Патент на изобретение №2271378

(54) РЕАГЕНТ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В БУРЕНИИ И КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин. Технический результат изобретения – улучшение смазочных свойств вязкопластичных промывочных жидкостей и стабилизация инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, в качестве смазочно-стабилизирующего компонента содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.% указанная смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов 70,0 – 80,0, растворитель 20,0 – 30,0. В качестве растворителя указанный реагент содержит дизельное топливо либо керосин. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин.

Известен реагент для буровых растворов – «СНПХ-6016», содержащий 90% олеиновой кислоты и 10% кубового остатка производства бутиловых спиртов /Г.А.Орлов, М.Ш.Кендис, В.Н.Глущенко. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. М.: Недра, 1991, с.421/. Известный реагент получают простым смешением исходных компонентов.

Недостатками известного реагента «СНПХ-6016» являются

1) низкая стабильность при хранении, обусловленная изменением состава смазочной добавки по причине полимеризации олеиновой кислоты, а также поликонденсации и окисления масляного и изомасляного альдегидов, содержащихся в кубовом остатке бутиловых спиртов;

2) достаточно высокая токсичность и канцерогенность кубовых остатков бутиловых спиртов;

3) неоднородность состава и, как следствие, необходимость перед использованием тщательно перемешивать;

4) отсутствие каких-либо структурообразовательных свойств;

5) низкие фильтрационные характеристики;

6) высокое значение скорости изнашивания стали (триботехнический параметр) 48 мм/мин.

Наиболее близким к заявленному составу (прототипом) является реагент для буровых растворов «СМАД-1», представляющий собой 50% раствор окисленного петролатума в дизельном топливе / В.И.Толкунов, И.Б.Хейфиц. Гидрофобно-эмульсионные растворы. М.: Недра, 1983, с.75/. «СМАД-1» предназначен для улучшения смазочных свойств глинистых растворов и стабилизации инвертных эмульсий.

Недостатками известного реагента «СМАД-1» являются

1) использование в составе реагента окисленного петролатума, представляющего собой окисленную смесь церезина и масла непостоянного состава, отрицательно сказывается на получении и регулировании свойств буровых растворов;

2) недостаточно малая фильтратоотдача при стабилизации инвертных эмульсий;

3) триботехнические параметры (скорость изнашивания сталей) больше 0,47 мм/мин;

4) электростабильность инвертной эмульсии на основе «СМАД-1» не выше 250 В;

5) низкие структурно-механические свойства инвертных эмульсий;

6) неоднородность состава, связанная с низкой селективностью окисления церезина и масла, входящих в состав петролатума;

7) плавающее значение кислотного числа «СМАД-1», что плохо отражается на качестве смазочной добавки и приводит к непостоянству характеристик выпускаемых партий «СМАД-1».

Технический результат изобретения – улучшение смазочных свойств вязкопластичных промывочных жидкостей и стабилизации инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин.

Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, в качестве смазочно-стабилизирующего компонента содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, % мас: указанная смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов 70,0 – 80,0, растворитель 20,0 – 30,0.

В качестве растворителя указанный реагент содержит дизельное топливо либо керосин.

Предлагаемый реагент получают смешением компонентов в указанных соотношениях ингредиентов при температуре 65-95 С° и перемешивании в течение 0,5-1 ч.

Содержание окисленной смеси парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) в керосине или дизельном топливе выбрано в пределах 70,0-80,0% мас. При содержании их в растворе выше 80% возрастает температура застывания предлагаемого реагента, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью разогрева реагента. Применение реагента с концентрацией окисленной смеси парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) ниже 48% не рационально, так как возрастают расходные нормы и транспортные расходы.

Физико-химические показатели реагента представлены в табл. 1

В качестве ингредиентов использовали

– керосин (ТУ 38.601-22-70-97);

– дизельное топливо (ГОСТ 305-82);

– окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99).

Эксплуатационные показатели предлагаемого реагента представлены в табл.2.

Примеры получения реагента

Пример 1

К 20% мас. керосина добавили при 75°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 24) и перемешивали в течении 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричного цвета, Т_заст=-18°С, электростабильность инвертной эмульсии =400 В, вязкость=30.

Пример 2

К 20% мас. дизельного топлива добавили при 75°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 24) и перемешивали в течение 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст=-15°С, электростабильность инвертной эмульсии =380 В, вязкость=32.

Пример 3

К 20% мас. керосина добавили при 65°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 20) и перемешивали в течение 1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст=-16°С, электростабильность инвертной эмульсии =350 В, вязкость =31.

Пример 4

К 20% мас. керосина добавили при 85°С 70% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 21) и перемешивали в течение 0,5-2 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Т_заст=-20°С, электростабильность инвертной эмульсии =360 В, вязкость =29.

Пример 5

При бурении СКВ 215 месторождения Одопту-море на инвертно-эмульсионном буровом растворе, содержащем (в % мас.) Охтинская нефть 14, водный раствор хлористого кальция 38,8, дизельное топливо 22,7, СМАД-1 2,8, Эмультал 1,6, известь 0,8, баритовый утяжелитель 11,1, органобентонит 0,8, за счет наработки раствора коллоидной фракцией выбуренной породы в количестве 7,4% на глубине 1660 м произошло снижение электростабильности раствора с 180 В до 120 В. При этом механическая скорость бурения скважины снизилась с 23 до 13 м/час без каких-либо изменений режима бурения.

После обработки данного бурового раствора непосредственно в процессе бурения предлагаемым реагентом, полученным по примеру 1, через эжектор на всасывающей линии насоса в количестве 0,5% электростабильность раствора через два цикла промывки увеличилась до 170 В, а механическая скорость бурения возросла 11,5 м/час.

Для аналогичной обработки раствора с целью восстановления его электростабильности на скважине № 118 где применялся реагент СМАД-1, понадобилось 1% этого реагента.

Пример 6

При проводке участка набора зенитного угла с интенсивностью 1,8 град/10 м при текущем угле 47 градусов на глубине 1711 м произошла посадка бурильной колонны. Проработки интервала не давали длительного эффекта. Для бурения применялся вязкопластичный полимерглинистый раствор плотностью 1,17 г/см³ на основе бентонита марки ПМБВ, обработанный 1% Na₂CO₃ , 0,5% карбоксиметилцеллюлозы КМЦ-500 и 10% гликойла. Коэффициент липкости корки данного раствора равнялся 0,23. Обработка пробы этого раствора предлагаемым реагентом в количестве 1% показала снижение коэффициента липкости корки до 0,11. После аналогичной обработки этого же раствора в скважине затяжки бурильной колонны прекратились, что позволило набрать требуемый зенитный угол 86 градусов.

Преимуществами предлагаемого реагента по сравнению с прототипом являются следующие:

1. Высокие эксплуатационные характеристики: низкие температура застывания (не более -10°С) и показатель фильтрации, высокие структурно-механические, триботехнические и стабилизирующие свойства (электростабильность более 330 В).

2. По степени воздействия на организм человека реагент является веществом малоопасным и в соответствии с классификацией ГОСТ 12.007-76 относится к веществам IV класса опасности.

3. Применение дешевого и доступного сырья, промышленное производство которого налажено в Российской Федерации.

4. Большой количественный выход целевого продукта и отсутствие отходов производства.

5. Возможность регулирования кислотного числа целевого продукта.

6. Одностадийность получения.

Предлагаемый реагент предназначен для стабилизации гидрофобно-эмульсионных растворов, а также для повышения смазочной способности вязкопластичных промывочных жидкостей, используемых при бурении и ремонте скважин.

Формула изобретения

1. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, отличающийся тем, что в качестве смазочно-стабилизирующего компонента он содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит дизельное топливо либо керосин.