Буровой раствор

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 697549

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено11.0775 (21) 2156994/23-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет(51)М. К .

С 09 К 7/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликована 1511.79 Бюллетень ¹4 2

Дата опубликования описания 17,11.79 (53) УДК 62 2 . 24 4. ,144.3 (088 ° 8) (72) Авторы И. Б. Хейфец, В. И. Токунов, Э. М. Воронова, изобретения э. с. сенкевич, A. A. чуйко, Б. и. курлюченко, Н. В. Хабер, В. К. Бабак и И. С. Арнопольский

Государственный научно-исследовательский и проектный (71) Заявители институт нефтяной промышленности укргипрониинефть и Институт физической химии AH Украинской CCP (54) БУРОВОЙ РАСТВОР

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при приготовлении буровых растворов.

Известны буровые растворы, стабилизированные различными поверхностно-активными веществами и инертными мелкодисперсными твердыми наполнителями (1).

Недостатком указанных растворов является резкое падение их стабильности при изменении температурных условий, концентрации водной фа )ы, солевой .агрессии и т.п.

Известен также буровой раствор, содержащий мел, бентонитовый порошок нефтепродукты, воду, поверхностноактивные вещества и стабилизаторы.

В этом растворе функции стабилизатора выполняют поверхностно-активные вещества (IIAB) и бентонитовый глинопорошок (2) .

Однако если буровой раствор пред- 25 ставляет собой эмульсий второго рода, то при повышенном содержании глинопорошка, обладающего гидрофильной поверхностью, происходит понижение стабильности системы. Это свойст- 30 ,во гидрофильных твердых стабилизаторов.особенно наглядно проявляется при повышенных температурах, а также при совместном воздействии высокой температуры, повышенном содержании воды и солевой агрессии. Происходит это вследствие того, что гидрофильные твердые стабилизаторы создают бронирующие слои со стороны водной фазы.

В прямых эмульсиях такой слой располагается с внешней стороны глобулы воды, а для обратных — с внутренней.

Естественно, что располагаясь внутри глобулы, твердый наполнитель не мо- . жет обеспечить надежную стабилизацию (бронирование ) системы.

Целью изобретения является улучшение качества бурового раствора за счет увеличения его термосолестойкости до 200о С

Поставленная цель достигается тем, что буровой раствор в качестве наполнителя содержит: модифицированный аэросил и/или белую сажу при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Водная фаза 12р0-72,0

Эмульгатор-стабилизатор или поверхностно-активное вещество 0,5-5,0

Модифицированные аэросил или белая сажа О, 1-5,0 углеводородная фаза Остальное.

697549

55

Причем аэросил модифицирован группами — ОН; -ОС Hq, — О (СН2) СООН и/или -СНЗ, -СН = СН2, а белая сажадиметилдихлорсиланом.

Введение в гидрофобно-эмульсионный раствор аэросила или белой сажи с гидрофобной поверхностью обеспечивает с внешней стороны глобулы создание прочного бронирующего слоя,, препятствующего коалесценции глобул и, в конечном счете, расслоению эмульсии.

Буровой раствор готовится следующим образом.

В углеводородной фазе (дизельное топливо, нефть и др.) растворяют IIAB и жидкий эмульгатор-стабилизатор, затем при интенсивном перемешивании вводится расчетное количество водной фазы. По ле стабилизации системы в этот же раствор при перемешивании вводится модифицированные аэросил или белая сажа или их смесь. 20

Буровой раствор предлагаемого. состава обладает высокой стабильностью как при повышенном содержании воды, так и при солевом и термическом воздействии. Исследованиями установлено,25 что такие системы хорошо утяжеляются и менее восприимчивы к вредному влиянию выбуренной породы (шлама) . Гидрофильные твердые частицы шлама надежно ограждаются от проникновения к гло- 30 булам воды твердой наружной оболочкой из модифицированных аэросила или белой сажи или их смеси, что способствует надежной стабилизации системы.

Ниже приведены примеры составов (вес.Ъ) различных буровых растворов.

П ример 1.

Насыщенный раствор хлористого натрия 69,9

ЭМулЬтал (IIAB — стабилизатор-эмульгатор) 5,0

Аэросил, имеющий на поверхности группы -СН 0,1

Дизельное топливо Остальное.

Параметры раствора: удельный вес

0,98 г/смЗ вязкость 41 с электро- 45 стабильность 140 В, фильтрация 5 см за 30 мин, статическое напряжение сдвига (СНС,„ ) за 1 мин 6 мг/см, за 10 мин 9 мг/см2, сохраняет стабильность при нагревании до 120ОС, утяжелении баритом до удельного веса

1,8 г/см и зашламлении бентонитовым

Ъ глинойорошком до 30%.

П ример 2.

Пресная вода 40,0

Омыленные каустической содой гудроны соапстока чернохлопкового масла и технического жира (стабилизаторэмульгатор) 2,0.

Белая сажа, модифицированная диметилдихлорсиланом 0,1

Нефть Остальное- 65

Параметры раствора: удельный вес

0,90 г/см, электростабильность

180 В, фильтрация 0 сМ3 за 30 мин, СНС„,„„ 36/58 мг/см, вязкость 100 с, сохраняет стабильность при нагревании до 150 С, утяжелении баритом до удельного веса 1,6 г/см и зашламлении бентонитовым глинопорошком до

ЗОЪ.

ПримерЗ.

Насыщенный раствор хлористого натрия 57,5

Алкилбензилдиметиламмоний хлорид (АБДМ) 5,0

Аэросил, имеющий на поверхности группы — ОС4 Н 2 5

Дизельное топливо Остальное, 1,5

Параметры раствора: .удельный вес

0,95 г/см, вязкость 15 с, электростабильность 180 B фильтрация 3 см за 30 мин, СНС „О 25/30 мг/см, сохраняет стабильность при нагревании до 200 С утяжелении баритом до удель

Р 3 ного в еса 2, 0 г/см и зашламлении бентонитовым глинопорошком до 40%, П ример 4.

Насыщенный раствор гидроокиси кальция 11,4

Гудрон соапстока чернохлопкового масла и технического жира .

Аэросил, имеющий на поверхности группы — сн, -сн = сн, 5%-нйй раствор высокаокисленного битума a дизельном топливе Остальное.

Параметры раствора: удельный вес

0,86 г/см, вязкость 110 с,. электро-

3 стабильность 200 В, фильтрация 1,5см за 30 мин, CHC„t„— 15/25 мг/см сохраняет стабильность при нагревании до 160 С, утяжелении баритом до удельного веса 1,6 г/см и зашламлении бентонитовым глинопорошком до

30%.

П ример 5.

Насыщенный рас тв Ор хлористого натрия 60

Соли жирных кислот (С С 20) И МОНО этаноламина (стабилизатор-эмульгатор) 4

Белая сажа, модифицированная диметил" дихлорсиланом 5

Дизельное топливо Остальное.

Параметры раствора: удельный вес

0,95 г/см>, вязкость 19 с, электростабильность 160 В, фильтрация 2 см за 30 мин, СНС1 0 = 15/18 мг/см сохраняет стабильность при нагревании до 200 С, утяжелении баритом до удельного веса 1,8 г/см и зашламлении бентонитовым глинопорошком до

40%.

697549

Формула изобретения

Составитель Э. Воронова

Редактор С. Лыжова Техред d. Бабурка Корректор Е. Папп

Заказ 6547/9 Тираж 758 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из приведенных примеров

/ введение аэросила или белой сажи с модифицированной поверхностью позволяет получить высокостабильные буровые растворы на углеводородной эмульмии 11-го рода. При этом содержание водной фазы может достигать 72%, а ее минерализация представлена солями хлористого натрия и кальция. Термостойкость таких систем буровых растворов достигает 200 С, что позволяет использовать их при бурении глубоких высокотемпературных скважин, в отличие от известных растворов такого типа, имеющих термостойкость не более

100 С.

1. Буровой раствор, содержащий водную фазу, наполнитель, эмульгаторстабилизатор или поверхностно-активное вещество и углеводородную фазу, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества раствора за счет увеличения его термосолестойкости до 200 С, в качестве наполнителя раствор содержит модифицированные аэросил и/или белую сажу при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Водная фаза 12,0-72,0

Эмульгатор-стабилизатор или поверхностноактивное вещество 0,5-5,0

Модифицированные аэросил и/или белая сажа 0,1-5,0

Углеводородная фаза Остальное, 2. Раствор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что аэросил модифици15 рован группами -OH - OC Н

4 9 — О(СН ) СООН и/или -СН, — CH = СН,, а белая сажа — диметилдихлорсиланом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Ав торское свидетельс тво CCC P

20 9 255151, кл. С 09 К 7/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 252241, кл. С 09 К 7/02, 1969 (прототип) °