Буровой раствор

п 1) 612948 ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистических Республик 161) Дополнптелы е к авт. свид 1932703/23-0 51) М. Кл,- С 09 К с/(43) Опубликован ннстров СССР изобретений6.78. Бюллетень М открытий ата опубликования описания 29.06.7 Авторыизобретения С. Истрато В. Ю. Третииник, Н. Н. Круглицкий В, П, Денисенко ститут коллоидной химии и химии во1) Заявитель АН Украинской СС И РЛСТВО 54) БУ 2-бис- ецоксиме бурового раствора явсодержании моночетвероли 1 - 4% пластическая увеличивается в 2,5 - 4 Недостатком этого ляется то, что при тичной аммониевой с прочность раствора раза.Цель изобретения кой прочности малоЭто достигается т качестве катионного вещества дихлоридэ карбодецоксиметил)- соотношении компон Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к буровым растворам.Известен буровой раствор, содержащий 50 - 60% глинистого минерала, воду и катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), например хлорид алкил (С 12 - С 1) диметилбензиламмония 1.Однако даже при таком высоком содержании глинистого минерала и содержании катионного ПАВ 1 - 4% пластическая прочность увеличивается сравнительно мало.Наиболее близкий к предлагаемому буровой раствор содержит глинистый минерал - Ха-монтмориллонит, воду и катионное ПАВ - моночетвертичную аммониевую соль (хлорид М-триметилкарбодецоксиметиламмония или хлорид 1 ч-триметилдециламмония)- повышение пластичеслинистого раствора.ем, что он содержит в поверхностно-активного илен,2-бис- (1 ч-диметилммония при следующемнтов, вес. %: 1 ча-монтмориллонит 4,0 - 7,0Дихлоридэтилен,(Х-диметилкарбодтил) -аммония 0,7 в 1,05 Вода ОстальноеИзобретение позволяет при небольшом содержании глинистого минерала и катионногоПАВ повысить пластическую прочность в8 - 20 раз.0 В табл. 1 приведены данные тиксотропного упрочения буровых растворов с содержанием известных ПАВ и ПАВ согласно изобретениюю.Из таблицы видно, что в буровом раство 5 ре, содержащем известные ПАВ, образуетсяочень слабая структура через 2 - 15 ч.В табл. 2 приведены данные степени упрочения бурового раствора в зависимости отприроды ПАВ,0 Из табл. 2 видно, что двухчетвертичнаясоль - дихлорпд этплен,2-бис- (М-диметплкарбодецоксиметил) -аммония позволяет получить наибольший эффект упрочения как посравнению с известными: моночетвертичной5 и третично-четвертичной солями.Данные тиксотропного упрочения буровогораствора в зависимости от концентрацийдихлорида этилен,2-бис-(Х-диметилкарбодецоксиметил)-аммония и глинистого минера 30 ла приведены в табл. 3 и 4.612948 Таблица 1 Пластическая прочность суспензий Ка-монтмориллонита (4 вес, %) с добавками (1 вес, %), Р.10 - з дин/с 55Время тиксотропного упрочения суспензни монтморпллонпта (4 вес, %) дихлорпд атилен, 2- бис-(К-д имет и л к а рбодецок с. 5 мет и л)- аммония хлорид К-трнметпл- карбодецоксиметил- аммония хлорид К-триметилдециламмонияТаблица 2 Степень упрочения водной дисперсии Яа.монтмориллонита в зависимости от природы ПАВ КонцентрацияКа-монтморпллоЭффект 5) упрочения Концентрация ПАВ, %Время ти ксотропного упроченияДобавка катионного ПАВ, % Без добавки катионного ПАВСтруктура отсутствует То же1 мин ктура ствует 3 мин 6 мин 12 мин 20 мин 30 мин 60 мин 125 132 151 183 183 185 О,О,О,О,О,О,2 ч 3 ч 5 ч 8 ч 15 ч 0,128 0,130 Таблица 4 Пластическая прочность 7 о-ной суспензпп Ха-монтморпллонита,р 10 - 3 дпн/смВремятпксотропногоупрочения Добавка катпонного ПАВ, о; Без добавки катионного ПАВ1,0 0,7 0,6 2 ч 5,48 6,00 8,22 8,30 3 ч 2,67 3,78 3,80 5 ч 8 ч 15 ч При уменьшении содержания Ма-монтмориллонита в суспензии до 3,5 - 3,0% тиксотропная структура в ней не образуется в отсутствие катионного ПАВ. А при введении в такие разбавленные суспензии (содержание глинистого минерала ниже 4%) катион- ного ПАВ с концентрацией меньше 0,7% формируется очень слабая структура с крайне 60 низкими тиксотропными свойствами. Как видно из табл. 3, при концентрации катионного ПАВ, равной 0,7%, тиксотропная структура в системе, содержащей 4% глинистого минерала, остальное - вода, образуется в течение 1 мин. Если же концентрация введенного ПАВ меньше 0,7%, а именно 0,6%, то тиксотропное структурообразование в системе проявляется только через 60 мин.Время максимального тиксотропного упрочения системы с содержанием 0,7% ПАВ 3 ч, а с содержанием 0,6% ПАВ - 5 ч.Достигнутая при этом величина пластической прочности в первом случае в 2 раза выше, чем во втором. Для суспензии, содержащей 7% глинистого минерала, введение 0,6% катионпого ПАВ (табл. 4) приводит к увелпченпго пластпчес кой прочности меньше, чем в 2 раза, а 1 мин 3 мин б мин 12 мин 20 мин 30 мин 60 мин 0,144 0,203 0,216 0,219 0,222 0,230 0,240 0,345 0,360 0,380 0,395 0,395 0,160 0,228 0,277 0,320 0,338 0,344 0,420 0,460 0,472 0,486 0,486 0,486 0,123 0,128 0,139 0,157 0,172 0,237 0,309 0,378 0,378 0,378 0,378 0,65 0,66 0,67 0,69 0,73 0,75 0,79 0,98 1,28 0,164 0,179 0,263 0,299 0,310 0,329 0,409 0,420 0,439 0,439 0,439 1,00 1,03 1,14 1,94 2,13 2,40 3,25 4,70612948 Формула изобретения Составитель Г. Сапронова Редактор Т. Никольская Техред Н. Рыбкина Корректор И. ПозняковскаяЗаказ 1523/18 Изд.520 Тираж 840 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 0,7%-ная концентрация ПАВ упрочняет систему в 5 - 8 раз.Таким образом, приведенные в таблицах данные свидетельствуют о том, что резкое тиксотропное упрочение водной суспензии натриевого монтмориллонита наблюдается при концентрации дихлорида этилен,2-бис- (Х-диметилкарбодецоксиметил) -аммония не меньше 0,7. В случае введения в суспензию больше 1% ПАВ (1,05% - 1,1 о/о ) величину пластической прочности измерить невозможно, так как образуется необратимо разрушающаяся система, не обладающая тиксотропными свойствами. То же явление наблюдается и в случае увеличения концентрации глинистого минерала в суспензии выше 7.Следовательно, только в пределах предлагаемого соотношения компонентов раствора глинистой суспензии можно достичь резкого тиксотропного упрочения системы и добиться увеличения пластической прочности последней в 20 раз по сравнению с исходной системой без добавок катионного ПАВ. Буровой раствор, содержащий глинистыйминерал, например Ма-монтмориллонит, ка 5 тионное поверхностно-активное вещество иводу, отличающийся тем, что, с цельюповышения пластической прочности раствора,он содержит в качестве катионного поверхностно-активного вещества дихлорид этилен 10 1,2-бис- (М - диметилкарбодецоксиметил) -аммония при следующем соотношении компонентов, вес. 7 о:Ка-монтмориллонит 4,0 - 7,0Дихлоридэтилен,2-бис 15 (И-диметилкарбодецоксиметил) -аммония 0,7 - 1,0Вода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе20 1. Журина В. С. и др. Прочность структуры водных дисперсий глинистых минераловв зависимости от степени гидрофоб изацииповерхности частиц, - Коллоидный журнал,1964, 26,4, с, 444 446.25 2. Патент США2776112, кл. 252 - 8.5,опублик. 1954.