Буровой раствор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 35 103 БРЕ ов,в,А.Про,1-0 ,1-0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ К АВТОРСИОМЪР СВ(72)Т. А. Мотылева, А. А. Сидор Б. В. Евдокимов, П. Н. ГригорьеВ. И. Белов, Ю. М, Постолов, В. скуряков и В. М. Потехин (71)Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности и Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени технологический ин ститут им. Ленсовета(53)622.243.144.3(088.8) (56)1. Ярон А. Н. и др. Смазочные добавки к буровым растворам, М., ВНИИОЭНГ, 1975, с. 19.2Руководство по приготовлению, химической обработке и очистке буро вых растворов для бурения скважины и вскрытия продуктивных пластов в Западной Сибири. РД 39-2-400-80, Тюмень, 1980, с. 23-24 (прототип).(54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, гидрофобизирующую кремний-. органическую жидкость ( этилсиликонат натрия ), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и воду, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества раствора путем повышения его фазовой стабильности при одновременном улучшении смазочных свойств и уменьшении токсичности, он дополнительно содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Глина 10-15 Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость (этил- силиконат натрия ) 0 ,3 Карбоксиметилцеллюлоэа /КМЦ/ 0 ,3 Натровые соли смеси ( дикарбоновых кислот 0,3-0,9 Вода ОстальноеИзобретение относится к бурениюскважин, в частности, к составамбуровых растворов для промывки скважин.Известен буровой раствор 1 ,содержащий вес.Ъ: кубовые остатки 5синтетических жирных кислот 2, гли"на 30, вода 68.Синтетические жирные кислоты обладают высокими антифрикционнымисвойствами, но требуют применения10специальных эмульгаторов и нестабильны в присутствии хлоридов, нитратов, склонны к образованию нерастворимых солей, особенно в присут"ствии поливалентных катионов, , 5Наиболее близким к изобретениюпо составу является раствор следующего состава 23, вес.Ъ:Глина 0,5-20Гидрофобизирующая 20кремнийорганическаяжидкость 1 этилсиликонат натрия) 0,6-0,8Карбоксиметилцеллюлоза(КМЦ) 0,1"0,3 25Нефть 5-10Эмульгатор 0,003-0,005Вода ОстальноеГидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ)и нефть являются добавками, предотвращающимиприхваты бурового инструмента, новследствие малой адгезии нефть в области контактных давлений не обладает смазочным действием.35Кроме того, введение нефти в глинистыйраствор требует примененияспециальных эмульгаторов, полученныйраствор не обладает длительной фазовой стабильностью и имеет высокуютоксичность.Целью изобретения является улучшение качества раствора за счетповышения его фазовой стабильностипри одновременном улучшении смазочных свойств и уменьшении токсичности,Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор, содержащий глину гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость зтиленсиликонат натрия), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и воду, содержит натровые соли смеси дикарбоновых кислот при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ: 55Глина 10-15Гидрофобизирующаякремнийорганическаяжидкость этилсиликонат натрия ) 0,1-0,3 60Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ) 0,1-0,3Натровые соли смесидикарбоновых кислот 0,3-0,9Вода Остальное 65 Натровые соли смеси дикарбоновых кислот представляют собой омыленные едким натром дикарбоновые кислоты, являющиеся многотоннажными отходами производства адипиновой кислоты путем окисления циклогексана.Состав смеси дикарбоновьЖ кислот, мас.Ъ: янтарная кислота 25,0; глутаровая кислота 51,2; адипиновая кислота 23,8.Основные физико-химические показатели солей дикарбоновых кислот: кислотное число,мг КОН ,не бо 1 г продукта лее 5, эфирное число 30,6, содержание солей дикарбоновых кислот 49,28- 26,95 мас.Ъ, содержание нитрата натрия 0,69-3,02 мас.Ъ, содержание влаги 50-70 мас.Ъ, содержание свободной щелочи не более 0,03 мас.Ъ, рН 7-10Улучшение смазочных свойств бурового раствора, содержащего соли дикарбоновых кислот, наблюдается благодаря их более высокой адгезии по сравнению с нефтепродуктами и особой плоской ориентации адсорбированных молекул солей дикарбоновых кислот на трущихся поверхностях, Благодаря такой ориентации прочная конденсиро, ванная пленка, обуславливающая снижение коэффициента трения, образуется при более низких концентрациях дикарбоновых кислот по сравнению с одинаковыми жирными кислотами.Соли дикарбоновых кислот хорошо растворимы в воде и введение в буровой раствор не требует применения эмульгаторов, что обеспечивает фазовую стабильность бурового раствора.Кроме того, благодаря низким концентрациям вводимых солей дикарбоновых кислот и, следовательно, незначительному содержанию неразлагаемой органики 10,1-0,3 вес.Ъ ) резко снижается токсичность раствора и опасность загрязнения окружающей среды.Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ( этилсиликонат натрия ГКЖ) выпускается согласно ТУ 6-02-696-76 и в буровом растворе указанного состава выполняет функции разжижителя, дополнительного .стабилизатора раствора и противоприхватной добавки.П р и м е р 1. Минимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:Глина 10Этилсиликонат натрия 0,1Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ) 0,1Натровые соли смесидикарбоновых кислот 0,3Вода 89П р и м е р 2. Максимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:0,3 0,2 Глина 15Этилсиликонатнатрия 0,3Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)Натровые соли смеси дикарбоновыхкислот 0,9Вода 84П р и м е р 3. Оптимальное соотношение компонентов, вес.Ъ:Глина 12,5ЭтилсиликонатнатрияКарбоксиметилцеллюлоэа (КМЦ) 0,2Натровые соли смесидикарбоновых кислот 0,6Вода 86,5технология приготовления раствора в лабораторных условиях заключается 20 в следующемрВ воду добавляют необходимое количество этилсиликоната натрия промышленный продукт ГКЖ), затем вводят глину при непрерывном перемешивании 25 в течение 30 мин, после чего вводят КМЦв виде 5-ного раствора, продолжая перемешивание еще 15 мин, затем добавляют соли смеси дикарбоновых кислот и раствор перемешивают еще 15 мин на мешалке типа "ЛМ", Замеры условной вязкости проводят на СПВводоотдачи на ВМ, стати- Ь ческого напряжения сдвига на СНС. Смазочную способность раствора оценивают по величине коэФФициента трения пары сталь - фильтрационная корка при различном времени контакта с помощью прибора ФСК.Фильтрационную корку получают при определении водоотдачи на приборе ВМ. Стабильность раствора оценивают по обьему выделившейся органической фазы иэ 100 мл раствора через сутки и через 10 сут. Параметры растворов, приведенных составов, указаны в таблице. Из таблицы видно, что раствор характеризу-. ется более высокими смазочными свойствами, минимальной токсичностью в 40- 50 раэ меньшей по сравнению с известным и высокой фазовой стабильностью. Остальные параметры предлагаемого раствора не уступают параметрам известного. Для приготовления известного раствора требуется 0,6-0,8 вес.Ъ этилсиликоната натрия, 5-10 вес.% нефти, эмульгатора 0,003-0,005 вес.Ъ,а в предлагаемом составе нефть и эмульгатор исключаются, расход зтилсиликоната натрия ГКЖ)сокращается более, чем в 3 раза, Кроме того, предлагаемый раствор имеет более низкие значения водородного показателя рН 7,0- 8,5 ) и, следовательно, обладает более низкими диспергирующими свойствами.афром Э ЦЯЭХ ф цэщэ хо оха 0 ахэ 1,охос охд- т -- ч 11 1 о дР 1 с 4 Ь 4 О 1 ОН 1х эо х и х а Э Э 1 а хо Щ хх Э Х оа хо ох Э х В хо н х ю х но охФ а О х д ОЦ х ы 3 п 3 х х х цх оо Ц н о Ю 11036735 ЪСоставитель В. ЯгодинТехред С.Мигунова Корректор В.Гирняк Редактор Н, Джуган Подписное Тираж 639ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Заказ 5937/24 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заметно упрощается технология приготовления раствора, сокращается расход реагентов и, следовательно, транспортные затраты, что немаловажно для условий Западной Сибири, исключается из состава нефть - высокоценное хими 5 ческое сырье, в связи с чем практически исключается опасность загрязненйяокружающей среды и упрощается утилизация бурового раствора. Экономический эФфект только за счет сокрашения расхода реагентов составляет 1115 руб. на одну скважину.