Смазочная добавка для буровых растворов

 

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, а именно к смазочным добавкам для буровых растворов. Техническим результатом является снижение коэффициента трения бурового раствора, обработанного заявленной смазочной добавкой, при одновременном снижении ее расхода. Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая легкое талловое масло, триэтаноламин, дополнительно содержит оксиэтилированный алкифенол С₉Н₁₉С₆Н₄О(С₂Н₄)₁₀ОН, пентамер пропилена при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: легкое талловое масло 35-55, оксиэтилированный алкилфенол С₉Н₁₉С₆Н₄О(С₂Н₄)₁₀ОН 5-10, триэтаноламин 5-10, пентамер пропилена 35-55. 2 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, а именно к смазочным добавкам для буровых растворов.

Известна смазочная композиция для буровых растворов на водной основе, включающая триэтаноламин, ортофосфорную кислоту и синтетический этиловый спирт или побочный продукт производства бутилового спирта [1].

Недостатком известной композиции является низкая смазочная и противоизносная способность бурового раствора.

Известна смазочная композиция для бурового раствора на водной основе, содержащая легкое талловое масло и полигликоль [2].

Недостатком данной композиции является большой расход реагента в буровом растворе, способность к вспениванию раствора, низкая смазочная и противоизносная способность бурового раствора.

Известна смазочная добавка, содержащая продукт конденсации сырых талловых масел с моноэтаноламином в смеси с полигликолем, гидроочищенным осветительным керосином и изопропиловым спиртом [3].

Недостатком этого состава является вспенивание буровых растворов, искажение показаний газового каротажа и невысокая смазочная и противоизносная способность бурового раствора.

В качестве наиболее близкого аналога может быть принята смазочная добавка к буровым растворам, содержащая синтетические и/или природные жирные кислоты, в том числе легкое талловое масло, низшие одноатомные спирты или олигомерные полиэтиленгликоли со степенью полимеризации 1-3, азотистые органические основания или их смеси, в т.ч. триэтаноламин, нейтрализующий агент и воду [4].

Однако данный состав также обладает невысокой смазочной и противоизносной способностью бурового раствора.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в снижении коэффициента трения бурового раствора, обработанного заявляемой смазочной добавкой при одновременном снижении ее расхода.

Технический результат достигается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая легкое талловое масло, триэтаноламин, дополнительно содержит оксиэтилированный алкилфенол C₉H₁₉C₆H₄O(C₂H₄)₁₀OH, пентамер пропилена при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Легкое талловое масло - 35-55 Оксиэтилированный алкилфенол С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄)₁₀ОН - 5-10 Триэтаноламин - 5-10 Пентамер пропилена - 35-55 Признаками изобретения являются: 1. Легкое талловое масло.

2. Оксиэтилированный алкилфенол С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄)₁₀ОН.

3. Триэтаноламин.

4. Пентамер пропилена.

Признаки 1 и 3 являются общими с прототипом, признаки 2, 4 являются отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения Задача снижения трения в процессе бурения в настоящее время решена лишь частично. При применении существующих смазочных добавок не происходит существенного снижения трения и технологических параметров бурового раствора в зависимости от горно-геологических условий бурения. В различных регионах эти показатели существенно отличаются друг от друга.

Предложенный состав существенно расширяет области использования смазочных добавок и обеспечивает: - снижение трения между бурильными трубами и стенкой скважины; - ингибирование разбуриваемых минералов;
- улучшение технологических показателей свойств буровых растворов:
пластической и динамической вязкостей, статического напряжения сдвига, показателя фильтрации;
- легкое диспергирование в воде, буровых растворах;
- ограничение применения пеногасителей;
- совмещение со всеми химическими реагентами;
- исключение искажения показаний газового каротажа;
- улучшение флокулирующей способности буровых растворов с малым содержанием твердой фазы.

Технический результат достигается за счет содержания в смазочной добавке легкого таллового масла, триэтаноламина, оксиэтилированного алкилфенола С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄)₁₀ОН, пентамера пропилена при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Легкое талловое масло - 35-55
Оксиэтилированный алкилфенол С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄)₁₀ОН - 5-10
Триэтаноламин - 5-10
Пентамер пропилена - 35-55
Входящие в смазочную добавку компоненты недефицитны и имеют крупнотоннажное производство.

Легкое талловое масло (ЛТМ) выпускается по ТУ 81-05-100-78.

Оксиэтилированные алкилфенолы С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄)₁₀ОН выпускаются в виде неонола марки АФ₉-10 по ТУ 2483-077-05766801-98. Обеспечивают эмульгирование смазочной добавки в средах буровых растворов и дополнительное снижение трения.

Триэтаноламин выпускается согласно ТУ 6-02-916-79 с изм. 1-4.

Пентамер пропилена выпускается согласно ТУ 2411-020-05766801-94. В состав смазки вводится для уменьшения вязкости и в качестве растворителя.

Пример. Эффективность заявляемой смазочной добавки для буровых растворов подтверждается результатами исследований на конкретных составах, которые приведены в табл.1.

Снижение величины силы трения определяли на приборе Lubricity Tester фирмы OFITE (США) в соответствии со стандартом при нагрузке 1,03 МПа и частоте вращения 60 об/мин при введении 1% смазочной добавки в исходный глинистый раствор плотностью 1185 кг/м³.

Сравнительный анализ эффективности заявляемой смазки, взятой за прототип, проводился на глинистом буровом растворе.

Исходный глинистый буровой раствор готовился по рецептуре (на 1м³): глинопорошок Куганакский - 300 кг, сода кальцинированная - 3 кг, КМЦ "Камцел-2" - 3 кг, ФХЛС - 1 кг, остальное - водопроводная вода.

Для сравнения с составом по прототипу взята предлагаемая смазка (пример 6), содержащая, %: легкое талловое масло- 45, триэтаноламин - 5, неонол - 10-5, пентамер - 45.

Результаты сравнительного анализа приведены в табл.2.

Как видно из приведенных результатов, заявляемая смазочная добавка превосходит смазочную добавку по прототипу.

Данную смазочную добавку вводят в буровой раствор в количестве от 0,1 до 1,0 мас. % бурового раствора в натуральном виде или в виде 10-20% водного раствора. При ее использовании обеспечивается снижение коэффициента трения на 30-80%. Промысловые испытания подтвердили высокую эффективность заявляемого состава.

Источники информации
1. Патент РФ 1838369, кл. С 09 К 7/02, 1993.

2. Патент РФ 2142978, кл. С 09 К 7/02, 1999.

3. А.С. 1266181, кл. С 09 К 7/02, 1984.

4. Патент РФ 2163617, кл. С 09 К 7/06, 2001.

Формула изобретения

Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая легкое талловое масло, триэтаноламин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксиэтилированный алкифенол С₉Н₁₉С₆Н₄О(С₂Н₄)₁₀ОН, пентамер пропилена при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Легкое талловое масло - 35 - 55
Оксиэтилированный алкилфенол С₉Н₁₉С₆Н₄О(С₂Н₄)₁₀ОН - 5 - 10
Триэтаноламин - 5 - 10
Пентамер пропилена - 35 - 55

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2