Патент на изобретение №2162874
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БУРОВОЙ РАСТВОР
(57) Реферат: Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углеводородной основе. Техническим результатом является получение безводного раствора с улучшенными вязкостными и структурно-механическими свойствами, сохраняющего стабильность основных технологических параметров при попадании в него воды. Буровой раствор содержит, мас.%: высокоокисленный битум 5 – 8, синтетическая жирная кислота фракции C20-25 0,5 – 1,5, щелочь 0,05 – 0,15, гидрофильный уретановый предполимер 2 – 6, дизельное топливо – остальное. 3 табл. Предлагаемое изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на углеводородной основе (БРУО), применяемым главным образом для отбора керна при бурении оценочных скважин и для качественного вскрытия продуктивных пластов, в т.ч. в горизонтальных скважинах. Основным требованием, предъявляемым к таким растворам, является их безводность, поскольку даже небольшое содержание воды в РУО может привести к существенной ошибке при оценке запасов нефти. Наиболее распространенной из известных рецептур РУО является так называемый известково-битумный раствор (ИБР), содержащий дизельное топливо, высокоокисленный битум, негашеную известь, ПАВ и воду (см., например, Рязанов Я. А. Справочник по буровым растворам. М., Недра, 1979., с. 55-57) при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%): Высокоокисленный битум – 15-25 Негашеная известь (CaO) – 20-30 Вода – 3-5 ПАВ – 0,5-2 Дизельное топливо – Остальное Основные недостатки ИБР: а) высокие вязкостные и структурно-механические свойства; б) большой расход битума и негашеной извести; в) сравнительно высокое содержание воды в приготовленном растворе (2-5%); г) резкое ухудшение технологических свойств при попадании в ИБР воды (загущение раствора, выпадение барита в осадок, повышение показателя фильтрации). Если ИБР дополнительно обработать негашеной известью для связывания попавшей в раствор воды, то при этом резко возрастают вязкостные и структурно-механические свойства раствора, поскольку в нем образуются кальциевые мыла жирных, нафтеновых и других кислот, содержащихся в битуме и дизельном топливе. Но даже в этом случае остаточное содержание воды в ИБР достигает 1-2%. В некоторых известных рецептурах РУО вместо негашеной извести используют другие структурообразующие и водосвязующие компоненты. В рецептуре раствора, защищенной а.с. СССР N 1263705 кл. C 09 K 7/06, 1987 г., содержится дизельное топливо, высокоокисленный битум, синтетические жирные кислоты (СЖК), гидрофобизированный глинопорошок, щелочь и утяжелитель при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Дизельное топливо – 34-75 Высокоокисленный битум – 10-17 СЖК – 0,5-3,0 Глинопорошок, гидрофибизированный полиорганоалкосилоксанами – 1-10 Щелочь – 0,1-0,2 Утяжелитель – Остальное В данном РУО структурообразующим и водосвязующим компонентом является гидрофобизированный глинопорошок. Однако указанный РУО также содержит остаточную воду и у него резко ухудшаются технологические параметры при поступлении в него посторонней воды. Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является РУО, защищенный а. с. СССР N 1609811 кл. C 09 K 7/06, 1990 г. Он содержит следующие компоненты, мас.%: Дизельное топливо – 39,9-54,1 Высокоокисленный битум – 5,8-8,2 СЖК – 0,93-1,31 Щелочь (NaOH) – 0,07-0,09 Полиорганоэтоксиланы – 1,2-2,6 Термообработанный мел – 35,9-50,1 В данной рецептуре РУО водосвязующим и утяжеляющим компонентом является термообработанный мел, который после термообработки необходимо еще гидрофобизировать полиорганоэтоксиланами. Остаточное содержание воды в приготовленном РУО составляет 0,5-2,0%, а при увеличении ее содержания более 5% раствор резко загущается и теряет седиментационную стабильность (мел выпадает в осадок). Задачей предлагаемого технического решения является получение безводного РУО с улучшенными вязкостными и структурно-механическими свойствами, который сохраняет стабильность своих основных технологических параметров в случае попадания в него воды. Решение указанной задачи достигается составом БРУО, содержащего дизельное топливо, высокоокисленный битум, синтетические жирные кислоты (СЖК) фракции C20-25, щелочь и водосвязующий реагент, в качестве которого используют гидрофильный уретановый предполимер при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Высокоокисленный битум – 5-8 СЖК фракции C20-25 – 0,5-1,5 Щелочь – 0,05-0,15 Гидрофильный уретановый предполимер – 2-6 Дизельное топливо – Остальное Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый РУО содержит новый компонент, ранее не применяемый в составах РУО – гидрофильный уретановый предполимер. Таким образом, предложенное техническое решение отвечает критерию “новизна”. Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отвечает критерию “существенные отличия”, поскольку новый компонент не только связывает воду, но и вызывает неожиданный эффект: снижает вязкостные и структурно-механические свойства РУО. Известная область применения гидрофильных предполимеров – это получение эластичных пенопластов (см., например, Берлин А.А., Шутов. Ф.А. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров. М., Химия, 1978, 295 с.) Гидрофильные уретановые предполимеры получают в результате реакции между гидроксилсодержащими сложными или простыми полиэфирами (например, сополимер окиси этилена и окиси пропилена) и изоцианатами (например, толуилендиизоцианат-ТДИ или полиизоцианат-ПИЦ). Их смешивают в соотношениях, обеспечивающих избыток изоцианата, в результате образуется предполимер с концевыми реакционноактивными изоцианатными группами (-NCO):  “Аквизол” – одно из технических наименований гидрофильного уретанового предполимера, выпускаемого на опытном заводе НПО “Полимерсинтез” (Г. Владимир) по ТУ 6-05-221-580-91. Краткая его физико-химическая характеристика такова: Внешний вид – Вязкая светло-желтая жидкость Молекулярная масса (ММ) – 4500 Содержание свободных изоцианатных групп (-NCO),% – 8,02 Плотность при 25oC, г/см3 – 1,13 Вязкость 25oC, мПа  с – 1800Примеры конкретного приготовления РУО: Пример 1. В 924,5 г дизельного топлива растворяют при перемешивании и нагревании 50 г высокоокисленного бутима, затем вводят 5 г СЖК фракции C20-25 и перемешивают до полного растворения. Далее вводят 0,5 г (пересчете на сухое вещество) водного раствора щелочи, имеющего 50%-ную концентрацию, перемешивают и вводят 20 г уретанового предполимера “Аквизол”. После 10-минутного перемешивания раствор считается готовым. Пример 2. В 884 г дизельного топлива растворяют при перемешивании и нагревании 65 г высокоокисленного битума, затем вводят 10 г СЖК фракции C20-25 и перемешивают до полного растворения. Далее вводят 1 г (в пересчете на сухое вещество) водного раствора щелочи, имеющего 50%-ную концентрацию, перемешивают и вводят 40 г уретанового предполимера “Аквизол”. После 10-минутного перемешивания раствор считается готовым. Пример 3. В 843,5 дизельного топлива растворяют при перемешивании и нагревании 80 г высокоокисленного битума, затем вводят 15 г СЖК фракции C20-25и перемешивают до полного растворения. Далее вводят 1,5 г (в пересчете на сухое вещество) водного раствора щелочи, имеющего 50%-ную концентрацию, перемешивают и вводят 60 г уретанового предполимера “Аквизол”. После 10-и минутного перемешивания раствор считается готовым. В табл. 1 (см. в конце описания) представлены компонентные составы заявляемого и принятого за прототип по а.с. N 1609811 растворов на углеводородной основе. Для заявляемого РУО взяты составы с заявляемыми значениями концентраций компонентов (составы 1-3). В табл. 2 (см. в конце описания) представлены данные о технологических параметрах РУО, компонентные составы которых приведены в табл. 1. Как следует из данных табл. 2, заявляемый РУО при оптимальных значениях концентраций компонентов (составы 1-3) имеет высокое качество: низкий показатель фильтрации, низкие вязкостные и структурно-механические свойства и полное отсутствие воды. Раствор прототипа (состав 4), содержащий большое количество термообработанного мела, имеет повышенные вязкостные и структурно-механические свойства и содержит значительное количество воды. Исследовано поведение РУО, составы которых приведены в табл. 1, при попадании в них воды. Для этого в каждый приготовленный состав вводили пресную воду в количестве 10 мас.%, перемешивали 30 мин и замеряли параметры. Из анализа данных табл. 3 (см. в конце описания) следует, что попадание воды в заявляемый РУО, содержащий оптимальное количество компонентов (составы 1-3), не вызывает ухудшения его качества: сохраняются стабильными вязкостные, структурно-механические и фильтрационные свойства, а содержание воды в РУО практически нулевое. У состава 4 (по а.с. 1609811) при попадании воды резко ухудшается качество: вязкость становится “нетекучей” (н/т), существенно повышается показатель фильтрации и содержание воды в растворе, часть мела выпадает в осадок. Таким образом, заявляемый РУО имеет следующие технико-экономические преимущества перед известным техническим решением: 1) Практически полная безводность, что позволит качественно и достоверно оценить запасы месторождения при бурении оценочных скважин. 2) Стабильность технологических свойств при попадании в РУО воды, что позволит сэкономить средства на восстановление качества РУО. 3) Низкие вязкостные и структурно-механические свойства, что благоприятствует лучшему разрушению горных пород и повышению показателей бурения. 4) Высокое качество вскрытия продуктивного пласта, поскольку в растворе отсутствует водная фаза. Формула изобретения
Высокоокисленный битум – 5 – 8 Синтетическая жирная кислота фракции С20-25 – 0,5 – 1,5 Щелочь – 0,05 – 0,15 Гидрофильный уретановый предполимер – 2 – 6 Дизельное топливо – Остальное РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 08.04.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
