Инвертный эмульсионный буровой раствор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01)А С 09 К 7/02 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ-" дизельное топливо и эмульгатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостабильности раствора при температурах до 220 С при одновременном уменьшении фильтр ции, он дополнительно содержит гидрофобизированный сульфатным мылом мел, а в качестве змульгатора испол зуют талловый пек, омыленный едким натром, при следующем соотношении компонентов, вес.В:ВодаУсынинфи В,И,Кире -исследовадочный нефтя аСправочник(прототип). 34 ю 0 5" к 32210-32 ю 00,7-1,0 видетельство СС9 К 7/02, 1980 СИОННЫЙ щий вод ю 0-20(54.)(57) инвеРтный эму БУРОВОЙ РАСТВОР, соде Дизельное топливо Талловый пек Едкий натрий Гидрофобизированн сульфатным мыломмел18 105899 Таблйца 5 Состав эмульсии, вес. Свойства эмульсий До термостатирования СНСПа Фильтра- Величиция, мл наэлектро пробоя, В 10 0,7 15 Мел 3,5 Сульфатное мыло 43,7 180 4,8 5,8 250 Вода + 20 бентонита 0) 25 У 90 1,0 1,4 1,0 Известная 125 4,0 5,0 0,5 )250 Продолжение табл. 5 Свойства эмульсии Состав эмульсии, вес,После термостатирования при 220 С и давлении60 МПа СНС 1,Па Н а Вязкость ильтра ия, мл Дизельное топлив Сульфатное выло 8 20 бентонит,4 6 О,250 звестн Известная + 20 бентонит эмульсии расслаиваются.Тираж 639 Подйисяое 06 С и давлении 60 МПНИИПИ Заказ 9708/4 П жгород, ул. Проектн Филиал ППП "Патент", г,Цизельное топливоТалловый пекЕдкий натрий Известная + 20 бентонита алловый пек дкий натрий Вяз - С.С 1,кость, Пас Величинаэлектропробоя, ВТалловый пек, являющийся отходомцеллюлозно-бумажного производства,имеет следующий состав, вес,:Нейтральныевещества 32-35Окисленныевещества 16-18Смоляные кислоты 9-14Жирные кислоты 36-38Сульфатное мыло - побочный продуктсульфат-целлюлозного производствасодержит, вес,:Смоляные, жирныеи неомыляемые кислоты (суммарно) 345Влага 650Зола (8Способ приготовления эмульсионного раствора заключается в следующем,В дизельном топливе растворяютталловый пек. Приготовленный растворобрабатывается водным раствором едкого натрия, затем в него вводитсямеловая суспензия с гидрофобизирующейдобавкой сульфатного мыла,Полученные показатели эксплуатационных качеств раствора Ъо граничным.и средним значениям ингредиентов свидетельствуют о том, что растворы,содержащие талловый пек, практическине изменяют своих структурно-механических свойств после термостатирования при 220 С и давлении 600 атм(табл, 1),Для выбора оптимального содержа ния едкого натрия (пример 7), мелкодисперсного мела (пример 2), сульфатного мыла (пример 3) делают рядпоследовательных лабораторных исследований,Цель изобретения - повышение термостабильности инвертного эмульсионного бурового раствора при температу-рах до 220 С при одновременном уменьшении фильтрации,Поставленная цель достигается тем,5 Очто инвертный эмульсионный буровойраствор, содержащий воду, дизельноетопливо и эмульгатор, дополнительносодержит гидрофобизированный мел, ав качестве эмульгатора. - талловый упек, омыленный едким натром, при следующем соотношении компонентов,вес,: 34,0-52,3 22,0-32,0 60 10,0-13,0 15,0-20,0 5 Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на нефтяной основе типа инвертных эмульсий.Известны инвертные буровые растворы, включающие углеводородную дисперсную среду (нефть или продуктыее переработки), дисперсную фазу(пресная или минерализованная хлоридами щелочных и щелочноземельныхметаллов вода), ПАВ и эмульгатор 1,10Однако такие инвертные эмульсиихарактеризуются невысокой термостойкостью,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяинвертный эмульсионный буровой раствор, содержащий воду дизельное топливо и эмульгатор 2) . Известныйраствор характеризуется теряостойкостью порядка 150 ОС при следующемсоотношении компонентов, вес,:Вода различной степени минерализации 60-70Дизельное топливо 25-35Окислительный петролатум 1-2Сульфатный пек,омыленный окислами,кальция и магния 3-4,5После прогрева при 150 С величинаэлектропробоя, определяющая устой" ЗОчивость эмульсии, снижается на50-100 В, а фильтрация при 150 Соувеличивается в 3-6 раз, При 220 фСфильтрация возрастает до 14 см 3, авеличина электропробоя снижается до 3540-60 В, что указывает на разрушениеэмульсии, Кроме того, при расслоениифаз образуется плотный осадок изсмеси глинопорошка с окисленным петролатумом и сульфатным пе ком, которыйв условиях скважины способен создавать.непрокачиваемун 3 тампонирующую (заку-поривающую) смесь. ВодаДизельное топливоТалловый пекЕдкий натрийГидрофобизированныйсульфатным мыломмел и м е Р 1. В дизельном топливе (32 вес.) растворяют талловый .пек (10 вес,). После перемешивания в течение 30 мин при комнатной температуре раствор разделяют на 4 рав ные отдельные пробы, В каждую пробу добавляют по 58 вес, водного раствора едкого натрия различной концентрации. В первой пробе содержание едкого натрия от веса всей эмульсии составляет 0,5, во второй - 0,7, в третьей - 1,0, в четвертой - 1,5, Полученные эмульсии интенсивно перемешивают в течение 45-50 мин а затем термостатируют 1 ч при 220 оС и давлении 60 МПа.Показатели эмульсий до и после термостатирования приведены в табл. 2, из которой следует, что оптимальной добавкой едкого натрия следует считать,0,7-1,0 вес так как при увеличении содержания едкого натрия более, 1,0 вес. или его снижении менее 0,7 вес, увеличивается величина фильтрации эмульсии как до, так и после термостатирования. Одновременно снижается величина напряже-,ния злектропробоя после прогрева,при 2200 СП р и м е р 2. Эмульсию,.содержащую 30 вес.Ъ дизельного топлива,;10 вес, Ъ таллового пека 0,7 вес. Ъ едкого натрия, 25 вес.Ъ воды, разделяютна 5 равных проб. В каждую отдельнуюпробу добавляют по 34,3 вес,Ъ.водномеловой суспензии различной концентрации с таким расчетом, чтобы в первой пробе содержание мелкодисперс- Оного мела от веса всей .эмульсии сос-,тавило 5, во второй - 10, в третьей15, в четвертой - 20, в пятой -25.. После перемешивания в течение 545-50 мин эмульсии термостатируютпри 220 фС и давлении 60 МПа в течение 1 ч. Показатели эмульсий до ипосле термостатирования представленыв табл. 3, Из табл. 3 следует, чтооптимальной добавкой мела является Оего добавка в количестве 15-20 вес,Ъ,так как при содержании мела менее15 вес, увеличивается фильтрацияэмульсии как до, так и после термостатирования, а при его содержанииболее 20 весрезко увеличиваютсявязкость эмульсии и величина еефильтрации после термостатирования,П р и м е р 3. Эмульсию, содержащую 30 вес.Ъ дизельного топлива, 3010 вес.Ъ таллового пека, 0,7 вес.Ъедкого натрия, 25 вес,Ъ воды, раз-деляют на 5 равных проб, В каждуюпробу добавляют по 34,3 вес,Ъ водномеловой суспензии с гидрофобиэирующей добавкой сульфатного мыла, приэтом концентрация мела во всех добавках (пробах) одинакова и составляет 15 от веса всей эмульсии,содержание же сульфатного мыла,различно. В первой пробе содержаниесульфатного мыла от веса мела сос,тавляет 2,5 Ъ, во второй - 3,0, в третьей 3,5, в четвертой - 4,0 Ъ, в пятой - 4,5.Эмульсии интснсивно перемешивают в течение 45-50 мин, затем термостатируют при 220 С и давлении 60 МПа в течение 1 ч. Показатели эмульсий приведены в табл. 4, Как видно из табл. 4 добавка сульфатного мыла в качестве 3,5 вес.Ъ наиболее приемлема, так как при снижении содержания сульфатного мыла до 3-2,5 вес,Ъ увеличивается фильтрация эмульсии как до, так и после термостатирования, а увеличение содержания сульфат- ного мыла до 4-4,5 вес.Ъ нецелесообразно, так как оно не дает никакого практического результата.Сравнительные испытания предлагаемого и известного эмульсионных растворов проводят при 220 С с добавкой 20 бентонитового глинопорошка (табл. 5).Высокая термостойкость эмульсион.т чого бурового раствора и его низкая фильтрация достигается за счет омыле. ния таллового пека едким натрием, увеличения содержания таллового пека в растворе до 10-13 вес.Ъ, добавки гидрофобного,мелкодисперсного мела (мел с гидрофобиэирующей добавкой сульфатного мыла). В отличие от сульфатного пека, омыленного окислами кальция и магния, талловый пек, омыляемый добавкой едкого натрия, растворим не только в . углеводородной жидкости (дизельном топливе), но и в воде, За счет растворения пека в обоих жндких фазах эмульсии (в воде и дизельном топли- . ве), т,е. при взаимном проникновении фаэа также за счет дополнительного эмульгирующего воздействия гидрофоб" ного мела образуется высококачественная термостойкая эмульсия.о о СЧ СЧ СЧ СЧ О а СЧ л о Л 11,о; СО с 3с СО ф СО Ь мЮ 1 11 1оСЧ 1 11 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Х 1 х 0 1 Д 1 1" 1 ь 1 3 1 Р 11 Р 1 Р 11 О 1 Х 1 О 1 Р 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 х а Ц х х Р о й хР Р ИЯ о оо 3 ю а е ххх Э Ф Ц Ц О Р О Р с Ц Ы х х Р о а хРо 1 1 пх о 1 Хйхо 1 ХХО цео еца 1Р) 1 СР 11о х9Ио ах 21 3= б й 1058993м3+о о вмФ о ох33о х ФЭ хИ аЭо а бх 3 хД ф3; О В9 Ц Ф З3 Ц ХХ 3 О Ца ы м с О О 3 с а М в 3 О в оИо х ВЭ хС аЭ но а эх 2 хА фц о К9 3 Э Зл ц Ц х цХ 3 О Ц 9й 3 Х1 1 1 К 1 х 1 Ф 1 1ф 1 ФЦ 1х 1о 1 оЮ 1 (Ч 1 сЧ 1 1 Яа 1 ХЮ 1 ДВ Я 1 ХХо 1 9 Офо 1 а 1 Ж 1 Н 1 Фн о о 13 1 а9н 1 1 9 1 Ц0о1 1О 1 Ф1 ХО 1 хак но Хаю 1 ЦФО 19 Ца 1 О й 1,1 11 Ф Ц1 а я11 д1 ЦХ1 Х Х1 е1 11 1 1 т 1о 1Ж Ф 1 1 ОХ 1 11 -- Ч 1со УФ 1 ОИ 1 д11 в Окодхо З а но х. ма Ф С Ффцоо а х ф аос с о х ю ох ох Фох Ю О ОО н %оФс яфо ГЧР сМР Мо ОР ГЧчо 1 6 3 й 1и ц 1 Рк Р 3 х о о 1 1 Р 3б о 1 и 5 3 1о ар 3:. О 1к 1 рб 1 31