Гидрофобный эмульсионный буровой раствор

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных скважин и предназначено для буровых растворов на углеводородной основе. Цель изобретения - сохранение высоких технологических свойств раствора в процессе длительной эксплуатации за счет предотвращения его загустения при повышенньк температурах. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении , мас.%: в качестве углеводородной основы - аполярный ароматизированньш реагент (ААР-2) 19,7-46,0, минерализованную воду 19,7-4,0; продукт взаимодействия сьфого лиственного масла с концентрированным водным раствором алюмината, взятых в соотношении 5:2 2,8-4,6, бентонитовая глина 0,7-1,3; утяжелитель остальное. Реагент ААР-2 получают в процессе каталитического крекинга вакуумных дистиллятов смеси нефти на алюмосиликатном или цеолитсодержащем катализаторе . При приготовлении раствора в ААР-2 в течение 3 мин растворяют лиственное масло,обрабатывают водным раствором алюмината натрия . Затем вводят сухой бентонитовый порошок и утяжеляют сухим баритом . 3 табл. (Л со to со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1321738 Д 1 (ц 4 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ > .. ц

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3841588/23-03 (22) 07.01.85 (46) 07,07.87. Бюл. № 25 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) Ф.Ф. Можейко, В.В. Шевчук, Е.В. Стрельченок и В,Ш. Шмавонянц (53) 622.243,445(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1079659, кл, С 09 К 7/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1020428, кл. С 09 К 7/06, 1981. (54) ГИДРОФОБНЫЙ ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР (57) Изобретение относится к области бурения нефтяных скважин и предназначено для буровых растворов íà углеводородной основе. Цель изобретения — сохранение высоких технологических свойств раствора в процессе длительной эксплуатации за счет предотвращения его загустения при повышенных температурах. Раствор содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.X: в качестве углеводородной основы — аполярный ароматизированный реагент (AAP-2) 19,7-46,0, минералиэованную воду 19, 7-46,0; продукт взаимодействия сырого лиственного масла с концентрированным водным раствором алюмината, взятых в соотношении 5:2 2,8-4,6; бентонитовая глина 0,7-1,3; утяжелитель остальное.

Реагент ААР-2 получают в процессе каталитического крекинга вакуумных дистиллятов смеси нефти на алюмосиликатном или цеолитсодержащем катализаторе,. При приготовлении раство- а (0 ра в AAP-2 в течение 3 мин растворяют лиственное масло, обрабатывают водным раствором алюмината натрия. Затем вводят сухой бентони- С товый порошок и утяжеляют сухим баритом. 3 табл.

1 321738

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин„ н частности — к буровым растворам на углеводородной основе.

Цель изобретения — сохранение высоких технологических свойств гидрофобного эмульсионного бурового раствора в процессе длительной эксплуатации за счет предотвращения его загущения при повышенных температурах. 10

Гидрофобный эмульсионный буровой раствор, содержащий углеводородную основу — дизельное топливо, минерали-зованную воду, водный раствор хлористого натрия,эмульгатор — продукт . 15 взаимодействия сырого лиственного масла с концентрированным водным растволитель, содержит в качестве углеводородной основы аполярный ароматизированный реагент (ААР-2) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Аполярный ароматизированный реагент (AAP-2) 19,7-46,0

Иинерализованная вода

Эмульгатор

Структурообразбватель 0,7-1,3

Утяжелитель Остальное

Реагент получают в процессе каталитического крекинга вакуумных дистиллятов смеси нефти на алюмосиликатном или цеолитсодержащем катали19, 7-46, О

2,8-4,6 Зо заторе.

Реагент ААР— 2 представляет собой фракцию 195-300 С газойля со следующими параметрами: температура вспышо ки (в открытом тигле) 80 С, темперао тура самовоспламенения 265 С °

По физико-химическим показателям аполярный ароматизированный реагент должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл„ 1, 40

Способ приготовления эмульсии заключается в следующем.

В реагенте ААР-2 в течение 3 мин растворяют лиственное масло, приготовленный раствор обрабатывают концентрированным водным раствором алюмината натрия. Затем в него вводится сухой бентонитовый порошок, Раствор легко утяжеляется сухим баритом, который вводится в виде пасты, состоя-, щей из реагента ААР-2, эмульгатора ром алюмината натрия, взятых в массовом соотношении 5:2, структурообразователь — бентонитовую глину и утяже- 20 и утяжелителя, Добавкой воды раствор легко переводится в гидрофобную эмульсию.

Пример. В 329 г (32 9%) реагента AAP-2 растворяют в течение

3 мин 25,7 г (2,67) лиственного масла. Приготовленный раствор обрабатывается концентрированным водным раствором алюмината натрия (10,3 r или

17). Смесь перемешивают 3 мин, после чего добавляют 329 г (32,97) минерализованной воды (307-ный водный раствор NaC1) и 10 г (17) бентонитовой глины. После введения компонентов раствор перемешивают соответственно

30 и 20 мин. Затем раствор легко утяжеляется введением 296 г сухого барита (29,67.), Остальные растворы получают аналогично примеру 1. Составы раствора с предлагаемым и запредельным соотношением компонентов и свойства этих составов приведены в табл„ 2, Как видно из приведенных данных, использование в качестве углеводородной основы аполярного ароматизированного реагента ААР-2 позволяет получить ГЭБР с хорошими технологи-. ческими свойствами: более высокой стабильностью раствора (0,003-0,007 по предлагаемому и 0,019 г/см по известному способу) и электропробоем () 250 В по предлагаемому и 230 В по известному способу) при повышенных температурах в процессе длительной. эксплуатации. Высокие технологические свойства ГЭБР достигаются при более низком расходе структурообразователя (О, 7-1, 37. по предлагаемому и 5,4-12% по известному способу), снижается общий расход эмульгатора (2,8-4,67 по предлагаемому и 1,27,27 по известному способу).

Уменьшение в составе раствора реагента AAP-2 ниже заданного предела ведет к снижению технологических свойств эмульсии, а вьппе — экономически нецелесообразно, для эмульгатора — уменьшение его содержания в растворе ниже нижнего предела (2,8% приводит к ухудшению его технслогических свойств, а увеличение выше верхнего (4,67) практически не влияет на технологические свойства и экономически не оправдано. Увеличение концентрации дисперсной фазы эмульсий сверх оптимального содержания при прсчих равных условиях приводит к уменьшению их аг1321

10 регативной устойчивости, а уменьшение водосодержания нецелесообразно, так как, исходя из соотношения обьемов фаз в эмульсии, необходимо увеличивать содержание углеводородной фазы. Введение больших количеств бентонитового порошка ухудшает технологические свойства эмульсии, а уменьшение его содержания не обеспечивает надежной стабилизации.

В табл. 3 приведено обоснование температурного интервала фракции газойля (195-300 С).

Фракция каталитического крекинга (30-195 С) применяется как компо- 15 нент автомобильного и авиационного бензина: плотность у = 0,72-0,77, октановое число 87-93 (по исследовательскому методу). Содержание ароматических углеводородов 20-30,не- 20 предельных 8-15 нафтеновых 7-15 парафиновых 45-50 . Эта фракция легколетучая и непригодна для приготовления гидрофобных эмульсионных буровых растворов (ГЭБР). Взрывоопасная 25 концентрация углеводородов в смеси с воздухом составляет 2,9-8,1 .

Таким образом, применение этой фракции нецелесообразно с точки зрения безопасности работы и дефицит- 3р ности сырья.

Фракция (300-420 С) каталитичес-. кого крекинга используется при получении сырья для производства технического углерода. Плотность у 35

О, 96-0, 99, температура застывания от

О до -5 С, коксуемость ниже О, 1 мас. иодное число 3-5 r J /100 г.

Использование этой фракции для получения буровых растворов нецеле- 40 сообразно из-за высоких показателей вязкости и температуры застывания.

2,8-4,6

О, 7-1,3

Остальное

Показатель

Норма

Плотность при

200С г(3

> 0,900

Фракционный состав до температуры

200 С перегоняется, об, до темп ер а туры

270 С перегоняется,об, ъ 80

Вязкость кинематическая при 20 С, сСт

) 2,0

738

4 вращения его загущения при повышенных температурах, он содержит в качестве углеводородной основы аполярный ароматизированный реагент (AAP-2) при следующем соотношении ингредиентов, мас. .:

Аполярный ароматизированный реагент (AAP-2) 19, 7-46, 0

Иинерализованная вода 19, 7-46,0

Продукт взаимодействия сырого лиственного масла с концентрированным водным раствором алюмината натрия, взятых в массовом соотношении 5:2

Бентонитовая глина

Утяжелитель

Коэффициент прелому л ения, и 1, 5000

Температура застывания, С не выше

-30

Содержание водорасвторимых кислот и щелочей

Остальное

Отсутствует

Содержание воды

Формула изобретения

Гидрофобный эмульсионный буровой раствор, содержащий углеводородную основу, минерализованную воду, продукт взаимодействия сырого лиственного масла с концентрированным вод- 0 ным раствором алюмината натрия, взятых в массовом соотношении 5:2, бентанитовую глину и утяжелитель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сохранения высоких технологичес- 55 ких свойств раствора в процессе длительной эксплуатации за счет предотСодержание механических примесей

132 738!

1о

C) ь о о л о / о о л .о о е

fV л о а

<Ч л

C)

М

М л

Д л

1 и

Д В ! о

t9 Q 1« tk крою

М Х !» Ф

Ф 1 о о о н

О

C) о о

Ю о о л

CV л

C) л

Р4 и. о

И и, о

1 а 1 л о п о

О 1

Ю а л Щ

СЧ л м е о

° ф ср л

Ф! л (Х) (h л

«- (4

Ch л

CV (л1 ч л л о ф»1 °

Ю 1 р (0

l4 а о

CJ

„2

Ф

Щ

М о а и и

) В

3 h с н o g e

Р л а Ф

1- о

ЫюФ е р а

Ch П й! з

Ы р

Р

Ф р1 РЬ

6j (1 CO

Ек

tl3

1»

v р

Х

„о

Э

IC L

О1 с4 М Щ

1 <6 а о о

О л Ch 41

» N «Ф

3) 38) j (Ч Щ

1 Ф о л л )» !

))1

132i 738

О

О

О

О о1

C)

О л

О О

C)

Ю л

I

I о а

&. G

Х dG CQ в о

1 а

Pl Д

О а л

1 1

1 и I (Л л ь

4»1

Ю

C)

О Î

О

О л

О и

О

О

° Ь

Gj о а х !

» ф

& о

X а !

Х

QJ G

1 а ! Г) !»

I Ж

1 Х

:Т

Сб

I а X

I Х г;

I

I .4

„1

4а о

v a$ 1

T.!

1 Х

m v о

4а4 Х

Cj

Р \

1 а! Cj (11

I а E"

I 1а

1 E+ & х к ! ХО с о

О td о о

X а

C»I а »P

CQ л ч

1

04 а4 о

444 о . а

l7I 01 х

cd а4 о

4»» а4

Р

<У cd х

4j « а4 1- о010Х4»

nvЦIC1

КPVjd

1 OCI М W L

1- — — ——

1 I 1

I А 1 х д

I Ю&-Е

v v оI 0 Х

I

1

1 !

1 !

4 М

i О

I X ! х (в

Д dj

1 & ! е х

1 Х а

R d!

I X

О G

Ь4 О

1 а

1 4 л. Ж а

G E- G g dj

ops

Qj

С6

Ц

Х о

Е» и а4 а4

Х 4!.

l4l х e) о о х а

& щ х

X

p v

О

Ф

0l

Ц

О о

О

00 Q a л л CO

» ° — < 4 о а л Р

™Ру 6

О & л СЧ

Ю л л л

О сп

» !41 4л!

О л л л Ch 4

С4 <»1

I о а) »4

E а & &.

fd Й

A х 1„-О

Ц » Э М

Ь, О E-;Х -,3

E сб Е" а4

О 4а

1321738

О л и

c»I

СЧ

1 д и! КЯ» д ах z

v г — — »

f д ! о л v x о v !! о ы ..х

О (Ч! 1 д 1

Я I ,ь, дся

О»- У. I

v v о--

Г3». C 1

1 I

\ о

О

О сЧ

О

О а

О и х х с5 х

Е" с6 ! о о

X а

Э !

Ю

О

I I Го 1

1 Х I i 1 е оо>х а а о! !» i- Г ю I

О и

СЧ и

О с4 й. х 1

«! 1 б» а х

1д v

I с- о

v ц

ovm ! и м х

I.1

I O 1

Ю а . е а v

e о н 11 — —— х х

Х О хо

I!I о а

О и

Ю е

GG О

* Я со о (»!

3/! л а л о»

l

flj

gj а х О х со

Е я е

zÕ 5 е

М о а ! Ю

Z о о

ы v

1 о

1 ф х е щ

Ж Ц

I 4

3 В ц а о !

»

6!

Гч о х 1 х а о 1- о а !!

u v I= И Х х

i с>

1 Х

i 1 о

1 1 О а

Г о

I l

I а

I»

Х е

1 1»

1 С

I л I д и\

K I

О О 1

О- 1 !

»

I ! !

1 х I о о о а

Е

1 е х х г х о

1»

М х и х ж х

Ijj

Й о, o

1 х

Г! и

1" х

p v

„О

Е

Э

Э ! о\ о

1О Ю

Q ° л а hl л 00 РЪ С ) л

° СЧ РЪ . 4Ч Р 1 и 1

tIj о х l0 сч х oj з Ра Д х гч и

O,>, co л

СЧ

Х5! 321738!

Ф

03

Щ

Ц х о

f . IQ

dI

15 х

Ф а"

Ф

cd о, о

И

t» (ф

v o о ао

Э (. O1

j 4

v о

И, Ch

Ю ь се

СЭ

C)

Ю

С>

1и о

X а

6. о (- .(ь ю л

Ch

С Ъ

X а

I И 4( ((о о, X Ö о о и о

I

1 1

1 I

1 !...

Ф!,О" I

cd V V

tv (1 О

I I

I 1

1 1 1 о 1

} add

Л (. о

ccC V t; Ck I

t 2_#_2!! coom

t: о. а о

I tcI (» и Ю!

11

Р X

I e0

1 3 !

I i

t м! (о ! coх>2t

t ((1 l О 1 и а Ь сбе

tt(3a

I ct(! >б е м а, V v a ЙX

1 Ot»O e

CV а ф е ,Ol в (ч о у

0 р

k t(! й1и о о

A ° Ь о . о б»1 <бб

3 R

А а4 у2

<Ч л и а ф с(5 о

3Р к v

Д е л о о о 2 йу

Ф е о е о ц v о

X td

Ф!

tel (=1 1» о ж (2

vga XV

aî о а, (-O cd

f) t

d ,ъ 5 о

0I tC ф

5ха

Ви3 б

Э и

13217 38

5 Э х

v о э (» о (! х !( х

Ш л к ц л а

Ф

f и " о х х v !

» и (О

СЧ

D о

I о а х о

СЧ

СЧ

Г х э о

1ДР м а v

I3i с4 х

m Э

g, и

С» JP-!. и о и д а Фц

Э (:! о

Э и х

O((I V х о о (V

Т

D о л о

СЧ

СЧ о

Ю

D о

СЧ о

СЧ

СЧ

СЧ

C)

СЧ л.!

I а !

Е е й!

» ° х и

Э а (л йю

Э!-о g!. о !.

v v! о,э о х2

ohio

ОП

СЧ

С 1

CFI л

СЧ

С 1 и е о (Ч х (0

X х а

Ф:3 к о а х

ch x

° Э ! Ф о о

Сл! ((l л

В а

8 2Э

Э kй ио !. о р у о о

0 л а л Ф (Ч

»» (Ч (л!

Й а о g o

& ф (1

Ch л lo о

СЧ л л

С"\ Сл\

3 о 8 е о о

Уе (! й3 о и (((I о z

& „ и х

tX Э х 8

m o (» х и !» х 0 е о

tZ v о

Х Р х х х $ 9, х (- ю ((t0 !

f лл! а Х о о щ а В

<о о (х1

Q х а о, а II

X э5(о

Е tt и о а

I(! g д

ev ((I O хое ! а