Смазочная добавка к глинистым буровым растворам

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимкСоциалистическихРеспублик ри 973585(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 090381 (21 3232596/23-03с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетКп 3 С 09 К 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий33) УДН 622. 243. .44.4088.8) Опубликовано 151182, Бюллетень Мо 42 Дата опубликования описания 151182 Т.А.Мотылева, А.А.Сидоров,. Б.В.Евдокимов, М.Г МиллЪР-,"-(72) Авторыизобретения Г Сибирский научно-исследовательский институт,нефтяной ,промышленности и Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени=".технологический институт им.Ленсовета10-25 Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно, к смазоЧным добавкам к буровым растворам.Известно применение в качестве смазочных добавок к буровым растворам свободных жирных кислот растительных масел и синтетических жирных кислот различных фракции. Такие добавки обладают высокими антифрикционными свойствами 1 .Однако они требуют применения специальных эмульгаторов и нестабильны в присутствии хлоридов, нитратОв, склонны к образованию нерастворимых солей.Известна также смазочная добавка к буровым растворам Я,состоящая из следующих компонентов, вес.ЪтГудрон соапстокаЧернохлопкового масла 10-15Сульфатное мыло, образующееся при сульфатной варке древесинын щелочной среде9-14Вода до 100Недостатком этой добавки является то, что при ее введении в буровой глинистый раствор возрастают его вязкость и статическое напряжение сдвига, а также липкость и толщинаФильтрационных корок, Формирующихсяна стенках скважины.5 Цель изобретения - повышение смазывающих свойств в смазочной добавкепри одновременном снижении реологических и структурно-механическихсвойств бурового раствора.10 . Поставленная цель достигается тем,что в качестве смазочных веществ сма 1 зочная добавка содержит продукт час 1 тичной нейтрализации жирных кислот,выделенных из соапстоков растительныхмасел или технического жира и олигоэтилгидридсилоксановую жидкость в виде эмульсии КЭ-18 при следующемсоотношении компонентов, вес.ЪтПродукт частичной нейтрализации жирных кислот,выделенных из соапстоковрастительных масел илитехнического жираОлигоэтилгидридсилокса 25 новая жидкость в видеэмульсии КЭ-18 10-25Вода ОстальноеНейтрализация жирных кислот, выделенных из соапстоков растительныхИ масел или технического жира прово 97358520-40 5-10 1,05 Ь 5 дится из расчета 40-60 по числу омы;ления.Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость в виде эмульсии КЭ-18 выпускается по Ту 6-02-889-78,Омыление гидронов позволяет получить стабильную суспензию уже принейтрализации всех свободных жирныхкислот, входящих в состав соапстоков.Эмульгированные полученными мыламинейтральный жир и продукты поли- Омеризации играют роль дополнительнойсмазки, При указанной глубине нейтрализации снязынаются в мыла всесвободные жирные кислоты, содержащиеся в составе соапстоков, что уменьшает возможность взаимодействия жидкости с солевыми компонентами бурового раствора. В то же время наличиеполимеризации и нейтрального жирапозволяет сохранить гидрофобностьрастнора.Продукт частичной нейтрализациижирных кислот соапстоков имеет следующие показатели состава и качества:Содержание общего жи 25ра,Ъ 30-70Содержание нейтрального жира,3Содержание свободныхжирных кислот,Ъ Отсутствуют 30Содержание продуктов полимеризациии конденсации,ЪСодержание солей жирныхкислот,Ъ 10-30 35Содержание воды,% 20-60Удельный нес,г/смТитр жирных кислот, С 25-40 40Действие продукта нейтрализациижирных кислот соапстоков во многомопределяется совместимостью с другими компоненТами смазочной добавки.Основные Физико механические ха 45рактеристики эмульсии КЭ-18:Плотность, г/см 1,0рН 5,5-7,0Условная вязкость,с 35-50Температура затвердевания,оС -5 50Содержание кремния,вес.З 16,5-19,5Содержание активного водорода,вес.3 0,5-0,8 55Эмульсия КЭ-18 хорошо совмещается с продуктом частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков собразованием устойчивой эмульсии.Введение олигозтилгидридсилоксановой 60жидкости способствует уменьшению толцины и снижению адгезионных свойстнфильтрационной корки и улучшениюреологических параметров буровогораствора. Предлагаемая смазочная добанкапожаробезопасна, так как содержитсвыше 50 воды, и сохраняет физикохимические свойстна в течение длительного времени.Основные физико-химические харак.теристики 1-ного раствора смазочнойдобавки:Плотность, г/см 1,0Условная вязкость, с 15рН 7,0Смазочная добавка готовится следующим способом.В воду добавляют продукт частичной нейтрализации жирных кислот соапстоков, перемешинают на мешалке типа ЛМ в течение 10 мин до полученияодйородной эмульсии и вводят эмульсиюКЭ-18.Преимущество предлагаемой смазочной добавки по сравнению с известнойи нефтью подтверждается лабораторными испытаниями. Для оценки эффективности смазочных добавок и влиянияих на свойства буроных растнорон,их вводят в 10-ные глинистые суспенэии, приготовленные из махарадзенского бентонита. Вязкость раствора определяют на приборе СПВ, статическое напряжение сдвига - на приборе СНС, водоотдачу - на прибореВМ. Адгезионные свойства фильтра"ционных корок, полученных на приборе ВМ, оценивают по липкости спомощью прибора Ыуховицкого,Результаты лабораторных испытаний приведены в табл.1.П р и м е р 1, Испытывали следующие композиции смазочных добавок,вес.%;Продукт частичнойнейтрализации жирныхкислот соапстоков 10Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость 10йода 80Введение данного состава в глинистый раствор снижает адгеэионныесвойства Фильтрационных корок в3 раза по сравнению с известным ив 3,5 раза по сравнению с нефтью.Условная вязкость и статическоенапряжение сдвига имеют минимальноезначение, Толщина фильтрационнойкорки снижается в 2 раза табл.1).Пример 2.Продукт частичнойнейтрализации жирныхкислот соапстоков 20Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость 20Вода 60Приведенная композиция обеспечивает минимальное значение адгезионных свойств фильтрационных корок050), в то время как для известной973585 Параметры бурового раствора Смазочная до- бавка Концентрацияв глинистомрастворевес.Ъ Водоотдачасм /1800 с Толщина фи- льтрац,ионной корки Липкостьфильтрационнойкорки,о,Статическоенапряжениесдвига Мг/см Вязкость Плотность .г/см услов 60 с 600 с ная,с 1,04 48 15,5 124,9 212,3 2,5 0,99 72 14,5 232 394,2 3,0 3 52 4 17 Известная 1, О 10,0 Нефть Предлагаемая добавка: 1 09 0 50 Оо 50 1,5 54,3 1,06 21 15,5 28,1 1,06 23 15,0 32,4 1,06 26 15,0 39,5 1,0 1,0 62,7 1,0 1,0 68,1 1,0 корок соответственно равна 352 и 4 а 17П р и м е р,3.Продукт частичнойнейтрализации жирныхкислот соапстоков 25 5Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость 25Вода 50Увеличение концентрации компонен-. тов выше укаэанного состава не при водит к дальнейшему снижению адгезии фильтрационных корок, в то время как, реологические .параметры бубнового раствора (условная вязкость и статическое напряжение сдвига) возрастают 5 примерно на 12-15. В связи с этим .увеличение концентрации компонентов смазочной добавки выше приведенных нецелесообразно.Сравнительные данные свойств буро вого раствора, обработанного смазоч) ными добавками приведЕны в табл, 1, .Как следует из приведенных в табл.1 данных, предлагаемая смазочная добавка по сравнению с известной и нефтью обеспечивает более низкие адгеэи 25 онные свойства фильтрационных корок, Глинистые растворы, обработанные предлагаемой смазочной добавкой, имеют оптимальные реологические параметры, что позволяет увеличить скорость проходки. Применение смазочной добавки позволяет сократить число аварий, связанных с прихватом бурильного инструмента, благодаря снижению адгезионных свойств и толщины фильтрационных глинистых корок.Предлагаемая смазочная добавка рекомендуется для пресных глинистых растворов, в которых в качестве пониэителей водоотдачи и стабилизаторов применяются карбоксиметилцеллюлоэа (КМЦ) или конденсированная сульфитспиртовая барда (КССБ).Технологические параметры опробованных в лаборатории составов буровых растворов приведены в табл.2. Из табл.2 видно, что предлагаемая смазочная добавка хорошо совмещается с водными глинистыми растворами, обработанными КИЦ или КССБ, и позволяет получать буровые растворы с хорошими технологическими параметрами.Экономический эффект от применения предлагаемой добавки составляет более 500 р. на одну скважину.Таблица 1СНС Статическое напряжение сдвига, ПаГ К Толщина фильт- рационной корки, мм Н Липкость фильтрационной корки, градус В Водаотдача смэ/ 1800 с Плот- Т ность Условг/см наявязкость, с 60 с600 с Исходный: из махардзенского бентонита 4 52 2,0 4,2 2,8 22 17,0 1,06 Исходный: +0,1 КМЦ+1,0 смазочного состава Оф 50 0,5 3,1 5,6 23 10,5 1,06 Исходный: +О, 2 КМЦ0 +1,0 смазочного масла 8,0 0,5 6,3 3,2 1,06 24 Исходный: ф 0,3 КМЦ+0,1 смазочного состава О 50 0,5 6,8 4,1 6,5 1,06 25 Исходный: +0,5 КССБ+1,0 смазочного состава 0,5 5,4 2,9 9,0"1, 06 21 Исходный: +1,0 КССБ+1,0 смазочного состава 050 0,5 4,5 3,0 7,5 1)06 23 о Примечание: КМЦвводится в виде 5-ного водного раствора;КССБвводится в виде 10-ного водного раствора,Концентрации КМЦи КССБуказаны в перерасчетена сухое, вещество45 ВНИИПИ .Заказ 8613/28 Тираж 661Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретенияСмазочная добавка к глинистым буро. вим растворам, содержащая воду и смазочные вещества, о т л и ч а ю 1 ц а я с я тем, что,с целью повышения 50ее смазывающих свойств при одновременном снижении реологических и структурно-механических свойств бурового ,раствора,в качестве смазочных веществона содержит продукт частичной нейтрализации жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел илитехнического жира, и олигоэтилгидридсилоксановую жидкость в виде эмульсии .КЭ-18 при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: Продукт частичной нейтрализации жирных кислот,выделенных из соапстоковрастительных масел илитехнического жира 10-25Олигоэтилгидридсилоксановая жидкость ввиде эмульсии КЭ-18 10-25с 3 ода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Яров А.Н. и др. Смазочные добавки к буровым растворам. М.,ВНИИОЭНГ, 1975, с.15-19.2. Авторское свидетельство СССРМ 715616, кл. С 10 М 1/06, 1976