Дисперсионная среда буровых растворов на углеводородной основе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1977474

Союз Советскнк

Социалистмческик

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 211080 (2т) 2998614/23-03 ($4)M Kn3

С 09 К 7/06 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301182 Бюллетень М2 44 (ЙУДК 622.243. .445(088.8) Дата опубликования описания 301182

Л.B.Ñêëÿðñêàÿ и А ° Н.Андрусяк

1::.. / " ";р... j л 1 i н%, Ф

Центральная научно-исследовательская лаборатерзщ

ПроизводсТвенного объединения "Укрнефть" ма, а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДНСПЕРСИОННАЯ СРЕДА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

HA УРЛЕВОДОРОДНОИ ОСНОВЕ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к буровым растворам на углеводородной основе (РУО ) используемым при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известно применение в качестве реагента дисперсионной среды РУО тяжелых дистиллятов, получаемых при переработке парафинистых нефтей (1).

Известно также применение в качестве реагента дисперсионной среды

РУО дизельного топлива и нефти f2).

Недостатком известных реагентов дисперсионных сред РУΠ— является необходимость утяжеления растворов для повышения их плотности, что приводит к увеличению содержания твердой фазы, отрицательно сказывающейся на технико-экономических показателях бурения. Кроме того, известные реагенты представляют собой или топ ливо-энергетическое сырье (нефть) или моторное топливо - дизельное топливо, которые являются дефицитными, дорогими продуктами.

Цель изобретения — повышение эффективности применения PYO путем снижения содержания твердой фазы в растворе и стоимости раствора.

Поставленная цель достигается тем что в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе применяются кубовые остатки производства винилхлорида, получаемого методом пиролиза 1,2-дихлорэтана на стадии ректификации.

Они представляют собой жидкость, содержащую хлорированные предельные и непредельные углеводороды, а таки;е ароматические углеводороды об.Ъ: четыреххлористый углерод 0,1-35,0;

1,2-дихлорэтан 1,0-45,0; хлороформ

0,3-40,0; 1,1-дихлорэтан 5,,0-8,5; этиленхлоргидрин 0,4-5,5; Сспзол 2,05,0; винилхлорид 0,1-3,0; 1,1,2-трихлорэтилен 1,0-2,0; дихлорбутан 1,44,8; дихлорбутен 1,0-19,0; хлорбензол 0,1-8,7. Удельный вес отходов з колеблется в пределах 1,2-1,7 г/см, вязкость — 0,45-0, 5 сСт.

Отходы легко транспортировать и использовать в процессе приготовления растворов на углеводородной основе.

Растворяющая способность этих отходов по отношению к высокоокисленному битуму и кубовым остаткам СЖК выше по сравнению с дизельным топливом, что позволяет получать растворы

977474

I более высокой степени дисперсности, благодаря чему улучшаются техиологи- ческие параметры бурового раствора, Кроме того, при этом сокращается время на растворение битума и кубовых остатков СЖК. 5

Высокая плотность отходов способствует получению буровых растворов с плотностью более 1,0 г/см® без введения утяжеляющих добавок или при их меньшем расходе. 10

Технология приготовления бурового раствора заключается в том, что. в расчетном количестве дисперсионной среды, которой являются кубовые остатки производства винилхлорида, растворяется определенное количество эмульгатора, например, йа,Се мыла кубовых остатков СЖК, которые образуются при смешении кубовых остатков СЖК с раствором соли поливалентных металлов, например, CaCl<, и гидратом окиси щелочного металла, например Na0H Затем вводится расчетное количество понизителя фильтрации, например высокоокисленного битума, и расчетное количество минерализованной водной фазы (например, раствор соли поливалентного металла), Проведены лабораторные исследования с использованием двух образцов (A и Б) отходов — кубовых остатков 30 производства винилхлорида (табл. 1 и 2), отличающихся качественным и количественным составом входящих в них компонентов (табл. 3).

Пример 1.В 500 мл (65,5 вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,32 г/см (образец Б, табл. 3) растворяют эмульгатор, (омыленные кубовые остатки СЖК) в 40 количестве 70 мл (6,5 вес.%) и понизитель фильтрации (высокоокисленный битум) в количестве 30 r (3 вес.%).

В полученной углеводородной среде диспергируют водную фазу — 20%-ный раствор СаС1 — в количестве 299 мл (35,0 вес.%) до получения однородной инвертной эмульсии (табл. 1, анализ 3).

Пример З.В 500 мл (60,вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,2 г/см3(образец A) растворяют эмульгатор (омыленные кубовые остатки СЖК) в количестве 70 мп (6,5 вес.%) и пониэитель фильтрации в количестве 30 r (3 вес.%)55

В полученной углеводородной среде диспергируют 251 мл (30,5 вес.%) водного раствора СаС1 20%-ной кон 2. центрации до получения однородной эмульсии (табл. 1, анализ 4), 60

Пример 3. В 500 мл (65,5 вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,32 г/смз(образец Б) растворяют эмульгатор (эмультал) в количестве 20 мл (? вес.%) понизитель фильтрации (высокоокисленный битум) в количестве 30 r (3 ao. c.%)

В полученной углеводородной среде диспергируют водную фазу -" 20%-ный раствор СаСI в количестве 252 мл (29,5 вес.%)(табл. 1, анализ 5).

Пример 4. В 500 мп (42 вес.%) дизельного топлива (плотность

О, 84 г/с4 растворяют 30 мл (3 вес.% ) понизителя фильтрации (высокоокисленного битума), 70 мп (6,5 вес.%) эмульгатора (омыленные кубовые остатки

СЖК). В полученной углеводородной среде дисперигируют 415,5 мл (48,5 вес.%) водной фазы - 20%-ный раствор СаС1 (табл . 1, анализ 1).

Во всех вышеперечисленных примерах смешение фаз производилось на высокоскоростной мешалке типа "Воронеж-2" в течение 20 мин.

Результаты испытания приготовленных эмульсий на устойчивость к агрессивному действию гидрофильных глин (проба "на бентонит"), приведенные в таблице 2, свидетельствуют о достаточно хорошей устойчивости эмульсии, полученной по предлагаемому способу.

Испытания на термостойкость проводятся в автоклаве путем выдерживания испытуемых эмульсий на протяжении 6 ч при t 150 С, р = 600 атм.

Судя по данным, приведенным в табл.2 (анализ 7), эмульсия сохраняет свою агрегативную и седиментационную устойчивость (электростабильность до баротермальной обработки 250 В, после - 200 В, Э = 0,006 г/см ).

Важная особенность эмульсии состоит в том, что при соотношении водной и углеводородной фаз 1:1 плотность ее равна 1,2-1,24 г/см (табл.1. анализы 3-5), в то время как плотность эмульсий, полученных с применением известных дисперсионных сред, равна 0,96-0,98 г/см з(табл. 1, анализы 1,2), а для утяжеления их до плотности 1,2 г/см> необходима утяжеляющая добавка, например барит, в количестве 35 вес.% (табл. 1, анализ 6) . На 1 м З бурового раствора это составит в среднем 350 кг, на

200 м (объем бурового раствора в среднем по 1 скважине) - 70 т, что . при стоимости 1 т барита 75 руб. роставит в среднем 5250 руб.

К снижению стоимости обработки приведет и замена дорогостоящего дизельного топлива (68 руб за 1 т) кубовыми остатками производства винилхлорида (5 руб. за 1 т). На 1 мЗ раствора расход последних составляет

0,5 м З, а для приготовления 200 м раствора необходимо 100 м кубовых

977474 остатков производства винилхлорида.

Экономия при этом составит 6400 руб.

Общая экономия составляет 11

12 тыс. очб. на каждые 200 м бурового раствора.

Как показали исследования, использование в качестве дисперсионной среды кубовых остатков производства винилхлорида, получаемого методом пи- ролиза 1;2-дихлорэтана, имеет такие преимущества перед известными, как повышение удельного веса раствора более 1,00 r/ñì беэ введения утяже ляющих добавок или при их меньшем расходе; снижение стоимости химической обработки бурового раствора за счет использования отходов производства и уменьшения расхода утяжеляющих добавок; замена дефицитного тоПлива (дизельное топливо, нефть).Кро ме того, возможность поддерживать низкое содержание твердой фазы буроаого раствора, что благоприятно скажется на процессе вскрытия продуктив<Р ных отложений и позволит повысить технико-экономические показатели бурения. К преимуществам также относится утилизация отходов проиэвод ства.

977474

1 1

Ф I ое х х Ф 1

ИХ(1

ФЭХ t

И (t(1 х lk k(t нуo

&» сб l

v x

I !

I сб

«1

«

01 х с

1 Нсб(Д о ю ч> и) сч сЧ хн с(9O(Vra цохо яа»ох

Ю О сО и

%(% °

« х

I 9 в с

1 6 3 I

3 ьО ь

l Н (AXNg д) 3 ц д сс»с

1 Х »ба

31 eav. а

Н I

Ф I с( н аl ox

Е(ХИ и 1 н

1 О(»

1 (м (% о о

/

1 е ю о

» ( ь

Ю

Ю ео

I4 t х v

Ю сч

»»

«

»с( н и о хи

gl

l

1

М

I I н Х Е I с»Р

»t(la(x o w I ° I

gt:у н! o! (еа о((t(t х х о

1

I х х

1

1 м м

l XO (at! он (ИИ

o t o, и

9 »Ю

Я о

»с(1

I 1 Ю

Ф » %

I 1 CV

I с

Юа с ° (Г)»-(1 О х ! Ф Э

1 3 X

lХХ

I сб сб ! Х (((!

Яс

Кх

0Ю

Om

gz (ц н сб и о и

»((I (1 с»»> 1 сбЮ .

& сЧ ц(1 дР («г с °

4 ас>1 O

ЕЬО(et 9

x m m O ut ta(t" u оо

Х У (с Ас ф

Ф о а .а с % М

Л Ю В м м сч

1

I

1 3 н сю

v ° е и

1 Э

1 Х (((с

l0O

t. I» (ц

an Ю

% с а Ю

\О »0

Ю

% Ф»3

I о! (с(I Х

Ф.

О (3 Х н н (((л 8 (=»

Д ж 2 х и а

Ф (» и х (=((I 1 сб

1 Р\ о х

I Э

l »t3X! жх

+ и

»tt % Ф ц (с(Ухл

rt3V

I4

9 9

Я l»»I N

»б (((е

o, txa (о oe о ио сб 1 н x ( а! сб I

»O t

l !

1

Х (4

Щ ° (=(а оо ио а

9 »б

Я е N охх

Ж»б Ц

» (ч (б о х

Ц о

Э

Ц (» » (l

1 (t( о

8 и

O g l

o,о!

»б й( (t(O1 и

Ф о и

0) !

1 х 1

О(х 1

Н I

O, l

Ф (Ц I х х !

1 и 1 сб I н и о !

I

1 н

В

P( а и

an .

° « Ъ % Ъ а»O 0i an с-4 an О\ 3»

° .(\О С»(Ю В (, М М

М с»-(ц) .М 0» М М е(Е с0 а a0 O

01 01 CV е СЧ

М М \ Ih %

Ю Ю -!

Ю с0 О сО

m ю. о э ю ч> е

М сО

»»

% оа

Ю сч

В

1

1.

I

I

1

1 !

I

I

t

1! а

I сб 33 (a(х н м

v v

Ц Э об ш х

m н

Х 9 о ( а X х и х х х е

Н. сб ,о н ov о я е

Р И о а

»о о » О

Х ъ

977474 о о о о с с о о

° 4 о с ь о о с о о о о о с с о о

О О

an aO

4Ч».Ч

В 4»Ъ

4Ч

° 4 4Ч

1 о

° Ф

CO

an 4n с с

° 4» а 1

»-4 е4 с с

»-4»4

»»3 сЧ ч4»

О 4

»»Ъ 4Ч с

»4! ! аg

5 5! И

2 а

Н 1 А3 э!а

Е 1 Н (б 1

0»1 Ц

»6 1 Х

И I

I I

I Н ! о

I ! И о

Г Ъ Х

»»Ъ с о о

»4 с

C) »сЪ СЧ с с о о

l

Х I и м

»»!

1

1 х

Щ н

3 н

»4!

Д 44» н Й

o o, о

Х !4

»-»

4Ч 4Ч с с

»4 %4

1, A

I Н ! o ! о

1!40

4»4

I И) о о

CO О

4О О о и

1 I в в

I I

1 с-4 t

1, I

t в

1 1

I о в

4Ч . 1

1 Н. ° ! vv

I Е Е

I Ф 4»!

I М

1 4:, ! о

Х1М

Х я 1 е в! 1 g

О1Х

0!э

С(1 III ! о

I Х

1 Е ! х

1

1

I.

1

I

1

1

I

1

I

an с

4Ч О

4Ч an о с

Cl ь

»4 м

I c

I. н

М о н е

44! н в М

»4!

0» е 1 Ф

g»dm

ОХХ ха!: с ,а в»

1 A йХО

О»ОХИ

--»

Н )»aa I

ХЙ1 Н ! э ЦVm I

1 Ц.ООО

1 0) 0 В! Х

1%Я

1и1 ! Х I y

1 I 0» н I (1Э 1

»d Х 1 а lex о 1 н

О !»4! !

»d 1

1 Р(I и м I »al I

»d 1

X и

I Е е 1 О» н l ev а

»5 1 е

Р3 I

4Ч СО г4

4Ч с3 с с с м4 у 4 . %4

Ю о с о!

О о

4Ч!

\ а

° »I

4Ч с

4Ч

C) .ь

4Ч с о

»»3 о

C) »С»

C) ah

1. 4с

1 !

I

1

1

I

1

I !

I

I !

1

I

I

I

1

I

)

I

l

I

1

1 !

1

1 !

I

1

1

1

1

1

1 (1

1

I.

1

I

I

1 !

I

I

1

1

1

I 1

I

I

1

1

1

1 °

1

»

977474

Таблица 3

Состав образцов кубовых остатков производства винилхлорида

,Содержание в образцах, об.% 3 t г/см

Наименование компонентов

Четыреххлористый углерод

1,593

1,260

1,488

0,1

35,0

1,2-дихлорэтан

45 0

39,7

Хлороформ

25,0

0,3

1,1-дихлорэтан (этилиденхлорид) 6,5

1,175

5,0

5,5

Эт иле н хлор гидри н

1,201

0,879

0,973

1,4650

3,0

Бенэол

4,0

3,0

Винилхлорид

2,5

1,1-2-трихлорэтилен

1,5

1,0

0,57

4,8

1,0

Дихлорбутан

7,0

0,74

Дихлорбутен

1,0

0,1

Хлорбенэол

1,106

7,0

Формула изобретения

Составитель В.Ягодин

ТехредМ.Гергель Корректор О,Билак

Редактор A.ÔðoëîBà

Эакаэ 9113/31 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Macr

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул Проектная, 4

Применение кубовых остатков производства винилхлорида, получаемого методом пиролиза 1,2-дихлорэтана на. стадии ректификации, в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе. Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3314489, кл. 175-50, 1967.

2. Скальская У.Л. и др. Сборник."Дисперсные системы в бурении". Киев, "Наукова думка", 1977, с.71 (прото45 тип) .