Буровой раствор на углеводородной основе

. ЛМФМьЮф - Ц-:) Р",РУЦ,4 У ЙЬЯЙОТЕЮ ИЗОБР НИЯ ТЕЛЬСТВУ я тем, что сти и струкйств раствор йчивости краствор доп у, продукт масла и трии высокодис или марганца нии компонен а,0-14 ,0-16 5,5-1 ,5-7 А УГЛЕВОДО- дизельноеалкил- сокоокиспетролатум05-0,1 5,0-15,0 стальное ГОСУДАРСТВЕННЦй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ(72) Л.К.Мухин, В.Л.Заворотный, Н.В.Дудыкина и В.С.Рыбальченко (71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им.И .М.Губкина(56) 1, Мухин Л.К. и др, Влияние сероводорода на свойства обратных эмульсий. РНТС ВНИИОНТ, сер, "Бурение", Р 7, 1980, с, 10-12.2, Мухин Л,К. Буровые растворы на углеводородной основе для бурения в осложненных условиях и вскрытия продуктивных пластов, Дисс. на соиск. учен, степени д-ра техн. наук. М 1972, с. 350 (прототип).(54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР Н РОДНОЙ ОСНОВЕ, содержащий топливо, негашеную известь бензолсульфонат натрия, вы ленный битум и окисленный. отлич ающи йс с целью снижения гязк турно-механических св при повышении его уст действию сероводорода нительно содержит гли конденсации таллового этаноламина (эмультал персные оксиды железа при следующем соотноше тов, мас.Ъ:Высокоокисленный битумНегашеная известь Алкилбензолсульфонат натрия Окисленный петролатумГлинаПродукт конденсации таллового масла и триэтаноламина (эмультал)Высокодисперсные оксиды железа или марганцаДизельное. топливо0,5-1,0 Изобретение относится к нефтянойи газовой промышленности, бурениюнеустойчивых горных пород, вскрытиюпродуктивных горизонтов, в том числе к промывке скважин в условиях сероводородной агрессии.Известно применение инвертныхэмульсий при бурении сероводородсодержащих горизонтов 1 ,Недостатками инвертных эмульсионных буровых растворов являются вероятность химического взаимодействия сероводорода с эмульгатором иизменение растворимости эмульгатора(сероводород понижает рН ), что приводит к возможности значительногоухудшения реологических свойствэмульсий вплоть до обращения фаз.Наиболее близким к изобретениюявляется известково-битумный раст-вор 23 на углеводородной основе(ИБР), содержащий, мас.Ъ:Высокоокисленныйбитум 15-25Негашеная известь ,20-35Алкилбензолсульфонат натрияОкисленный петролатум 0,5-1,0Дизельное топливо ОстальноеПри необходимости буровой раствор может быть утяжелен баритом доплотности 2000-2300 кг/мЭ,Недостатками ИБР являются большой расход битума и извести, чтоопределяет повышенные реологическиесвойства системы, а также сильноеструктурирование во времени. Прочность структуры ИБР за 24 ч можетдостигать 100 Па. Кроме того, попадание в ИБР сероводорода приводитк некоторому росту реологическихсвойств (структурно-механическихи вязкостных характеристик), их регулирование требует дополнительного расхода реагентов и приводит кувеличению объема, т.е, к наработкам бурового раствора. ИБР хотя иобладает значительной емкостью поотношению к серовдороду, но приэтом образуются легко гидролизующиеся сульфиды кальция, которые могутбыть сами:источником сероводорода,Целью изобретения является снижение вязкости и структурно-механических свойств раствора при повышенииего устойчивости к действию сероводорода.Поставленная цель достигаетсятем, что буровой раствор на углеводородной основе, содержащий дизельное топливо, негашеную известь, алкилбензолсульфонат натрия, высоко"окисленный битум и окисленный петролатум, дополнительно содержит глину, продукт. конденсации талловогомасла и триэтаноламина (эмультал)и высокодисперсные оксиды железаили марганца при следующем соотно-шении компонентов, мас.%:Высокоокисленныйбитум 5,0-14,0Негашеная известь 8,0-16,0 5 Ллкилбензолсульфонат натрияОкисленный петролатум, 0,5-1,0Глина 3,5-7,0 10 Продукт конденсацииталлового маслаи триэтаноламина(эмультал)Высокодисперсныеоксиды железа илимарганца 5,0-15,0Дизельное топливо ОстальноеВ качестве высокодисперсных оксидов железа или марганца могут применяться следующие реагенты-нейтрализаторы Н 28:ЗОЖ - отход производства аминотолуолов восстановлением нитротолуолов в присутствии чугунных стружекв кислой среде (затравка 30 НС 1)с последующей нейтрализацией щелочью (ИаОН, Са(ОН)2 ) и удалениемострым паром целевого продуктааминотолуола. Отход производствапосле фильтрации и сушки имеет следующий состав, мас.Ъ:Закись-окись железа 95"9 бКонденсированныеароматическиеамины (смолы До 4,0 35 2-Лминотолуол Не более 0,5"1,0 0,05-0,15 0,25Примеси СледыЖС" отход металлургическихпроизводстВ содержит до 95 Ре О40 (ТУ 2123210011,СНУД - природный магнетит Ре 04,подвергнутый дополнительному помолу,ВНИИТБсодержит МпО, КОН. Реагенты-нейтрализаторы представляют45 собой тонкодисперсные порошки с размером частиц 1,2-100 мкм и удельнойповерхностью 300-600 м /кг,Продукт конденсации талловогомасла и триэтаноламина представляетсобой сложные эфиры олеиновой, линолиновой, линоленовой, смоляных кислот и триэтаноламина, товарное название 1 эмультал", ТУ Р б"14-1035-79.Глина представляет собой бентонито 55(ТУ-043-74), При необходимостибуровой раствор можетбыть утяжеленбаритом до плотности 2000-2300 кг/м .3Приготовление бурового раствораосуществляется в следующем порядке.60 В 2/3 рецептурного объема дизельного топлива при перемешивании последовательно вводят битум, известьи воду (расчетное количество на гашение извести). В результате реакции65 гашения извести смесь разогревается,,4 0,36 82 5 что вызывает глубокое диспергирование битума, омыление кислых составляющих углеводородных компонентов и гидрофобиэацию частиц гидроокиси кальция и глины асфальтосмолистыми веществами. По окончании реакции гашения извести (полного связывания водыв систему вводят бентонитовый . глйнопорошок и обрабатывают.алкиларилсульфонатом натрия (сульфонолом) и окисленным петролатумом. За-. тем вводят требуемые количества реагента-нейтрализатора и барита до необходимой плотности, а также эмультал, диспергированный в оставшемся количестве дизельного топлива. Смесь тщательным перемешиванием доводится до однородного состоянияП р и м е р, В 120 мл дизельного топлива вводят 10 г высокоокисленного битума, 11,7.г окиси кальция и 4,3 мл воды и перемешивают до полного гашения известиЗатем в систему вводят 7,0 г глины и после тщательного перемешивания обрабатывают 1,0 г сульфонола и 1,0 г окисленного петролатума. Далее вводят 10,0 г реагента-нейтрализатора ЗОЖ и 4 0,1 г эмультала, диспергированного,в 65,0 мл дизельного топлива, после чего раствор перемешивают не менее 1 ч, и он готов к применению. В табл, 1 приведены различные составы предлагаемого и известного буровых растворов.Показатели свойств различных составов приведены в табл, 2, гдер в -плотность, ф - фильтрация,- вязкость, фС - предельное динамическое напряжение сдвига,О - предельное статическое напряжение сдвига. 15 Иэ табл. 1 и 2 видно, что выход за пределы укаэанных концентраций глины, эмультала и реагента-нейтрализатора сероводорода приводит к ухудшению реологических свойств и 20,седиментационной устойчивости раствора. Предлагаемый буровой раствор (Р 8-11) обладает меньшими значениями вязкости и структурно-механических свойств и сравнительно не высокой максимальной прочностью структуры (0) по сравнению с прототипом (Р 6-7),1073274 Уменьшение концентрации битумаи извести без введения другихструктурообразователей приводит кпотере седиментационной устойчивости раствора (составы 14 и 15),Для сохранения седиментационнойустойчивости бурового раствора сменьшими, чем у ИБР содержаниямиизвести и битума и обладающего улучшенной реологией, дополнительно вводится бентонитовая глина, хорошодиспергирующаяся под действием асфальтосмолистых компонентов высокооксиленного битума (что подтверждается данными рентгеноструктурногоанализа ) и тонкодисперсных реагентов-нейтрализаторов (й = 6-12 и( ,выполняющих роль активйого наполнителя.Роль змультала заключается в дополнительном моднфицировании (гидрофобизацииуказанных компонентов,Кроме того, реагент-нейтрализатор сероводорода выполняет и своепрямое назначение, компенсируяснижение связывающей сероводород способности бурового раствора из-.за снижения концентрации битума и извести.Таким образом, именно композиция, содержащая глину, реагент-нейтралиэатор и эмультал, вводимая в Зпизвестково-битумные системы, позволяет получить буровой раствор сулучшенными реологическими харак 9,5 3 148 18 40 6 158 29 . 46 10 180 51 50 10,5 0 15,0 9,0 н/т 327 25,0 15 54 380 500 20 74 389 540 30,0 330 7 15 1 78 86 101 15,0 11 24 201 96 20,0 108 10 25 212 90, 105 18,0 22,0 15 31 225 101 125 10,0 8,0 10,0 0 0 1 960 2 1010 3 1090 4 950 5 1120 6 1700 7 1715 8 1712 9 1716 10 1714 11 1702 12 950 теристиками, повышенной связывающей способностью и устойчивостью кдействию сероводорода.В табл, 3 приводятся результаты,показывающие влияние сероводородана свойства предлагаемого раствораи прототипа.Из табл. 1-3 видно, что настоящий буровой раствор по сравнениюс ИБР обладает меньшими значениямивязкости и структурно-механическихсвойств при высокой устойчивости кдействию сероводорода и существенноболее низких концентрациях битумаи извести.Коррозионные испытания с буровыми растворами Р 8-11 показывают,чтоЬни предохраняют стальные образцы(сталь "д", при нагружении 6 д,н=0,8-0,9 6 Рзр и постоянном пропускании через раствор сероводорода) отсульфидного растрескивания.В данном буровом растворе реологические и фильтрационные, свойстварегулируются не только соотношениемароматических и парафиновых углеводородов в дисперсионной среде и изменением степени сольватации колло. -идно-дисперсных частиц асфальтенов,но и за счет присутствия тонкоднсперсных наполнителей - глины и реагентов-нейтрализаторов, а также поверхностно-активного веществаэмультала,1073274 Продолжение таблицы 2,8 У б т Э 4 15,0 Зю 4 13 930 8,5 0 14 ф 1702/15. 1700 12,0 1.0 , 0 ееееееюеееееюеюеютттттюютттавтютюююютттттюттттюттюютттщ ют юттющющтщт ф При утяжелении выпадает барит. Вследствие Высокой вязкости бурового раствора определить параметры его на приборах ВСНтЗМ и СНСе 2 не представилось возможным. Таблица 3 Раствор Р ф 9 кг/м 3 условная 6 , Оа, Оь чвзякость, 3 Па д Па д Иа100 НБ кг/м раствора3поглотительнаяспособность Фсмз б(прототип 400 12 0 180 8 14 0 9 210 13 0 10 200 13 О 18 200 Составитель В.ЯгодинТехред Л.МартяшоваКорректор А.Ильин Редактор Н.Швыдкая ющеюеттютююютютттттттттющттавюющвтв ата Заказ 269/23 Тираж 634 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Жт 35, Рауыская наб., д. 4/5