Инвертный эмульсионный буровой раствор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик но 985017(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 191180 (21) 3235167/23" 03 У 1 Ц К 3 с присоединениемзаявки Нов С 09 К 7/06 Государственный номнтет СССР но делам нзобретеннй н атнрытнй(23) Приоритет -Опубликовано 3012,82. Бюллетень Ю 48 Дата опубликования описания 04.01,83 1531 УДК 622.243445(088.8)(72) Авторы изобретения енко --1, я ч н ому бу ил ие,ское анического в составе ующей и гидг спольэованы -101, метили полизтилКроме того,Изобретение относится к бурен нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при промыв ствола скважины и вскрытии проду тивных пластов.Известен инвертный эмульсионн буровой раствор, содержащий,Ъ:не или нефтепродукты 5-30; воду 70- эмульгатор, например, пентол 0,1 бентонит 0,3-1; хлористого натри до 5 1Термостойкость такого раствор достаточно высока, а для ее повьаае ния в раствор необходимо дополни но вводитьколлоидный раствор КИ или другого защитного реагента.Наиболее близким к предлагаем является,инвертный змульсионный ровой раствор, содержащий нефть- нефтепродукты, минерализованную ду, нейтрализованные синтетическ Мжирные кислоты и кремнийорганиче соединение,В качестве креынийоргсоединения, выполняющегоИЭР роль термостабилизиррофобиэирующей добавки, иэтилсиликонат натрия (ГКЖснликонат натрия ГКЖ)гидридсклоксан ГКЖ). ОКОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВО ИЭР может содержать утяжелитель - выбуренную породу, барит и др.Раствор имеет следующие парамет.ры: условная вязкость (Т ) по СПВ-82 150 с, фильтруемость водной иорганической фаз О/О см 5/30 мин,статическое напряжение сдвига СНСроО/2 мгс/см , напряжение пробоя при 10 20 С 250 ВВажньвю свойством, которым должен обладать ИЭР, является высокаятермостабильность. Термостабильностьколичественно можно охарактеризоватьнапряжением пробоя (Ч) систевы в .зависимости от температуры. Этотпараметр широко используется дляхарактеристики устойчивости ИЭР.ИЭР, характеризуемые напряжением про.боя 400 В и более, термостабильны .20 при температурах не выше 200 аС, устойчивы к солевому воздействию и попаданию боаьших количеств выбуреннойгидрофильной породы. Практика приме"нения ИЭР показывает, что минимальное.25 значение ЧПр, при котором ИЭР можно считать еще устойчивым и сохраняющим требуемые технологичесике свойства, составляет 100-110 В 2Низкая термостабильность являет ся недостатком известного инвертного98501 7 формула изобретения Нефть или нефтепродуктыМинерализованнаявода 30-,0-64,5 21,0-63,5 15 Составитель А.Балуева Редактор Н.Кишеля Хехред 3;Палий Корректор Е.Рошко/Заказ 10080/30 Тираж 661 ПодписноеВНИИПИ Государственного Комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5.Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Инвертный эмульсианный буровой раствор, содержащий нефть или нефтепродукты, минерализованную воду, нейтрализованные синтетические жирные5 кислоты и кремнийорганическое соединение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостабильности и глиноемкости раствора, он дополнительно содержит гидроксохло рид магния при следующем соотношении ингредиентов, Ъ: Нейтрализованныесинтетические жирные кислоты 1,0-5,0Кремнеорганическое соединение 1,6-6,0Гидроксохлоридмагния 1,0-6,0 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 234285, кл.С 09 К 7/02, 1967.2. Казьмин А.В. и др. Способ обращения фаз нефтеэмульсионного раствора.-Сб.: Бурение скважин в условияЩЗападной Сибири, Труды СибНИИНП,Тюмень, 1977, вып. 7, с.30-35 (прототип 1 .эмульсионного раствора. Так, у свеже. приготовленного ИЭРпри комнатной температуре Чпр составляет лишь 250 В; а при нагревании выше 200 С оно падает до О. ИЭР при этом разрушается (происходит обращение фаз) и свойства раствора не восстанавливаются при охлаждении его до комнатной температуры.Важным свойством ИЭР также является глиноемкость, Глиноемкость ИЭР с этилсиликонатами г:ри 200 С составО ляет 3-5. При малой глиноемкости ИЭР может разрушиться (произойдет обращение фаз ) при малейшем попадании в раствор выбуренной породы.Цель изобретения - повышение тер мостабильности и глиноемкости раствора.Поставленная цель достигается тем что инвертный эмульсионный буровой раствор ИЭР), содержащий нефть или 20 нефтепродукты, минерализованую воду, нейтрализованные синтетические жирные кислоты и кремнийорганическое соединение, дополнительно содержит гидроксохлорид магния при следующем 25 соотношении ингредиентов, об.Ъ: Нефть или нефтепродуктМинерализованнаяводаНейтрализованныесинтетическиежирные кислотыКремнийорганическое.соединениеГидроксохлоридмагния 300-64,53021,0-63,5 1,0-5 1,0-6 1,0-6 Введение в состав ИЭР гидроксохлорида магния повышает напряжение пробоя, измеренное при высоких температурах 180-200 С, до 600-650 В, т.е.ИЭР еще более устойчивы и способныовыдерживать термообработку до 200 Си выше. Глиноемкость ИЭР с водными 45растворами МдС 12, с окисью магния при200 С составляет 15-20, что превышает глиноемкость известных рецептурпри повышенных температурах в 3-4 ра. за, Гидроксохлорид магния получается 50при реакции взаимодействия МдС 1 и"90МдС 12+МдО+Н 20 = 2 МдОНС (1)затем гидроксохлорид магния .полимеризуется в цепи типа Мд - О - Мд - О - 55- Мд, на концах которых находятсяатомы хлора и гидроксильные группы(процесс образования магнезиальногоцемента),Дисперсная фаза ИЭР содержит бОМдС 12 20,6, гидроксохлорида 3 дпривведении 1 МдО). В этом случае ИЭРобладает максимальной электростабильностью (Ч 11 при 20 С равно 1000 В,при 200 С - 600-900 В ), а при содержаб 5 нии 20 бентонита при 180 фС значение Чп равно 25 В.Такое резкое увеличение электро- стабильности можно объяснить вклю 1 В чением в адсорбционные слои дислерс-. ной фазы полимера гидроксохлорида с образованием сложных соединений с жирными кислотами, что дополнительно бронирует межфазные слои.П р и м е р 1. В 41,5 г (50 об.) Салымской нефти, предварительно нагретой до 60 С, растворяют 2,94 г (3 об.Ъ ) эмульгатора - кубового остатка СЖК С 2 +. Кубовый остаток СЖК С 2 О+ - смесь жирных кислот с длиной углеродной цепи двадцати углеродных атомов и более коротких фракций. Дисперсная фаза представляет собой 20,6 водный раствор МдС 12. Процесс растворения соли проводят при обычной температуре и перемешивании;Затем в 49,7 г (42 об.Ъ)полученного рассола добавляют 2,4 г (2 об.) ГЖК. В отдельной емкости готовят гидроксохлорид магния путем смешения М 90 и МдС 12 в эквивалентных количествах согласно реакции. Для получения 7,5 г МдОНС 1 (3 об.Ъ 9,3 г МдС 1 смешивают с 3,9 г М 90 и 1,8 г Н 20.Процесс образования МдОНС 1 протекает при перемешивании и нагревании до 40-50 ОС. Для завершения процесса необходимо 4-5 ч, однако в данном примере смесьперемешивают не более 30 мин. За этот период не происходит образование цементного камня образуются лишь отдельные ни 9ти неорганического полимера. Далее полученную смесь, а именно 7,5 г МдОНС 1, добавляют в дисперсную фазу содержащую МдС 12 и ГКЖи перемешивают 1 ч. Дисперсная фаза готова.Затем смешивают дисперсную среду 1 содержащую нефть и СЖК, с водной минерализованной фазой. Полученную эмульсию обрабатывают йаОН из расчета полного омыления жирных кислот кубового остатка (в количестве 10 от веса введенного СЖК. Полученную инвертную эмульсию утяжеляют добавкой 30 г барита до удельного веса 1,24 г/см. Полученная инвертная3эмульсия обладает максимальной электростабильностью (Чдр при 20 С равно 1500 В, а при 250 фС - 700 В). Глино- емкость ИЭР при 20 С составляета35 об.Ъ.П р и м е р 2. В 41,5 г 50 об.) Салымской нефти, предварительно нагретой до 60 фС, растворяют 2,94 г (3 об.) эмульгатора - кубового остатка СЖК С 2 +. Дисперсная фаза представляет собой 30-ный водный раствор СаС 12. Процесс растворения соли проводят при обычной температуре при перемешивании, Затем в 50,1 гД 39 об.1 полученного ассола добавляют 2,4 г (2 об.), ГЖК. В отдельной емкости готовят гидроксохлорид магния путем смешения МдО и МдС 1 в эквивалентных количествах согласно реакции (1) . Для получения 15 г МдОНС 1 (6 об.) 18,6 г МдС 1 смешивают с 7,9 г МдОН и 3,5 НО,Процесс образования МдОНС 1 протекает при перемешивании и нагревании до 40-50 С, Для завершения процесса необходимо 4-5 ч, но в дан" ном случае смесь перемешивают 30 мин, За этот период не происходит образование цементного камня, образуются лишь отдельные нити неорганического 15 полимера. Полученную смесь, а именно 1,5 г МдОНС 1 добавляют в дисперс ную фазу, содержащую МдС 12 и ГЖКи перемешивают в течение 1 ч.Дисперсная фаза готова. Затем смешива от дисперсную среду, содержащую нефть и СЖК, с водной минерализованной фазой. Полученную эмульсию обрабатывают МаОН из расчета полного омыления жирных кислот кубового остатка (в количестве 10 от веса введенного СЖК). Полученную инвертную эмульсию утяжеляют добавкой 30 г барита до удельного веса 1,24 г/см Полученная инвертная эмулвсия об 30 ладает меньшей электростабильностьючем эмульсия, приведенная в примере 1 (Ч р при 20 дС равно 1300 В, при 250 оС = 500 В). Глиноемкость ИЭР при 200 С составляет 26 об1П р и м е р 3. В 41,5 г ,50 об.Ъ, Салымской нефти, предварительно нагретой до 60 оС, растворяют 2,94 г 3 об. эмульгатора - кубового остатка СЖК 2 О+. Дисперсная фаза представляет собой 20,6-ный водный раствор 40 МдС 1,. Процесс растворения соли производится при обычной температуре при перемешивании. Затем в 45,6 г 38,5 об.) полученного рассола добавляют 2,4 г (2 об. ) ГЖК. В отдель ной емкости гидроксохлорид магния путем смешения МдО и МдС 1 в эквива" лентных количествах согласно реак" ции. Для получения 16,2 МдОНС 1 (6,5 об.) смешивают 20,1 г МдС 1 с 8,5 г МдО и 3,8 г НО.Процесс образования МдОНС 1 протекает при перемешивании и нагревании до 40-50 С. Для завершения процесса необходимо 4-5 ч но в данном эксперименте перемешивают не более 30 мин. За этот период происходит образование цементного камня, образуются лишь отдельные нити неорганического полимера.Полученную смесь 45,6 г МдОНС 1 добавляют в дисперсную фазусодержащую МдС 1 и ГЖКи перемешивают в течение 1 ч. Дисперсная фаза готова. Затем смешивают дисперсную среду, содержащую нефть и СЖК, с водной минерализованной фазой.Полученную эмульсию обрабатывают йаОН из расчета полного омыления жирных кислот кубового остатка(в количестве 10 от веса введенного СЖК). Инвертную эмульсию утяжеляют добавкой 30 г барита до удельного веса 1,24 г/сЛ Полученная инвертная эмульсия имеет следующие значения электростабильности: Чпр при 20 С равно 150 В, при 250 С - 0 В, Глиноемкость ИЭР при 200 С составляет 20 об,.В табл. 1 представлены составы со средними, минимальными и макси-, мальными значениями ингредиентов, входящих в состав предлагаемого раст-. вора, а также составы, содержащие . компоненты в количествах, выходящих за пределы укаэанных соотношений обладающие хуДшими свойствами, нйзкой электростабильностью, что характеризуется низкими значениями напряжения пробоя.В табл. 2 представлены составы известного и предлагаемого ИЭР.Как видно из табл. 2, термоста-. бильность предлагаемого ИЭР превышает термостабильность известного, а глиноемкость предлагаемого ИЭР в 3-4 рава больше известных ИЭР.-о С 31 о с- а 1 Ч"1",о а 01 СЧ СЧ сО -1 -1 . О О . О м " о л о о "ЧЧ . ЧО с 01 Оф " О 0 Ч О 1 М т 1 Ю 1 Л м -О 3 3 О 1 .Ч г ю о Г 31 о Ч - 0 м о х о щ о цх 3о оо ОО СО Г М -1о ф фЧ МЧ Г- О М Ч Г 3сооо о х Е о дьО О сс) сб ко СЧ с 3 Г М, Ч 3 сч л оа сч 1 -1. СЧ М 3 Л 0 Г О 01 - г"1 - . . -1 СЧ о Ч 011 1ас м 1 -1 о 1 Л Я д3 О3 ме13О сОхсХ с 3Щ -оЩ сЧЦ3 оа 6 сОхХ сЕИхох гЦ -1оощ сгЕЩ3 д 3985017 а О а а а а,3 л а 3 фщ ЧЭ Ю 3 Л О О О О О О Ч (Ч О а а СЧ О О СЧ М Ю О О О О о а о 3 Ч 3 а 3 а О О О О О О33 Ъ а Ю Ю а а Ю ОО аооО СО Ю О Ю о а о 00 0 3 Л(Ч 0 г- гю с сО ф уф со сч ч осч оо"1 с 4 г 1 ес 4 о сч а с ю сч сч щю ю ю % 1 м Ю (Ч,ч м 0 1 Л У И Ч Ч т.1 Го сУ сР сУ 3 сЧ Р 3 с с.1 с.1 г 1(Ч М г 4 АР с 3 Ф сУ сР СЧ (Ч СЧ (Ч с с с чсс.1 со о о (о О о о ф Ю о о о о о о с О Ч О м сУ 1ся ОоД Хс Хс;ддОО 1 ОХ Е 1, -й 111 О 101хо 1н ц аО НО О Ха ХНДО 1 ОХНН 1 Н Юеох хнцое ехаОЪХО 1 ЮХО О О О О О л л ч ч л с с л а л М 1 н %-4 о о о о о о о о а о о о со се фт 1 ло о а лаос Л Л Л Л 11 10 Л Л о о 11 ъ о а о л лСн 3 с-( 1 Ч СЧ М о о о о о о о О О О 1 Л Л О О М 11 а ч м О О О О О О О О О О оъ 1 о а со оъ