Дисперсионная среда буровых растворов на углеводородной основе

(с) С 09 К 7/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН рственцыиий и проектный еннос очкарев,в(54) ДИСПЕРСИОННА РАСТВОРОВ НА УГЛЕ(57) Изобретение нию нефтяных и га СРЕДА БУРОВЫХ ОДОРОДНОЙ ОСНОВЕотносится к б важин,орам на овых с ым рас ве, пр к буро ной осц ия оцен продукттехно частно еняег ажин еводор чных для буре вскрытия улучшени стов, Цель -х свойствой основе,ьх пл ск од растворов на угл Изобрете нефтяных и ности к бур водородной для бурения вскрытия пр Цель изо нологически при отрицатие относится ценюорае лисвора астзових скв ажин,рам на), примскважи вым раст снове (Р ецецочныхуктивныхетециясвойств я твактифиесьало пластов,улучшение техУО (особенноературах) при ных тем ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5 б) Авторское свидВ 924080, кл. С 09Авторское свидет19 977474, кл. С 09 ЯО 1627555 особенно при отрицательных температурах, при одцовременном ускорении и упрощении технологии приготовления раствора. В качестве дисперсиоцной среды бурового раствора на углеводородной основе применяют кубовые остатки производства бутиловых спиртов. При приготовлении раствора в расчетное количество кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят высокоокисленцыц битум. Перемешивают до растворения битума и вводят негашеную известь (с активностью более 507) и воду для ее гашения. При переме 1 иивации происходит гашение извести с выделением тепла, под действием которого смесь нагревается до 60-80 С. При этом происхоодит полная диспергация твердой фазы и раствор приобретает качественные технологические параметры, в частности низкие вязкостные и структурно-механические свойства, в том числе и при отрицательных температурахи высокую растворимость. 4 табл. одновременном ускорении и упр технологии приготовления раст достигается тем, что в качест персионной среды бурового рас ца углеводородной основе прим кубовые остатки (КО) произвол бутиловых спиртов установки р кации, представллюкие собой с высококгпягих компонентов (накпс ния е ниже3)(:), 1 лотност, жидкости 0,90 - 0,95 г/с, состдн, об, ь. 30 - 40530. - 40 ехеске сртыЭфирыКислоролсодерждпие 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 соедине ил 40 - 20Укд ;ни е кубо В е о.тятл роя 3 нодстнд бутигое х с пирол у являющиесяя отходог, получают нд ПО "Нефте.ргсинтез (г.,длдндт) и количестве10 тыс, и в гз3Рдстворяпня сособисть дисперсионной сэ,гь по отпел к высокоокиеленному б-уму изп кубовым остаткам СЛЕ значительно ньппе по сравн нпз с,и с. гнвь и кубовптиос дткдми (К) ропзволствд винилхлоридд (ротг)В табл.1 прелстдвлены стдннительные данные по нрамегн растворения в:д.анных срегдх сокоокисленногобитума (температура размягчения15 ЗС) и кубовыхтдткон СКК фрака С п. 6 при перемеппванин пропеллерной мешалки сскростью500 об/ми,Кдк следует;э дднных таб1,, дствориь.сть би г, мд н заявляемойцисперсионной спе:е ри комнатнойтем ературе в 10 дз выше по сравнепо с гзелнп топ;нвом и3 раза вьппе по равнению с дисперсиопнэй средой прототипа. Эти жесоотношения сохрдняозс и при ндгрео,вдии до 80 Г;. Кубогые остатки СИКтакже раствортел в заявляемой дисперсионной сред:. д ительно быстрее, чем в дизел,ом топливе иликубовых остдтк;х производства винилхлорида.Технология рготовления известково-битумного рдстнорд (ИБР) наоснове здявляемоп дпсперсионнойсреды такова; в расчетное количествокубовых остатков прознодства бутиловых спиртов нидят гысокоокнсленный битум, верньс;ндют до растворения битума, д затем вводят негашеную известь (с дктпностью более502) и воду для е гдшенил, При перемешивании происхо;и гашение известис выделениемегг, од действиемкоторого смесь пдгр лается до 60 -с80 С. При этом про ходит полнаядиспергация тер;дзы, и растворприобретает .;я етнгннпе технологические парам.тр . Компнентный остзн такого раствора .едуюпп, мас.7,:В,сокоок ленный битум 12 - 18 Негашеная известь 20 - 25 Вода 6 - 8 Кубо вый ос та ток прои зводствд бутилонмкОст дльспртонное11 р и и е р 1, В 620 г кубовыхостатков производства бутиловых спиртов вводят 120 г высокоокисленногобитума и перемепвают в течение 1 ч.Затем вводят 200 г негашеной извес ти и 60 г вс,ы. П сл перемединднияв чечен,е 30 мин и ндгрена смеси врезультате гашения извести до 60 -80 С раствор счидется готовьп.о,Пи м е р 2. В 560 г кубовыхостатков производства бутиловыхспиртов вводят 150 г высг коокисленного битума и перемегпвают в течение1 ч. Затем гводят 220 г негашенойизвести и 70 г воды. После пересшивания в течение 30 мин и нагревасмеси в результате гашения известидо 60 - 80 С раствор считаетсяоо тн ь ы,П р ц м е р 3, В 490 г кубовыхостатков производства бутиловьхспиртов вводят 180нысокоокисленного битума и перемепгинают н течениеч. Затем вводят 250 г негашеной извести и 80 г воды. После перемешивания н течение 30 мин и нагрева смеси в результате гдпения изовести до 60 - 80 С раствор считается готовьп.П р и и е р 4. В 370 г кубовых остатков производства бутилоных спиртов вводят 100 г нысокоокисленного битума и перемепинают в течениеч, Затем вводят 130 г негашеной извести и 50 г воды и перемеппвдют еще 30 мин. Далее вводят 350 г 20 Е-ного расгнора хлористого кальция (т,е. 357) и перемешивают в течение 30 мин до готовности инвертной эмульсии.П р и м е р 5, В 285 г кубовых остатков производства бутиловых спиртов вводят 75 г высокоскислевного битума и перемеппвают н течение 1 ч, Затем вводят 100 г негашеной извести и 40 г воды и перемешивают еще 30 мин. Далее вводят 500 г 20 Х- ного раствора хлористого кльцич (т.е. 50 Х) и перемепвают в тече11 ры 7 - 12), ,и ц ",Яц г "1 ц.хдцьх .1) цзЯты з т.1 ю .По ддцым т 16 3 11;111,го у РО цд .;ц 1 ве дцсп 1 сцоц 11 ср лы прототипа, утяже)ецц х1 цт 1 м (растворы 2, 3), вязкостцые и струкгурно-мехцческе .войстцд в 2 - 3 раза вьше, ем у РУО цд основе здяв,яви 0 дцспо . 11 оццо 1 средь) прц ),ц цдково степени утяжеления (рдстворы 8, 9).После баротемпердтурцой обрдботки утяжеленных РУО (растворы 4 и 1 О) в двтоклдве в течение 6 ч прц температуре 150 С ц ддвлец)п 600 кг/см у раствора прототипа (рдствор 1 О) резко ухудшилась стабильно.ть (показатель стабильности стал рдгцым 0,08 г/см), у заявляемого РУО показа - тель стабцльцостц измеплся мало (0,02 г/см),Ицвертндл эульсця ца осове здявляемоц дцспсрсиоццой среды (рдствор 5) имеет более высокую электростабильность кдк до бдротемпературцой обрдботки, так и после цее (раствор 6) по сравненю с РУО нд основе дисперсионцой средь прототипа до обработки (раствор 11) ц после цее (раствор 12). В табл.4 прцведецы сравнительные результаты достижения цели изобретения на разлцчцых типах ццвертцых эмульсий с разл)чцьмц эмульгдторамц в диапазоне грднцчцых и средних значений компонентов, В качестве модельных систем взяты наиболее распространенные в отечественной практике бурения рецептуры ГЭР (гидрофобно-эмульсиоццых растворов): рецептура ВНИИТБ (растворы 1 - 3), рецептура Укргипроципццефть (растворы 4 - 6), рецептура МИНХ и ГП (растворы 7 - 9), Во всех эмульсиях соотношение углеводородной ц водной фаз составляло 1:1. В качестве водной фазы испольэовали 207.-нь) раствор хлористого кальция, В качестве эмульгатора в рецептуре ВНВБТ взят эмультал и СМАД, в рецептуре Укргипронипинефть - украмин и МАС,в, рецептуре МИНХ и ГП - эмульжел . Как следует из данных табл.4,использование заявляемой дисперсионной средь в качестве углеводородной фазы ГЭР позволяет получать инвертные эмульсии с качественными 5 1627 1". нце 30 миц до готовности ццвертцон эмульсии.П р и м е р 6, В 274 г кубовых остатков производства бутцловых5 спиртов вводят 75 г нысокоокцслецного битума и перемешивают в течение 1 ч. Затем вводят 100 г негашеной извести, 40 г воды ц перемешивают ее 30 мин, Далее )зволят 10 г эмульгатора, перемешивают 10 мин, добавляют 500 г 20 Х-ного раствора хлористого кальция (т.е. 507) и перемешивают 30 миц до готовности инвертцой эмульсии. 15В табл,2 представлены данные лабораторных исследований вязкостцых и структурно-механических свойств известково-битумных растворов, приготовленных на основе заявляемой 20 дисперсионной среды и дисперсиоццой среды прототипа.Компоненты того и другого раствора взяты в одинаковых концентрациях. Параметры замерецы при коглцатной 25 (22 С) и отрицательной (-25 С) температурах.Данные табл.2 свидетельствуют о том, что РУО на основе заявляемой дисперсионной среды обладает значи тельно более низкими вязкостнымц ц структурно-механическими свойстваьп по сравнению с РУО на основе дисперсионной среды прототипа при одинаковом показателе фильтрации. Это позво 35 ляет повысить скорость бурения благодаря снижению гидравлических сопротивлений и подведению к долоту большей гидравлической мошности.Отрицательная температура значи О тельно (более чем в 2 раза) повышает вязкостные ц структурно-механические показатели раствора прототипа, в то время как раствор на основе заявляемой дисперсионцой среды в данных ус ловиях изменяется практически мало. Указанное свойство имеет важное значение для бурения в зимнее время, а также в условиях вечной мерзлоты.РУО ца основе заявляемой диспер сионной среды можно утяжелять любыми утяжелителям до необходимой плотности, я также готовить стабильные инвертные эмульсии.В табл,3 представлены данные лабораторных исследований РУО, приготовленых на основе заявляемой дисперсионной среды (растворы 1 - 6) и дисперсионцой среды прототипа (раст1627555 Таблица 1Растворимость битума Время растворе- Время растворео ния при 22 С, ч ,ния при 80 С, ч Дисперсионнаясреда КубовыйостатокСЖК ВысокоКубовыйостатокСЖК Высокоокисленныйбитум окисленныйбитум КО производства бутиловыхспиртов 0,1 0,5 0,5 1,0 0,5 2,0 4,0 ПрототипДизельное топли 1,0 5,0 16,0 во Табада 2Состав и свойства ИБУ на основа аубовваостатков ирапводства бутиловьа спиртов н кубоаа остатков ароневодствавинидкпорида (нрототин) ароновнрада Буборые остатки дроиаводства Ьутиловьа спиртов 24,8 46, 2 20,6 250,4 35,2 28,4 78 в 0 8 5 45,6 986 920 15 20 СНС - статическое иепрененне с технологическими параметрами, т.е. достигается цель изобретения.Таким образом, основными техни" ческими преимуществами заявляемой дисперсионной среды по сравнению с известными являются: низкие вяэкостные и структурно-механические свойства безводных РУО и инвертных эмульсий на основе данной дисперсионной среды, в том числе и при отрицательных температурах; высокая растворимость по отношению к битуму и кубовым остаткам СЖК, что позволяет упростить и ускорить приготовление РУО; высокая активность утяжеленных РУО иинвертных эмульсий, в том числе после баротемпературной обработки;замена дефицитного дизельного топлива и утилизация отхода производствабутиловых спиртов. Формула и э о б р е т е н и я Применение кубовых остатков производства бутиловых спиртов в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе.1 г 127555 Таблица)Сравнительные данные лабораторньп нсслелоязннй (КО на основе КО производствабугиловьос спиртов и КО производства лпннлхлорнча (прототип) Барогечпературная обработкастьВ ьцннсм О производства бутиловыкспиртовТо ве 65 0,5 15,2 117 00 246 225 0,0 322 21 Ь 0,0 318 154 0,5 28,2 142 0,5 26,4 450 О 5 45 б 520 0,0 58,2 750 0,0 98,8 4 12 1,0 72,4 638 1 О 88,8 543 1,5 78,6 О,ОО 0.00 0 01 28 4 46 2 56,4 52,2 40,8 50 00 00 2 3 600 50 150 98,8 116,4 220,4 15( В 204,6 98," тот 60 60 60 10н н 20 004 180 0,06 60 150 а б л н и а Сравнительные результаты араметры НС, дПа Нлекть остьбнл ьностьВ Плот ост каза тель-2 а За мин 1 О мн зость трацин см 2,0 3,5 5,0 1,06 225 106 241 1,06 268 1,06 240 1,06 268 1, 07 279 9,0 1,07 126 12,0 107 142 15,0 1,08 158 1, 2 2,03,04,0т 5,0 8,0 0,0 Составитель В,БорискинаРедактор А.Машковская Техред М,Дидь)кКорректор И Муска ираж 4 Заказ 316 тг ВНИИПИ Государственного 113035, пи е омитета по изобретениям и о осква, Ж, Раушская наб.,и ГКНТ СССР рытия 4/5