Буровой раствор на углеводородной основе
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 7/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
СО
C)
О
C)
> (21) 4862859/03 (22) 25.06.90 (46) 15.01.93. Бюл. М 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) Д.Л.Мухин, P.К,Рахматуллин, И.З.Файнштейн, Н.М,Касьянов, М.И.Липкес.
К.Ш.Овчинский, Б,В. Касперский, С.Н.Шишков и Г,А.Шаховцева (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1046274, кл. С 09 К 7/06, 1982, (54) БУРОВОЙ РАСТВОР НА УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕИзобретение относится к нефтяной промышленности. в частности к буровым растворам на углеводородной основе, применяемым для бурения и глушения нефтяных и газовых скважин.
Известен высококонцентрированный инвертный эмульсионный раствор, состоящий из воды с различной степенью минерализации. нефтепродукта и эмульгатора из класса ненасыщенных высших кислот и многоатомных спиртов. Недостатком этого раствора является низкая термостойкость, ограниченная 80 С.
Наиболее близким к изобретению является инвертный эмульсионный раствор, включающий углеводородную дисперсионную среду, эмульгатор, водную фазу и стабилизатор, состоящий из бентонита и четвертичной аммониевой соли. Однако этот раствор имеет низкие структурно-механические свойства и высокое значение показателя фильтрации при температуре
150 С.
Целью изобретения является улучшение структурно-механических и фильтрациБ.Ц,„1788000 Al (57) Использование: для бурения нефтяных и газовых скважин. улучшает структурно-механические и фильтрационные свойства с одновременным повышением электростабильности при температуре до 150 С. Буровой раствор на углеводороднои основе состоит из нефтепродукта 25-85 мас. эмульгатора 2-5 мас. 0, органофильного бентонита, дополнительно содер>кагцего третичный амин в количестве 0,5-2,0 мас., и водной фазы — остальное. 3 табл, онных свойств раствора при одновременном повышении электростабильности при температуре до 150 С.
Укаэанная цель достигается тем, что в буровом растворе на углеводородной основе, включающем нефтепродукт. эмульгатор, структурообразователь и водную фазу различной степени минерализации, в качестве структурообраэователя используется органофильный бентонит, дополнительно содержащий третичный амин при следующем соотношении ингредиентов, мас. :
Нефтепродукт 25-85
Эмульгатор 2 — 5
Органофильный бентонит 0,495-9,900
Третичный амин. 0,005-0,100
Водная фаза . Остальное
В качестве нефтепродукта могут быть использованы нефть, дизельное топливо и др.
Минерализованная водная фаза пред- ставляет собой водный раствор хлористого кальция различной концентрации.
1788000
15
30 Составы утяжеленных инвертных эмульсионных растворов приведены в табл, 3
35 структурно-механических и фильтрационных свойств, он может быть использован
45 электростабильности при температуре до
150 С, в качестве структурообразователя
50 используется органофильный бентонит, до25-85
2-5
Эмульгатором является поверхностноактивное вещество неионогенного типа (на-. пример, эмультал, украмин, ИКБ-2).
Органофильный бентонит, входящий в состав раствора, включает бентонитовую 5 глину, четвертичную амониевую соль типа диалкилдиметиламмоний хлорида и добавку — третичнйй агийн с количеством атомов углерода в радикале от 12 до 14, являющийся промежуточным продуктом в процессе и роиз водств а ал килдим етил бен зиламмоний хлорида (Катамина АБ) по ТУ 6-01-81675, Третичный амин, адсорбируясь на поверхности глинистых частиц при их олеофилизации, является дополнительным гидрофобизующим и связующим агентом, в результате чего органофильный бентонит приобретает большую способность к диспергированию и структрообразован ию в среде эмульсии. Кроме того, частицы органофильного бентонита благодаря связующим свойствам добавки формируют более плотную фильтрационную корку, снижая тем самым значение показателя высокотемпературной фильтрации, 2
Буровой раствор готовят следующим
Образом. .В нефтепродукт (дизельное топливо) вводят органофильный бентонит, предварительно смешанный с третичным амином, и перемешивают до полного диспергирования, после чего в суспензию добавляют змульгатор и минерализованную хлористым кальцием водную фазу. Эмульсию интенсивно перемешивают до достижения постоянного значения величины напряжения электропробоя (электростабильности).
Пример 1. В 850 r дизельного топлива диспергируют 100 г органофильного бентонита, состоящего из 62 г бентонитовой глины, 37 r диалкилдиметиламмоний хлорида и
1 r третичного амина, вводят 20 r эмультала при перемешивании в течение 10 мин, затем добавляют водную фазу в количестве 30 .r, Пример 2, В 250 г дизельного топлива диспергируют 5 г органофильного бентонита, состоящего из 3,09 г бентонитовой глины, 1,86 г диалкилметиламмоний хлорида и
0,05 г третичного амина, вводят 50 г ИКБ-2 при перемешивании в течение 10 мин, затем добавляют водную фазу в количестве
695 г.:
Пример 3. В 540 r дизельного топлива диспергируют 30 r органофильного бенто- 5 нита, состоящего из 18,6 г бентонитовой глины, 11,1 г диалкилдиметиламмоний хлорида и 0,3 r третичного амина, вводят 30 r . украмина при перемешивании в течение 10 мин, затем добавляют водную фазу в количестве 400 r.
В табл. 1 приведены составы и свойства растворов с различным содержанием третичного амина s органофильном бентоните. Из данных табл, 1 видно, что оптимальное количество третичного амина в буровом растворе находится в пределах от
0,005 до 0,100 мас. %, Содержание добавки ниже 0,005 мас. % и выше 2 мас. % приводит к снижению положительного эффекта.
В табл. 2 представлены сравнительные технологические показатели свойств предлагаемого и известного растворов, Из данных табл, 2 видно, что преДлагаемые растворы име|от более высокие значения структурно-механических свойств, электростабильности и меньшие значения показателя высокотемпературной фильтрации.. Оптимальное количество органофильного бентонита находится в пределах от
0,495 до 9,900 мас. %. Содержание последнего ниже 0,495 мас; % и выше 9,900 мас. % не позволяет достигнуть желаемых технологических свойств раствора.
При необходимости раствор может быть утяжелен баритом. В этом случае в качестве гидрофобизатора могут быть использованы производные имидазолинов.
Благодаря повышению агрегативной устойчивости раствора, а также улучшению для качественного вскрытия продуктивных пластов и глушения скважин с забойными температурами до 150 С, Формула изобретения
Буровой раствор на углеводородной основе, включающий нефтепродукт, эмульгатор, структурообразователь и водную фазу различной степени мйнерализации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения его структурно-механических, фильтрационных свойств и одновременно повышения полнительно содержащий третичный амин, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %;
Нефтепродукт
Э мул ьгатор
Органофильный бентанит 0,495 — 9,9
Третичный амин 0,005-0.1
Водная фаза Остальное
1788000
Таблица !
Состав растворов, мэс.Ъ
Показатели сэойсте pacrsopos!
О(Б-2
При 20 С
После теонообработки лрн о
150 С на Фильтр-прессе
ФП-200
Рассол
СаС!
1,22 гlсмз
Эиультал
Укриин .
ВизельHO!I толлиао
ОрганоФильный бентонит, вк РУО
Т ретич7„, спз со ° днlсм*
CHC,дПа
И, а ный иин к гр сиз
СИС,дпа О к„, спэ дн/см мин 10 мин
И, в
УО
I5
l2
l2
47,5 49 2
16
14 (! !
15
46,5 49
27
28
19
19
19
46,0
Таблиц ° 2
--"г- — — "-СостаЬ растворов, иас,в
Покаэателн свойств растворов
При 20 С После обработки прм 150 С íà ФильтрпресРассол
СеС11
1,2
I /ÑII
Эмуль" тал
Яи эельное тол» лиао
Укр" мнн
ИКБ-2
Органофиль"
II»A бентонит
Третичный амин се ФП-200
Сь, дн/сиэ
О.», сП
И, в г, . днlсмэ
1, Ф, сд смь
Снс,дпв
И,е
1 мим 1О мнн
3
3
2
3
3.
35 21
29 22
20 36
560 8
480 lo
360 9
24
24
57
72
91
46 в
54 40
54 40
54 40
1О lo !
3 13
12 12
Таблид ° 3
» « °
Показатели свойств растворов а, мас.в
Состав растворо
Иефть Энультел
После термообработки прм 150 С . на фильтр"пресса ФП 200
«» и, ° СПС, дпа т,аэ, те3 <Р сП днlсм* смз
1ммм !!О н»»
«кк " 4
600 46 48 58 215 10
600 58 60 85 239 14
600 48 49 65 235 8
Прн 20 С
Дизель
HOd топIlIIIO
Рассол
СаС1
1 ° г/сиз
Органо"
Фильный бентонит
Третичный амин г/смз
СНС, дПа
1 иин 10 иин
Г,, дн/сиэ сам сП
47
600 51
600 66
600 59
2 49 ° 5 1,485 0,015
2 27,0 2,970 0,030
2 50 5 О 990 .О 010
49
79
1,5
2,0
1,5
53
244
249
Составитель Д.Мухин
Техред М.Моргентал
Редактор
Корректор С.Пакарь
Заказ 48 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101
85 3
54 40
25 69,5
85 3
54 40
25 69,5
85 . 3
54 40
25 69,5
1,5000
1,4925
1,4850
1,4700
1,4550
1,5000 l,4925
1,4850
1,4700
1,4550
1,5000
1,4925 !, 4850
1,4700
1,4550
9,900
2,97
0,495
9 900
2,970 о,495
9,900
2,970
О, 495
0,0075 600
0>0150 600
0,0300 600
0,0450 600
0,0075 600
0,0150 600
0,0300 600
0,0450 600
0,0075 600
0,0150 600
O,0300 600
0,0450 600
0,100 600
0,О3О 600
0,005 600
0,100 600
0,030 600 о,0о5
0,100 600
0,030 600
0,005 600
Прототип
580
20 20
22 22
27 27
24 24
22 22
22 24
23 25
26 28
24 26
22 24
23 23
24 25
29 30
25 25
23 23
73 82
32 36
30 33
99 !06
36 37
80 87
94
38 38
35 38
23
23
24
23
23
24
24
24
124
139
134
182
383
96
62
359
l 58
158
163
158
158
53
53
57
53
23
32
106
21
31
l7
24
580 16
600 20
600 25
600 22
560 20
520 20
54о 22
$60 25
540 23
500 . 20
400 20
420 22
460 27
440 23
420 20
600 63
600 28
580 32
600 270
560 30
420 32
600 62
460 21
400 26
1В
22
23
26
24
21
22
28
23
34
276
32
34
69
21
26
26
26
26
26
38
36
38
38
38
22
22
23
22
134
137
259
229
359
67
239
96
115 .1 I 0
196
196
201
196
196
S6
58
62 58
34
37
ВВ
52
99
26
28
19
10 !
12
lt
2В
