Способ приготовления бурового раствора на углеводородной основе

(19) 1). С 09 К 7/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР-."Ке,Ц 11",сД т САНИЕ ИЗОБР НИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Западно-Сибирский научследовательский и проектноторский институт технологиго разведочного бурения(56) Авторско905259, кл,Авторское1263705, кл ной и газовой промышленности. Цель -снижение показателя фильтрапии при200 С и улучшение структурно-механических свойств раствора. Для этогопредварительно осуществляют термообработку мела при 350-450 С в течение4 ч и последовательно вводят компоненты Ь дизельное топливо при следующем их соотношении, мас.Е: дизельное топливо 39,9-54,1; выоокоокисленный битум 5,8-8,2; синтетические жирные кислоты 0,93-1,31; гидроксиднатрия 0,07-0,09; полиорганоэтоксисиланы (силоксаны) ПОЭСС 1,0-2,6;термообработанный мел 35,9-50,1. Использование данного способа позволяет улучшить технико-экономическиепоказатели за счет увеличения скороти бурения. 2 табл. но-исконстру глубок 144 (088.8) е свидетельст С 09 К 7/06,с видетельство С 09 К 7/06во СССР1980.СССР19 79. 54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГОАСТВОРА НА УГЛЕВОДОРОДНОР ОСНОВЕ57) Изобретение относится к нефтяводят при термообработку мела про350-450 С не менее 4 ч.На поверхности природного меланаряду с процессами дегидратации, начинающимися при низких температурах,идет процесс декарбонизации поверхности с получением специфическойструктуры декарбонизированного кальцита (СДК) с образованием полирадикальной поверхности,На полирадикальной поверхностимела активно сорбируются молекулыполиорганоэтоксисиланов (силоксанов),Образование на поверхности частицмела прочного защитного слоя полимера способствует надежной гидрофобизации утяжелителя. Упрочнение би- .тумной структуры полимером в сочетазобрете зовой п способ ие относит к нефтяноив частносния промывочогут исполь- одуктивных мышленностприготовлекоторые ных жидкостзоваться длпластов. скрытия п ю изобретения яв ется снижепри 200 Сха нич ес ких ние показателя Фильтри улучшение структурсвойств раствораСпособ приготовленираствора состоит в по ноуровоовател ном введении выс ма, синтетически гидроксида натри оокисленно итуло жирных окси полиорганоэ в) ПОЭСС и и ботанного мел и их перемеши силанов (силоксан рительно термообр дизельное топливо ванин50 силоксан (ПОЭСС) Мел термообработанный . 1,8 43,0 нии с мелом, поверхность которогонадежно гидрофобизирована, способствует повышению устойчивости коллоидной системы к фазовому равновесиюпри повышенных температурах, сниже-нию показателя фильтрации при 200 фС,улучшению его структурно-механических свойств,В табл.1 представлены результатыиспользования мела, термообработанного при различной температуре.Как видно из табл.1, снижение показателя Фильтрации при 200 С, достигается при использовании мела, 15термообработанного при 350-450 С втечение 4 ч. При снижении температуоры термообработки менее 350 С (раствор 1-3) наблюдается большой 1 показатель Фильтрации при 200 С. При термообработке более 450 С (раствор13-15) дальнейшего снижения фильтрации не наблюдается, но происходитэагущение раствора, что также нежелательно, 25Время термообработки должно составлять не менее 4.ч.Использование термообработанногомела в течение 2 ч не дает положительного эффекта, Фильтрация такого 30раствора составляет 3-4,5 см ,за330 мин, что в 2 раза превышает фильтрацию раствора, приготовленного стермообработанным мелом в течение4 ч. Термообработка мела в течение6 ч не приводит к ухудшению свойствраствора, но является в данном случае необязательным, т.е. улучшениятехнологических свойств по сравнениюс 4-часовой обработкой нет. 40П р и м е р 1, Раствор на углево-.дородной основе, утяжеленный меломтермообработанным, готовили в лабораторных условиях в мешалке Фрезерно-струйного типа при следующем соотношении компонентов, мас.7:Дизельное топливо 47,0Высокоокисленныйбитум 7,0Натрневые мыласинтетическихжирных кислотДизельное топлиноВысокоокисленный битумНатриевые мыласинтетических жирных кислот (кубовые остатки)Полиорганоэтоксисилан - силоксан (ПОЭСС) 39,97,01,21,8 Дизельное топливо, нагретое до70 С, заливают в мешалку - 345 мп(47 мас.Х), всыпают высокоокисленный битум 42 г (7,0 мас.Ж) . Времяих совместного перемешивания 20 мин.Затем вводят синтетические жирныекислоты (кубовые остатки) и расчетное количество омыпителя - гидроксида натрия, итого нейтрализованныхжирных кислот 7,2 г (1,2 мас.Х), После 10 мин перемешивания в растворвводят совместно мел 258 г (43 мас,Х)предварительно термообработанныйпри 400 С в течение 4 ч, и полиорганоэтоксиснлана 8,9 мп (1,8 мас.Х).Время перемешивания мела термообработанного и полиорганоэтоксисиланасоставляет 30 мин. Общее время приготовления раствора 60 мин.Приготовленный раствор имеет следующие параметры: плотность 1, 17 г/см,условная вязкость составила 7 с,статическое напряжение сдвига120,4/144,6.10 Па, Фильтрация 0 см/30 мин. Замер исходных параметров проводят через сутки послеприготовления раствора,Приготовленный раствор подвергаюттермообработке до 200 С и измерениюпоказателя фильтрации при этой температуре. Термостатирование производят2 ч, измерение фильтрации 30 мин.После термостатирования раствор имеет стабильность 0,00 г/см , фильтра-,3ция при 200 С - 1,5 см , Раствор какпосле приготовления через сутки таки после термообработки в течение 2 ч,имеет небольшие значения вязкости,текучий, обладает хорошей седиментационной устойчивостью, имеет низкуюфильтрацию при 200 С.П р и м е р 2, Раствор .на углеводородной основе готовят в лабораторных условиях по технологии, описанной в примере 1 при следующем составе компонентов, мас,Ж:9811 6ная вязкость 6 с,статическое напряжение сдвига 96,2/120,9 г 10 Па, фильтрация - 0 см/30 мин.оПосле термостатирования (200 С)замеряют показатель фильтрации, он составил 2,0 см за 30 мин. Снижение концентрагпггг мела термообработанного 160 7,0 Мел термообрабо-танный 50,1В 292 мл (39,9 мас.Ж) дизельноготоплива при 70 С вводят 42 г битума(7,0 мас.7), перемешивают 20 мин.Затем вводят синтетические жирныекислоты (кубовые остатки) и расчетное число омыпителя - гидроксиданатрия, итого нейтрализованных жирных кислот 7,2 г ( 1, 2 мас .7) . Затем перемешивают 10 мин. Мел, предва- .рительно термообработанный при 400 Св течение 4 ч, вводят в раствор совместно с полиорганоэтоксисиланом -силоксаном (ПОЭСС) и перемешивают30 мин, Общее время приготовленияраствора 60 минПриготовленный раствор имеет сле"дующие параметры: плотность 1,26 г/см,зусловная вязкость 10 с, статическоенапряжение сдвига 187,2/204,8 "10 Па,фильтрация 0 смз/30 мин,Приготовленный раствор подвергают термообработке при 200 С и замеряют при этой температуре фильтрацию.Показатель Фильтрации при 200 С составляет 2,0 см за 30 мин. Но седимецтационная стабильность - 0,01 г/смзСтруктурно-механические показатели(условная вязкость, СНС) увеличиваются, это связано с загущающим эффектом, оказываемым мелкодисп ерс цсйтвердой фазой (мел ом) . С од ержа ци е мела термообработанцогс 50,1 мас.7в растворе данного состава являетсяпредельно допустимой концентрацией.П р и м е р 3Раствор на углеводородной основе готовят по технологии (пример 1)при следующем составекомпонентов, мас.7.;Дизельноетопливо 54,1Высокоокисленный битумНатриевыемыла синтеприводит к увеличению показателя10 фильтрации, к снижению структурно-механических показателей.Составы н параметры растворов науглеводорсдггсй основе, зависимостькачества растворов от концентрации15 компонентов раствора представлены втабл,2. Оптимальное содержание активногоутяжелителя - мела термообработанно го составляет 35,9-50, 1 мас,7. Приконцентрации мела менее 35,9 ыас.7.показатель Фильтрации 5,0 см , а при3более 50,1 мас.7 показатель Фильтрации 2,5 см, происходит увеличениеЭ25 структурно-механических показателейи снижение седиггентаггионггой стабильности раствораОптимальным содержанием полцсрга цоэтсксисила нов - силоксанов (ПОЭСС) в растворе является 30 1-2,6 мас.7 Снижение ПОЭСС менее1 мас.7 прцводит к увеличению показаотеля Фильтрации при 200 С, увеличение коггцеггтрации ПОЭСС более 2,6 ггас.7приводит к загущецию раствора, чтонежелательно, без улучшения показателя фильтрации,Бысскоокцслоццый битум необходимовводить в раствор ст 5,8 дс 8,2 мас.7., 40 так как снижение содержания битумаприводит к ухулшснцю седцментационной устойчивости и увелцчецию Фильтрации раствора, увеличение содержания битума в растворе более 8,2 мас.Х 45 приводит к ухудшению структурно-механических ггсказателей.1,2 1,8 тических жирных кислот(ПОЭСС)Мел термообработанныйПараметры исходного дующие: плотность 1,10 359раствора слег/см ф условДизельное топливо необходимо поддерживать в растворе в пределах 39,9- 50 54,1 мас.7, натриевые мыла синтетических жирных кислот в пр,еделах 1- 1,4 мас.7. Снижение содержания дизельного топлива мецее 39,9 мас.7, натриевых мыл СЖК менее 1 мас./ приводит 55 к увеличению показателя Фильтрациипри 200 С до 2,5-3,5 см за 30 мин.Увеличения содержания мыл СЖК более 1,4 мас.7. загущает раствор, а увеличение дизельного топлива более16098 ношении, мас,%:Дизельное топливоВысокоокисленный битумСинтетическиежирные кислотыГидр оксиднатрияПолиорганоэтоксисиланы (силоксаны)ПОЭССТермообработанныймел 39,9-54,1 5,8-8,2 0,93-1,31 0,07-0,09 1,0-2,6 35,9-50,1Таблика 1 Лвраиетры раствора после териообработкя при 200 ес 300 вт рвиетры исконного раствора при20 С Условия териообрвботки иела Раствор ПоквэвтельФильтра"пкискэ эвЗО икн ПоквветельВяльтраСелкиентал, усточквесты г/ск Статическоекапрявеняе Условнвв . вяэкость, Т 200/100 Врееа теркообработ ки Статическоеивпряиенкесдвиге,10 Па УсловТемп ость туратериообрвботкк,вя э-.кость си ва 30 мев 1 10 1 10иин иин64 92вв оо 200710 1, 17 . 5,01,11 О,О1,11 5,51,11 6,01,17 6,51,7 7,01,17 651,17 7,01,1 8,01.,17 6,51,17 7,О 4,5 45 4,0 4,00 1,5 15 3,5 15 15 з,о 1,5 3,5 15 1 5,17 12,0 иве,2 лкэельиое топливо 47; ваиокоокисленле биту 7 1; с 1,121 гилроксив натрия 008 Состав раствора слюДОЭСС 1,81 иел 4 З. 54, 1 мас.% увеличивает показатель Фильтрации 5,0 см за 30 мин.3Использование термообработанйаого мела, обладающего активной полирадикальной поверхностью в РУО, содержащем полиорганозтоксисиланы - силоксаны (ПОЭСС), позволяет исключить из состава раствора бентонитовый глиноггорошокр оказывающий разрушающее воздействие на фазовую устойчивость раствора при высоких температурах, что приводит к резкому увеличению показателя Фильтрации при 200 С.РУО, утяжеленные термообработанным мелом, имеют низкие значения показателя Фильтрап 55 и при 200 Сэ хорошую седиментационную устойчивостье Снижение. содержания битума за счет упрочнения коллоидной структуры полимером в сочетании с меломэ.имеющим активную поверхность, надежно гидрофобизированного полиорганоэтоксисиланами (силоксанами), улучшает структурно-механические показатели раствора. Раствор бо" лее текучий, седиментационно устойчивый к воздействию высоких температур и имеет низкие значения показателя Фильтрации, те, не требует доработки раствора в процессе бурения. Все это позволяет использовать его в условиях бурения глубоких скважин.ь 11 8формула изобретенияСпособ приготовления бурового раствора на углеводородной основе, включающий последовательное введение высокоокисленного битума, синтетических жирных киспот, гидроксиданатрия, полиорганоэтоксисиланов(снлоксанов) ПО ЭСС, мела в дизельное топливо, их перемешивание, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения показателя фильтрации при200 С и улучшения структурно-механических показателей раствора, мел перед введением в раствор подвергаюттермообработке при 350-450 С не менее 4 ч, при этомуказанные компоненты раствора берутпри следующем соот,о Ч Ю оф аоемф фм -ов ффФЮ 1о ОфмОО ЛМмф Ф еЮфЩ ееМ 1 фа 1М амоме фее ом Яф" о ф л 1лм Рмф нф ф ООО оо О ООО аефм Ом Еф м ф ф1м . моеМ ОМЮ и еасофМ1 ОО фо во ф а м1 фоеЯ Ю ч мм фмфе р ф ем ф ом ллфл Ил л л ллллаее лееоо м м Ф Ф оо1 м м Ф Ф ОвфОО1Оммаюммчмм еОО м Ф ффффелффмм ф фО ф фео И ОООООО ИИИИИ 3 ООГОООО ИИ о 6 о 1О О ЯЯ ооо ЬОООфо нммм тмеЛ р1еллллллмллллй о л Ф во1 м м о мммммчмфлффее феедоло й 1 ьм чм велаф веЙЗФФ ю Ф ФФФ 3 йм йфлнооя е ф мм фл1 еФ ЯЭФ ееч амм 1 ь