Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин

 

Реагент относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин. Техническим результатом является улучшение смазочных свойств вязкопластичных промывочных жидкостей и стабилизации инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, отличающийся тем, что в качестве смазочно-стабилизирующего компонента он содержит модифицированный этаноламинами кубовый остаток синтетических жирных кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%: кубовый остаток синтетических жирных кислот 47,0-50,0, этаноламины 1,0-3,0, растворитель 49,0-50,0. Причем в качестве этаноламинов он содержит моноэтаноламин, или диэтаноламин, или триэтаноламин, а в качестве растворителя - дизельное топливо или керосин. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин.

Известен реагент для буровых растворов - "СНПХ-6016", содержащий 90% олеиновой кислоты и 10% кубового остатка производства бутиловых спиртов /Г. А. Орлов, М.Ш. Кендис, В.Н. Глущенко. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. М.: Недра, 1991, с.421/. Известный реагент получают простым смешением исходных компонентов.

Недостатками известного реагента "СНПХ-6016" являются: 1) низкая стабильность при хранении, обусловленная изменением состава смазочной добавки по причине полимеризации олеиновой кислоты, а также поликонденсации и окисления масляного и изомасляного альдегидов, содержащихся в кубовом остатке бутиловых спиртов; 2) достаточно высокая токсичность и канцерогенность кубовых остатков бутиловых спиртов; 3) неоднородность состава и, как следствие, необходимость перед использованием тщательно перемешивать; 4) отсутствие каких-либо структурообразовательных свойств; 5) низкие фильтрационные характеристики; 6) высокое значение скорости изнашивания стали (триботехнический параметр) 48 мм/мин.

Наиболее близким к заявленному составу (прототипом) является реагент для буровых растворов "СМАД-1", представляющий собой 50% раствор окисленного петролатума в дизельном топливе /В. И. Токунов. И.Б. Хейфец. Гидрофобно-эмульсионные буровые растворы. М.: Недра, 1983, с. 75/. "СМАД-1" предназначен для улучшения смазочных свойств глинистых растворов и стабилизации инвертных эмульсий.

Недостатками известного реагента "СМАД-1" являются: 1) использование в составе реагента окисленного петролатума, представляющего собой окисленную смесь церезина и масла непостоянного состава, отрицательно сказывается на получении и регулировании свойств буровых растворов; 2) недостаточно малая фильтратоотдача при стабилизации инвертных эмульсий; 3) триботехнические параметры (скорость изнашивания сталей) больше 0,47 мм/мин;
4) электростабильность инвертной эмульсии на основе "СМАД-1" не выше 250 В.

5) низкие структурно-механические свойства инвертных эмульсий;
6) неоднородность состава, связанная с низкой селективностью окисления церезина и масла, входящих в состав петролатума;
7) плавающее значение кислотного числа "СМАД-1", что плохо отражается на качестве смазочной добавки и приводит к непостоянству характеристик выпускаемых партий "СМАД-1".

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу улучшения смазочных свойств вязко-пластичных промывочных жидкостей и стабилизации инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин.

Указанная задача решается тем, что реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, согласно изобретению в качестве смазочно-стабилизирующего компонента содержит модифицированный этаноламинами кубовый остаток синтетических жирных кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Кубовый остаток синтетических жирных кислот - 47,0...50,0
Этаноламины - 1,0...3,0
Растворитель - 49,0...50,0
Причем в качестве этаноламинов реагент содержит либо моноэтаноламин, либо диэтаноламин, либо триэтаноламин, а в качестве растворителя - либо дизельное топливо, либо керосин.

Предлагаемый реагент получают смешением компонентов в указанных соотношениях ингредиентов при температуре 65-95^oС и перемешивании в течение 0,5-1 ч. При температуре выше 95^oС физико-химические характеристики реагента ухудшаются.

Содержание кубового остатка синтетических жирных кислот (КОСЖК) и этаноламинов в керосине или дизельном топливе выбрано в пределах 48...53 мас.%. При содержании их в растворе выше 53% возрастает температура застывания предлагаемого реагента, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью разогрева реагента. Применение реагента с концентрацией КОСЖК и этаноламинов ниже 48% не рационально, так как возрастают расходные нормы и транспортные расходы.

Физико-химические показатели реагента представлены в табл.1.

В качестве ингредиентов использовали:
- кубовый остаток синтетических жирных кислот (ТУ 38.1071231 -89)
- керосин (ТУ 38.601-22-70-97)
- дизельное топливо (ГОСТ 305-82)
- моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84)
- диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91)
- триэтаноламин (ТУ 6-02-916-79)
Эксплуатационные показатели представлены в табл.2.

Выбранное нами количество этаноламина 1,0...3,0 мас.% является оптимальным, так как в этих условиях происходит образование этаноламинной соли КОСЖК и, как следствие, уменьшение кислотного числа предлагаемого реагента до требуемой величины. Применение большего количества этаноламина приводит к повышению температуры застывания реагента, что нежелательно. Этаноламинные соли КОСЖК улучшают эксплуатационные свойства реагента.

Примеры получения реагента.

Пример 1.

К раствору 47,36 мас. % кубовых остатков синтетических жирных кислот (кислотное число 82) в 50 мас.% керосина добавили при 75^oС 2,62 мас.% триэтаноламина и перемешивали в течение 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст.=5^oС, электростабильность инвертной эмульсии =300 В, вязкость =30.

Пример 2. К раствору 50 мас.% кубовых остатков синтетических жирных кислот (кислотное число 82) в 49 мас.% дизельного топлива добавили при 95^oС 1 мас. % моноэтаноламина и перемешивали в течение 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст.=4^oС, электростабильность инвертной эмульсии =290 В, вязкость =27.

Пример 3. К раствору 48 мас.% кубовых остатков синтетических жирных кислот (кислотное число 82) в 50 мас.% керосина добавили при 65^oС 2 мас.% диэтаноламина и перемешивали 1,5 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст.=5^oС, электростабильность инвертной эмульсии =300 В, вязкость =33.

Пример 4. К раствору 47 мас.% кубовых остатков синтетических жирных кислот (кислотное число 90) в 50 мас.% дизельного топлива добавили при 75^oС 3 мас. % триэтаноламина и перемешивали в течение 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст.=0^oС, электростабильность инвертной эмульсии =280 В, вязкость =32.

Преимуществами предлагаемого реагента по сравнению с прототипом являются следующие.

1. Высокие эксплуатационные характеристики: фильтрационные, структурно-механические, триботехнические, электростабильность более 280 В.

2. По степени воздействия на организм человека реагент является веществом малоопасным и в соответствии с классификацией ГОСТ 12.007-76 относится к веществам IV класса опасности.

3. Применение доступного и дешевого сырья, промышленное производство которого налажено в Российской Федерации.

4. Количественный выход целевого продукта.

5. Возможность регулирования его кислотного числа.

6. Одностадийность получения.

7. Отсутствие отходов производства.

Предлагаемый реагент предназначен в качестве стабилизатора гидрофобных эмульсионных растворов, а также для повышения смазочной способности вязкопластичных промывочных жидкостей, используемых при бурении и ремонте скважин.

Формула изобретения

1. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, отличающийся тем, что в качестве смазочно-стабилизирующего компонента он содержит модифицированный этаноламинами кубовый остаток синтетических жирных кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток синтетических жирных кислот - 47,0-50,0
Этаноламины - 1,0-3,0
Растворитель - 49,0-50,0
2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что в качестве этаноламинов он содержит моноэтаноламин, либо диэтаноламин, либо триэтаноламин.

3. Реагент по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит дизельное топливо либо керосин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2