушпеева (73) Научно-производственное объединение

"СинтезПАВ" (56) Яров А,Я. и др, Буровые растворы с улучшенными смазочными свойствами. — М.: Недра, 1975, с. 19, 30.

Труды ВНИИБТ, вып. 27, М. 1971, с.

100 — 101.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано на всех стадиях бурения в.районах Крайнего Севера и Западной Сибири.

Известно применение в качестве смазочной добавки нефти в количестве 10% от массы бурового раствора.

Известно применение смазочной добавки СМАД вЂ” 1, которая представляет собой смесь активной основы (окисленный петролатум) с углеводородным растворителем (дизельное топливо) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Окисленный петролатум 40-50

Дизельное топливо 50 — 60

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является смазочная добавка для буровых растворов на водной основе, содержащая кубовый остаток синтетических жирных кислот (КО СЖК) и дизельн.ое топливо.. Ж 1776269 АЗ (54) СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: смазочная добавка включает ингредиенты при следующем их соотношении, %; кубовый остаток производства синтетических жирных кислот 25 — 37, отход производства этилбензолов — фракция полиалкилбенэолов с температурой кипения 160 — 350 С 23—

75. 1 табл.

Недостатком смазочной добавки по прототипу является неудовлетворительная температура начала течения (-10 С при соотношении компонентов КО СЖК: дизтопливо 1:3), низкая температура вспышки (+450C), не высокая смазочная способность, Цель изобретения — обеспечение возможности использования смазочной добавки при отрицательных температурах окружающей среды и повышение смазочной способности путем понижения коэффициента сдвига корки и коэффициента трения.

Смазочная добавка в качестве активной основы содержит КО СЖК, а в качестве растворителя содержит отход производства этилбензолов — фракция полиалкилбензолов (ПАБ) с температурой кипения

160 — 350 С при следующем соотношении компонентов, мас.% КО СЖК 25-37, ПАБ

63-75.

1776269

Полиалкилбензолы (отход производства зтилбензола и диэтилбензола) образуются на Череповецком ПО "Азот" при алкилировании бензола этиленом. Из получаемой смеси отгоняются целевые продукты; зтилбензол и диэтилбензол. Остаток после отгонки, фракция с температурой кипения

160 — 350 С и используется в заявляемом техническом решении в качестве раствориг теля.

Хроматографический анализ проб полиалкилбенэолов показал, что в них содержится около 70 триэтилбенэола, 20 других полиалкилбензолов и 1. примесей. Другие полиалкилбензолы — это, тетраэтилбензол, пентаэтилбензол, гексаэтилбензол, диизопропилбензол, дибутилбензол.

ПЛБ имеют следующие физико-химические характеристики: температура кипения 160 — 359 С, температура вспышки — не менее 80 С, температура начала течения (1PP)0C.

Применение в качестве растворителя

ПАБ позволяет получить смазку в виде жидкости, которая при содержании КО СЖК в количестве 25 — 37 мас. течет при (-10)-(о

-35) С, не расслаивается при длительном хранении, имеет температуру вспышки (85) — (89) С. Предлагаемую добавку можно использовать в зимнее время без дополнительного разогрева и перемешивания, делает более удобным и безопасным ее хранение и транспортировку.

Процесс получения смазочной добавки для буровых растворов заключается в смешении КО СЖК и ПАБ при 70 С в течение tp мин.

Температуру начала течения (iнач.теч. С) смазочных добавок onðåäåëëëè по ГОСТ 20287 — 74.

Температуру вспышки в закрытом тигле (teen. . С) определяли по ГОСТ 6356-76.

Эффективность смазочных добавок определяли путем добавления их в исходные растворы на водной основе: пресный и минерализованный.

Исходный буровой раствор представляет собой 9 -Hóþ суспензию асканского бентонита в воде, минерализованный буровой раствор получали путем добавления 3 мас. CaCI2 к исходному.

Технологические свойства исходных буровых растворов и буровых растворов, содержащих смазочные добавки, такие как: условная вязкость Т, с; статическое напряжение сздвига СНС 1/10. дПа; водоотдача

ФЗО, см, определяли на стандартных приборах в соответствии с "Методикой контроля буровых растворов РД 39-2 — 645-81. . Министерство нефтяной промышленности, 5

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению буровых скважин и буровым раствором, ВНИИКрНефть, 1981".

Смазочные свойства определяли на усовершенствованном приборе СНС-2 "Методика PTM 41 УССР 10 — 77" по изменению коэффициента сдвига корки КСК и на приборе фирмы "Бароид" по изменению коэффициента трения р при нагрузке 11,3 Нм

"Стандарт Американского нефтяного института API RPI ЗВ".

Исходный буровой раствор имел следующие характеристики: Т = 35 с; СНС 1/10 ==80,0/91,6 дПа, Фзо = 14 см; КСК = 0,77; р= 0,22, Минерализованный исходный буровой раствор имел следующие характеристики:

Т= 25 с; СНС 1/1, =.50,6/50,0; Фзо =40 см, КСК = 1,11;,и = 0,30.

20 Смазочная добавка добавлялась в количестве 1 от массы бурового раствора.

Результаты исследований иллюстрируются примерами, представленными в таблице.

25 Анализ результатов, приведенных втаблице, показывает, что:

1) смазочная добавка по прототипу име. ет температуру начала течения до (-10)0С, расслаивается при хранении,, тогда как

30 заявляемая смазочная добавка при концентрации КО СЖК 25 — 37 мас. имеет температуру начала течения от (-10) до (-35) С, не расслаивается, что позволяет использовать ее в зимнее время без дополнительного

35 разогрева и перемешивания:

2) смазочная добавка по прототипу имеет температуру вспышки +45 С, тогда как заявляемая смазка имеет температуру вспышки 85 — 89 С, что делает ее эксплуата40 цию более безопасной.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что заявляемая смазочная добавка по смазочной способности в среднем на 10 превосходит известную

45 смазочную добавку.

Буровой раствор, содержащий заявляемую смазку (примеры 3 — 6, 8-11) имеет условную вязкость в среднем на 50/ ниже, а

СНС 1/10 на 80 ниже, чем буровой рас50 твор, содержащий известную смазку.

Примеры 16, 17 показывают действие смазочных добавок в минерализованном буровом растворе. Сравнивались заявляемая смазочная добавка и смазочная добавка по

55 прототипу, полученные на основе одного КО

СЖК с кислотным числом = 92 мг КОН/г, имеющие одинаковую температуру начала течения (-10)0C. Из примеров 16, 17 следует, что смазочная способность заявляемой до177626Q бавки вьпие (примерно на 13 понижается

КСК и p), чем по прототипу, кроме того применение смазочной способности по прототипу вызывает значительное загущение бурового раствора, тогда как заявляемая смазочная добавка разжижает буровой раствор. Как следует иэ примеров 16, 17, условная вязкость бурового раствора. содержащего заявляемую смазку на 50 ниже, а СН С 1/10 примерно на 100 ниже чем по прототипу, при этом одновременно водоотдача Фзо бурового раствора„содержащеto заявляемую смазку примерно нв 15 лучше, чем у известного.

Формула изобретения

Смазочная добавка для буровых раствоpGB не Водной основе, Включвющэя кубовый остаток производства синтетических жирных кислот и углеводородный растворитель, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности использования ее при отрицательной температуре окружающей среды и повышения смазывающей

5 способности путем снижения коэффициента сдвига фильтрвционной корки и коэффициента трения бурового растворе; она содержит в качестве углеводородного растворителя отход производства этил10 бензолов — фракцию полиалкилбенэолов с темпервтурой кипения 160-350 С при следующем соотношении ингредиентов, мас.$:

Кубовый остаток произ15 водства синтетических жирных кислот 25-37

Отход производства зтилбензолов фракция полиалкилбенэолов с темпера20 турой кипения 160-350 С 63-75.

1776269

I I О) .

I с>

I с.I 1>4 Г

> I

1 "" " ° 1

Г),1.

I > СЕ> ь> (ОЭЙ 4>< (Г- Е о о

I >-t

@I о е

l н

>Е I ОЪ (Я(ч 1 .) (И< (о<О с> I

Я

Я .I

ClJ ° х 1 ь

18 ", 1Д

f Б ,(Л(ййМ (-.,дай „

1 Io I

ГЪ

1 <)И

1 Ь f ° 1

f ц Е-< о, 1 а Dt(o Ь Ь 1

< ыо с> 1 ml е-<хн(1 ь> 1 a>t=(1 ь(I L-i (ь)щ (I I и(, е) 1

I ь> I ъ(1

ml а I

Я

I с) I

I

m l

I î

М I

I ь(1 И

<ь I

1 с> о 1 ц

I ь44 Д

I а

Ig е> !с>

Iy =- (й ! о

f o I m

m 1 ь> <ь

l m a) 1<а

1Г) )О 1 а

f

I" °" "I o (й

I l o,Ü

I о е х

i I oо

I f о<

<И <Ь 4

1 (w e t=t

1 (с>аь> (Ю,<ь

I

l l o l

>C>o a>

I" """ " 1

1 (н

I I

<О и

4 о

О)

>-4

О) ь

C) Л) 4>» 4>< о ю о о о о л л л о о о р in о о о о

4(<

С>

Ю ь

С>

4Х 4)< о о о о

g <> 3 о о

<Г) <Г) о о о о ла 3

D O

4>< о о о ю

О н н н

О) С) <.О

4 4 о о

О)

tn

ОО

О о

О) tn

Л <О ю о

tO н

>-< >-<

lA

С>

1-l о л с н о о н н н

tO tA

4 ю о

>-<

C) lO

D Ю

Ю

C)

<О О

4)<

4 о

С) н й

C)

<Г) . л

<О

С>

О> л

lA о о

Л ОЪ

Г CD

<о о

iO D

CD CD о

ОЪ

C)

О) с

C4)

О)

<О со с> <Р

Г C)> о о

<Г) Л

О- CD

С) tO

Я CO

С)

О)

CD

С>

О)

lA о„

С) <О

ОЪ

lA

to 4><

О) О) <О са н н

I н н сд о

Н.лн

О) <7 Я

1 о ю н н

l л

> <

CD и

CD 1 н

1Я Е< ь Й ><Ъ ь ."(он «> о о н н

1 ( н I

3 46

П<ь ь> gg» to ын оо -о

en е(о нх нхо

a> o>a е< х о

tA tA lA

<О Ж Р»

ОЪ Л tn tn tn tn in tn

Л СЪ Ч) О) <О ОЪ СО C>) ! 1 !

О <4)

<4)

1 1

Я и

Я

Г(И ь х

r< и

4. х х

Я Ю

Я Ь

О) О)

l! И й

Ь(Г, g <О и

Г - Г

Cl Я

«Г(О>

О) ОЪ О) с» О>

И И И

4 ь ь ° ь х х

Г-<

Я

Г(C)

Ю н

И ь< х

r-i х

Ц

С> н<

И ь4 х и

)3

О)

О>

И

t>t

<ь и и

° а ° а

Ь Е< Ь Е<

Ф х a) о а х

Н

Я!

CD и

Ь4 х

Ь4

4 х

cD

Я

Я3 й

Я ч 6

Я

:а Ю

Я ф

О) н а <ц щ - ) н ь( с> ф

m а

> О>

om ьо

t у и о

<> о

Ч

П

Г)Ъ

ы и а а

М

D оьъ to P g с> in -

I l l l l 1 1 1 l 1

Я Я Н

О> ЬЪ 4Г

ia Е»

Е-< о

<>

O Г оm о ь(о

ЩЦ и д<д")

og о ь> ь> х« 5

mo@

<ь ь> Е<

Е4 Х

<о а> ь> a/

mа

СОО Х

om

Г-< о а

mo н A оа

m

Йы .—..> 4 Л

Ж<О ь>

<Иc) m бГаЯ t=f

4 ! а

Г< Г-< л

Ю 6 й

О> in

И И ь ь х х

9 ч

Я „Я ф о ч

>-< ><

lA CO lA

4 4

О О) Н Н н н н н

ГО Н CD CD

О>4 СН C<) н н н н

ОЪ IA tn ln

CD <(< 4

1 . I 1 I 1 1 I

2 о

И

О) О н ь>

И Л и х <ь

Д

>-<

Еф

Й

+ l>t

iK 3