Присадка для бурового раствора

 

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к улучшению эксплуатационных свойств буровых растворов, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Сущность изобретения: присадка для бурового раствора содержит продукт присоединения окисей зтилена и пропилена к глицерину или этилендиамину, или продукт присоединения окиси этилена к жирному амину или жирному спирту, метилдиэтилалкоксиметил аммоний метилсульфат, или бис (алкилполиоксиэтилен) фосфат и растворитель. 2 табл.

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к улучшению эксплуатационных свойств буровых растворов, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известна присадка для бурового раствора, включающая продукт конденсации кубовых остатков синтетических жирных кислот с моноэтаноламином и оксиэтилированным алкилфенолом и кубовые остатки производства синтетических жирных спиртов фракции С₇ С₉ или кубовые остатки от ректификации бутиловых эфиров кислот фракции С₇ С₉, или их смесь (авт.св. N 1627554, C 09 K 7/02, 1991). Данная присадка содержит сложную смесь кубовых остатков производств, имеющих непостоянный состав, что обуславливает непостоянство свойств; и имеет температуру застывания от (-10) до (-16)^oC, что делает непригодной ее для использования в условиях более низких температур.

Известна присадка для бурового раствора, включающая продукт конденсации моноэтаноламина и сырых талловых масел и побочный продукт с температурой кипения не выше 165^oC производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза из природного газа со стадии ректификации нормального бутанола (авт.св. N 1792959, C 09 K 7/02, 1993). Недостатками данной присадки являются: непостоянный состав используемых продуктов; недостаточно высокая смазочная способность.

Наиболее близкой к изобретению является присадка для бурового раствора, включающая блок сополимер окисей этилена и пропилена, добавку - оксиэтилированный амин, и ароматический растворитель (авт.св. N 1313860, C 09 K 7/06, 1987) реагент XT 48. Однако, присадка XT 48 недостаточно эффективна для различных составов бурового раствора и имеет недостаточно низкую температуру застывания.

В основу изобретения положена задача создания присадки для бурового раствора, обладающей высокой эффективностью пеногашения, смазочной способностью, улучшенными реологическими свойствами и низкой температурой застывания.

Поставленная задача решается так, что присадка для бурового раствора, включающая неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) на основе оксиалкилированного соединения, целевую добавку и растворитель, в качестве НПАВ на основе оксиалкилированного соединения содержит продукт присоединения окисей этилена и пропилена к глицерину или этилендиамину, или продукт присоединения окиси этилена к жирному амину, или жирному спирту, а в качестве целевой добавки метилдиэтилалкоксимотиламмоний метилсульфат общей формулы [C_10-18H_21-27OCH₂N(CH₃)(C₂H₅)₂] ⁺[SO₄CH₃^- или бис(алкилполиоксиэтилен) фосфат формулы [C_nH_2n+1O(C₂H₄O)_m] ₂POOH, где n 8 - 10; m 6 при следующем соотношении компонентов, в мас.

Продукт присоединения окисей этилена и пропилена к глицерину или этилендиамину, или продукт присоединения окиси этилена к жирному амину, или жирному спирту 15 25 Метилдиэтилалкоксиметил аммоний метилсульфат или бис(алкилполиоксиэтилен) фосфат приведенных формул 7 10 Растворитель остальное В качестве продукта присоединения окисей этилена и пропилена к глицерину предлагаемая присадка содержит Лапрол 5003-2-15 по ТУ 2226-006-10488057-94. Продукт присоединения окисей этилена и пропилена к этилендиамину имеет промышленное название Дипроксамин 157-65M, выпускается по ТУ 38.1011128-87. В качестве продукта присоединения окиси этилена к жирному амину присадка содержит: продукт, имеющий техническое название Генамин CS (Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества / под ред. А.А.Абрамзона, Л. Химия, 1984, с. 246). Продукт присоединения окиси этилена к жирному спирту под техническим названием Препарат ОС-20 описан в справочнике (Поверхностно-активные вещества, Л. Химия, 1979, с. 303) имеет общую формулу C_nH_2n+1O(C₂H₄O)_mH, где n 14 18, m 20 (ГОСТ 107.30-82). Метилдиэтилалкоксиметиламмоний метилсульфат общей формулы [C_10-18H_21-27OCH₂(CH₃)(C₂H₅)₂] ⁺[SO₄CH₃^- имеет техническое название Алкамон Д и выпускается по ТУ 6-14-19-208-86.

БИС(алкилполиоксиэтилен) фосфат формулы [C_nH_2n+1O(C₂H₄O)]₂POOH, где n 8 10, m 6 имеет техническое название Оксифос КД-6, ТУ 6-02-1148-78.

В качестве растворителя предлагаемая присадка содержит смесь ароматических углеводородов Нефрас Ар 120/200 по ТУ 38.101809-90 или этилбензольную фракцию (ЭБФ) по ТУ 38.30225-81, или дизельное топливо смесь предельных углеводородов по ГОСТ 305-82, или изопропиловый спирт (ИПС) по ГОСТ 9805-84, или бутиловый спирт (БС) по ГОСТ 5208-81.

Анализ отобранных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводим примеры приготовления присадки.

Пример 1 (прототип). Образец XT-48 берут в готовом виде.

Пример 2 (предлагаемый). К 15 г Лапрола 5003-215 добавляют 10 г алкамона МК и перемешивают, после чего добавляют порцию нефраса Ар 120/200 в количестве 75 г и перемешивают до получения однородного раствора.

Примеры 3-15 выполняют аналогично примеру 2, изменяя количественное и качественное соотношение компонентов. Варианты составов присадки представлены в табл. 1.

Полученная присадка для бурового раствора представляет собой жидкость от прозрачного до светло-желтого цвета с плотностью d 860 1100 кг/м³ и вязкостью η 15 100 мм²/сек при 20^oC. Температура застывания от(-40) до(-60)^oC.

Присадку испытывают на буровых растворах, приготовленных в соответствии с ТУ 39-9-22-74. В качестве буровых растворов используют гуматный буровой раствор (N 1) и известковый буровой раствор (N 2).

Испытания проводят по РД 39-2-645-81 Методика контроля параметров буровых растворов.

Эффективность присадки к буровым растворам оценивают с помощью следующих показателей в соответствии с упомянутым РД.

К_п коэффициент восстановления плотности, представляющий собой отношение плотностей раствора после ввода присадки ( r ) и исходного ( r_исх. ) характеризующий пеногасящие свойства: μ коэффициент трения, определяемый на машине трения фирмы "Бароид" - характеризующий смазочные свойства бурового раствора.

К_т коэффициент тиксотропии, характеризующий реологические свойства бурового раствора и представляющий собой отношение где CHC предельное статическое напряжение сдвига во времени, соответственно за 10 и 1 мин.

Результаты испытаний представлены в табл. 2 при концентрации присадки 1% от массы бурового раствора.

Анализ данных, представленных в табл. 2, показывает, что предлагаемая присадка к буровому раствору является более эффективной, по сравнению с прототипом и имеет более низкую температуру застывания.

Состав присадки включает традиционные отечественные компоненты, для ее получения не требуется специального оборудования или сложного аппаратурного оформления.

Формула изобретения

Присадка для бурового раствора, содержащая раствор поверхностно-активных веществ в углеводородном растворителе, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ она содержит продукт присоединения окисей этилена и пропилена к глицерину или этилендиамину, или продукт присоединения окиси этилена к жирному амину, или жирному спирту и дополнительно метилдиэтилалкоксиметиламмоний метилсульфат общей формулы [(C₁₀-C₁₈H_21-27OCH₂N(CH₃)(C₂H₅)₂]⁺SO₄CH^-₃
или бис(алкилполиоксиэтилен)фосфат формулы
[C_nH_2n+1O(C₂H₄O)_m]₂POOH,
где n 8 10;
m 6,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Продукт присоединения окисей этилена и пропилена к глицерину или этилендиамину, или продукт присоединений окиси этилена к жирному амину, или жирному спирту 15 25
Метилдиэтилалкоксиметиламмоний метилсульфат или бис(алкилполиоксиэтилен)фосфат 7 10
Растворитель Остальноеи

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2