Буровой раствор

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 11,0775 (21) 2156994/23-03с присоединением заявки Нов(23) Приоритет(51)М. Кл. С 09 К 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявители институт нефтяной промышленности укргипрониинефть и Институт физической химии АН Украинской ССР( 54 ) БУРОВОЙ РАСТВОР Изобретение относится к нефтянойпромышленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин, иможет быть использовано при приготовлении буровых растворов.Известны буровые растворы, стабилизированные различными поверхностно-активными веществами и инертнымимелкодисперсными твердыми наполнителями 1,Недостатком указанных растворовявляется резкое падение их стабильности при изменении температурныхусловий, концентрации водной фаВы,солевой .агрессии и т.п.Известен также буровой раствор,содержащий мел, бентонитовый порошокнефтепродукты, воду, поверхностноактивные вещества и стабилизаторы.В этом растворе функции стабилизатора выполняют поверхностно-активныевещества (ПАВ) и бентонитовый глинопорошок (2,Однако если буровой раствор представляет собой эмульсий второго рода, то при повышенном содержании глинопорошка, обладающего гидрофильной поверхностью, происходит понижение стабильности системы. Это свойст ,во гидрофильных твердых стабилизаторов.особенно наглядно проявляется при повышенных температурах, а также при совместном воздействии высокой температуры, повышенном содержании воды и солевой агрессии. Происходит это вследствие того, что гидрофильные твердые стабилизаторы создают бронирующие слои со стороны водной фазы, В прямых эмульсиях такой слой располагается с внешней стороны глобулы воды, а для обратных - с внутренней. Естественно, что располагаясь внутриглобулы, твердый наполнитель не мо- .жет обеспечить надежную стабилизацию(бронирование) системы.Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора засчет увеличения его термосолестойкости до 200 оСПоставленная цель достигается тем, что буровой раствор в качестве наполнителя содержит модифицированный аэросил и/или белую сажу при следующемсоотношении ингредиентов, вес.Ъ:Водная фаза 12 р 0-72,0Эмульгатор-стабилизатор или поверхностно-активное вещество 0,5-5,0Модифицированные аэросил или белая сажа 0,1-5,0углеводородная фаза Остальное.40 55 60 Причем аэросил модифицирован группами - ОН, -ОС Но, - О (СН) СООНи/или -СНЗ, -СН = СН, а белая сажадиметилдихлорсиланом,Введение в гидрофобно-эмульсионныйраствор аэросила или белой сажи сгидрофобной поверхностью обеспечивает с внешней стороны глобулы созданиепрочного бронирующего слоя препятствующего коалесценции глобул и, в конечном счете, расслоению эмульсии.Буровой раствор готовится следующим образом,В углеводородной фазе (дизельноетопливо, нефть и др.) растворяют ПАВи жидкий эмульгатор-стабилизатор, затем при интенсивном перемешиваниивводится расчетное количество воднойфазы. После стабилизации системы вэтот же раствор при перемешиваниивводится модифицированные аэросилили белая сажа или их смесь, 20Буровой раствор предлагаемого состава обладает высокой стабильностьюкак при повышенном содержании воды,так и при солевом и термическом воздействии. Исследованиями установлено,25что такие системы хорошо утяжеляютсяи менее восприимчивы к вредному влиянию выбуренной породы (шлама) . Гидрофильные твердые частицы шлама надежноограждаются от проникновения к глобулам воды твердой наружной оболочкой из модифицированных аэросила илибелой сажи или их смеси, что способствует надежной стабилизации системы.Ниже приведены примеры составов(вес.) различных буровых растворов.П ример 1.Насыщенный растворхлористого натрия 69,9ЭМулЬтал (ПАВ - стабилизатор-эмульгатор) 5,0Аэросил, имеющий наповерхности группы -СН 0,1Дизельное топливо Остальное.Параметры раствора: удельный вес0,98 г/смЗ вязкость 41 с, электростабильность 140 В, фильтрация 5 смза 30 мин, статическое напряжениесдвига (СНС,Н ) за 1 мин 6 мг/см,за 10 мин 9 мг/см, сохраняет стабильность при нагревании до 120 ОС, 50утяжелении баритом до удельного веса1,8 г/см и зашламлении бентонитовымЪглинопорошком до 30.Приме р 2.Пресная вода 40,0Омыленные каустической содой гудронысоапстока чернохлопкового масла и технического жира (стабилизаторэмульгатор) 2,0.Белая сажа, модифицированная диметилдихлорсиланом 0,1Нефть остальное 65Параметры раствора: удельный вес0,90 г/см, электростабильность180 В, фильтрация 0 см 3 за 30 мин,СНС, 36/58 мг/см, вязкость 100 с,сохраняет стабильность при нагревании до 150 С, утяжелении баритом доудельного веса 1,6 г/сми зашламлении бентонитовым глинопорошком до30.Пример 3,Насыщенный растворхлористого натрия 57,5АлкилбензилдиметиламмОний хлорид (АБДМ) 5 ю 0Аэросил, имеющий на поверхности группы - ОС 4 Н 25Дизельное топливо Остальное,1,5 Параметры раствора: .удельный вес0,95 г/см, вязкость 15 с, электростабильность 180 В, фильтрация 3 смза 30 мин, СНС(о 25/30 мг/см , сохраняет стабильность при нагреваниидо 200 С утяжелении баритом до удель1зного веса 2,0 г/см и зашламлениибентонитовым глинопорошком до 40,П риме р 4.Насыщенный растворгидроокиси кальция 11,4Гудрон соапстокачернохлопкового масла и техническогожира .Аэросил, имеющий наповерхности группы- СНз СН = СН5-нйй раствор высокоокисленного битумав дизельном топливе Остальное.Параметры раствора: удельный вес0,86 г/см , вязкость 110 с, электро 3стабильность 200 В, фильтрация 1,5 смза 30 мин, СНСН - 15/25 мг/смсохраняет стабильность при нагревании до 160 С, утяжелении баритом доудельного веса 1,6 г/см З и зашламлении бентонитовым глинопорошком до30.П ример 5,Насыщенный рас тв Орхлористого натрия 60Соли жирных кислот(Сю - Со) и мОнОэтаноламина (стабилизатор-эмульгатор) 4Белая сажа, модифицированная диметил"дихлорсиланом 5Дизельное топливо Остальное.Параметры раствора: удельный вес0,95 г/смЗ, вязкость 19 с, электростабильность 160 В, фильтрация 2 смза 30 мин, СНСО = 15/18 мг/см ,сохраняет стабильность при нагревании до 200 С, Утяжелении баритом доудельного веса 1,8 г/см и зашламлении бентонитовым глинопорошком до40.697549 Формула изобретения Составитель Э. ВороноваРедактор С. Лыжова Техред Я, Бабурка Корректор Е. Папп Заказ 6547/9 Тираж 758 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Как видно из приведенных примеров, введение аэросила или белой сажи с модифицированной поверхностью позволяет получить высокостабильные буровые растворы на углеводородной эмульмии П-го рода. При этом содержание водной фазы может достигать 72, а ее минерализация представлена солями хлористого натрия и кальция, Термостойкость таких систем буровых растворов достигает 200 С, что позволяет использовать их при бурении глубоких высокотемпературных скважин, в отличие от известных растворов такого типа, имеющих термостойкость не более 100 С. 1, Буровой раствор, содержащий водную фазу, наполнитель, эмульгаторстабилизатор или поверхностно-активное вещество и углеводородную фазу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества раствора засчет увеличения его термосолестойкости до 200 С, в качестве наполнителя раствор содержит модифицированныеаэросил и/или белую сажу при следующем соотношении ингредиентов, вес.%;Водная фаза 12,0-72,0Эмульгатор-стабилизатор или поверхностноактивное вещество О, 5-5,0Модифицированные аэросил и/или белая сажа О, 1-5, 0Углеводородная фаза Остальное,2. Раствор по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что аэросил модифици 15рован группами -ОН - ОС Нф 4 9- О (СН), С ООН и/или -СН , - СН: СНа белая сажа - диметилдихлорсиланом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР20 9 255151, кл. С 09 К 7/02, 1969.2, Авторское свидетельство СССРР 252241, кл. С 09 К 7/02, 1969 (прототип)