Дисперсионная среда буровых растворов на углеводородной основе
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<и1977474
Союз Советскнк
Социалистмческик
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 211080 (2т) 2998614/23-03 ($4)M Kn3
С 09 К 7/06 с присоединением заявки М
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 301182 Бюллетень М2 44 (ЙУДК 622.243. .445(088.8) Дата опубликования описания 301182
Л.B.Ñêëÿðñêàÿ и А ° Н.Андрусяк
1::.. / " ";р... j л 1 i н%, Ф
Центральная научно-исследовательская лаборатерзщ
ПроизводсТвенного объединения "Укрнефть" ма, а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДНСПЕРСИОННАЯ СРЕДА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
HA УРЛЕВОДОРОДНОИ ОСНОВЕ
Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к буровым растворам на углеводородной основе (РУО ) используемым при бурении нефтяных и газовых скважин.
Известно применение в качестве реагента дисперсионной среды РУО тяжелых дистиллятов, получаемых при переработке парафинистых нефтей (1).
Известно также применение в качестве реагента дисперсионной среды
РУО дизельного топлива и нефти f2).
Недостатком известных реагентов дисперсионных сред РУΠ— является необходимость утяжеления растворов для повышения их плотности, что приводит к увеличению содержания твердой фазы, отрицательно сказывающейся на технико-экономических показателях бурения. Кроме того, известные реагенты представляют собой или топ ливо-энергетическое сырье (нефть) или моторное топливо - дизельное топливо, которые являются дефицитными, дорогими продуктами.
Цель изобретения — повышение эффективности применения PYO путем снижения содержания твердой фазы в растворе и стоимости раствора.
Поставленная цель достигается тем что в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе применяются кубовые остатки производства винилхлорида, получаемого методом пиролиза 1,2-дихлорэтана на стадии ректификации.
Они представляют собой жидкость, содержащую хлорированные предельные и непредельные углеводороды, а таки;е ароматические углеводороды об.Ъ: четыреххлористый углерод 0,1-35,0;
1,2-дихлорэтан 1,0-45,0; хлороформ
0,3-40,0; 1,1-дихлорэтан 5,,0-8,5; этиленхлоргидрин 0,4-5,5; Сспзол 2,05,0; винилхлорид 0,1-3,0; 1,1,2-трихлорэтилен 1,0-2,0; дихлорбутан 1,44,8; дихлорбутен 1,0-19,0; хлорбензол 0,1-8,7. Удельный вес отходов з колеблется в пределах 1,2-1,7 г/см, вязкость — 0,45-0, 5 сСт.
Отходы легко транспортировать и использовать в процессе приготовления растворов на углеводородной основе.
Растворяющая способность этих отходов по отношению к высокоокисленному битуму и кубовым остаткам СЖК выше по сравнению с дизельным топливом, что позволяет получать растворы
977474
I более высокой степени дисперсности, благодаря чему улучшаются техиологи- ческие параметры бурового раствора, Кроме того, при этом сокращается время на растворение битума и кубовых остатков СЖК. 5
Высокая плотность отходов способствует получению буровых растворов с плотностью более 1,0 г/см® без введения утяжеляющих добавок или при их меньшем расходе. 10
Технология приготовления бурового раствора заключается в том, что. в расчетном количестве дисперсионной среды, которой являются кубовые остатки производства винилхлорида, растворяется определенное количество эмульгатора, например, йа,Се мыла кубовых остатков СЖК, которые образуются при смешении кубовых остатков СЖК с раствором соли поливалентных металлов, например, CaCl<, и гидратом окиси щелочного металла, например Na0H Затем вводится расчетное количество понизителя фильтрации, например высокоокисленного битума, и расчетное количество минерализованной водной фазы (например, раствор соли поливалентного металла), Проведены лабораторные исследования с использованием двух образцов (A и Б) отходов — кубовых остатков 30 производства винилхлорида (табл. 1 и 2), отличающихся качественным и количественным составом входящих в них компонентов (табл. 3).
Пример 1.В 500 мл (65,5 вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,32 г/см (образец Б, табл. 3) растворяют эмульгатор, (омыленные кубовые остатки СЖК) в 40 количестве 70 мл (6,5 вес.%) и понизитель фильтрации (высокоокисленный битум) в количестве 30 r (3 вес.%).
В полученной углеводородной среде диспергируют водную фазу — 20%-ный раствор СаС1 — в количестве 299 мл (35,0 вес.%) до получения однородной инвертной эмульсии (табл. 1, анализ 3).
Пример З.В 500 мл (60,вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,2 г/см3(образец A) растворяют эмульгатор (омыленные кубовые остатки СЖК) в количестве 70 мп (6,5 вес.%) и пониэитель фильтрации в количестве 30 r (3 вес.%)55
В полученной углеводородной среде диспергируют 251 мл (30,5 вес.%) водного раствора СаС1 20%-ной кон 2. центрации до получения однородной эмульсии (табл. 1, анализ 4), 60
Пример 3. В 500 мл (65,5 вес.%) кубовых остатков производства винилхлорида плотностью 1,32 г/смз(образец Б) растворяют эмульгатор (эмультал) в количестве 20 мл (? вес.%) понизитель фильтрации (высокоокисленный битум) в количестве 30 r (3 ao. c.%)
В полученной углеводородной среде диспергируют водную фазу -" 20%-ный раствор СаСI в количестве 252 мл (29,5 вес.%)(табл. 1, анализ 5).
Пример 4. В 500 мп (42 вес.%) дизельного топлива (плотность
О, 84 г/с4 растворяют 30 мл (3 вес.% ) понизителя фильтрации (высокоокисленного битума), 70 мп (6,5 вес.%) эмульгатора (омыленные кубовые остатки
СЖК). В полученной углеводородной среде дисперигируют 415,5 мл (48,5 вес.%) водной фазы - 20%-ный раствор СаС1 (табл . 1, анализ 1).
Во всех вышеперечисленных примерах смешение фаз производилось на высокоскоростной мешалке типа "Воронеж-2" в течение 20 мин.
Результаты испытания приготовленных эмульсий на устойчивость к агрессивному действию гидрофильных глин (проба "на бентонит"), приведенные в таблице 2, свидетельствуют о достаточно хорошей устойчивости эмульсии, полученной по предлагаемому способу.
Испытания на термостойкость проводятся в автоклаве путем выдерживания испытуемых эмульсий на протяжении 6 ч при t 150 С, р = 600 атм.
Судя по данным, приведенным в табл.2 (анализ 7), эмульсия сохраняет свою агрегативную и седиментационную устойчивость (электростабильность до баротермальной обработки 250 В, после - 200 В, Э = 0,006 г/см ).
Важная особенность эмульсии состоит в том, что при соотношении водной и углеводородной фаз 1:1 плотность ее равна 1,2-1,24 г/см (табл.1. анализы 3-5), в то время как плотность эмульсий, полученных с применением известных дисперсионных сред, равна 0,96-0,98 г/см з(табл. 1, анализы 1,2), а для утяжеления их до плотности 1,2 г/см> необходима утяжеляющая добавка, например барит, в количестве 35 вес.% (табл. 1, анализ 6) . На 1 м З бурового раствора это составит в среднем 350 кг, на
200 м (объем бурового раствора в среднем по 1 скважине) - 70 т, что . при стоимости 1 т барита 75 руб. роставит в среднем 5250 руб.
К снижению стоимости обработки приведет и замена дорогостоящего дизельного топлива (68 руб за 1 т) кубовыми остатками производства винилхлорида (5 руб. за 1 т). На 1 мЗ раствора расход последних составляет
0,5 м З, а для приготовления 200 м раствора необходимо 100 м кубовых
977474 остатков производства винилхлорида.
Экономия при этом составит 6400 руб.
Общая экономия составляет 11
12 тыс. очб. на каждые 200 м бурового раствора.
Как показали исследования, использование в качестве дисперсионной среды кубовых остатков производства винилхлорида, получаемого методом пи- ролиза 1;2-дихлорэтана, имеет такие преимущества перед известными, как повышение удельного веса раствора более 1,00 r/ñì беэ введения утяже ляющих добавок или при их меньшем расходе; снижение стоимости химической обработки бурового раствора за счет использования отходов производства и уменьшения расхода утяжеляющих добавок; замена дефицитного тоПлива (дизельное топливо, нефть).Кро ме того, возможность поддерживать низкое содержание твердой фазы буроаого раствора, что благоприятно скажется на процессе вскрытия продуктив<Р ных отложений и позволит повысить технико-экономические показатели бурения. К преимуществам также относится утилизация отходов проиэвод ства.
977474
1 1
Ф I ое х х Ф 1
ИХ(1
ФЭХ t
И (t(1 х lk k(t нуo
&» сб l
v x
I !
I сб
«1
«
01 х с
1 Нсб(Д о ю ч> и) сч сЧ хн с(9O(Vra цохо яа»ох
Ю О сО и
%(% °
« х
I 9 в с
1 6 3 I
3 ьО ь
l Н (AXNg д) 3 ц д сс»с
1 Х »ба
31 eav. а
Н I
Ф I с( н аl ox
Е(ХИ и 1 н
1 О(»
1 (м (% о о
/
1 е ю о
» ( ь
Ю
Ю ео
I4 t х v
Ю сч
»»
«
»с( н и о хи
gl
l
1
М
I I н Х Е I с»Р
»t(la(x o w I ° I
gt:у н! o! (еа о((t(t х х о
1
I х х
1
1 м м
l XO (at! он (ИИ
o t o, и
9 »Ю
Я о
»с(1
I 1 Ю
Ф » %
I 1 CV
I с
Юа с ° (Г)»-(1 О х ! Ф Э
1 3 X
lХХ
I сб сб ! Х (((!
Яс
Кх
0Ю
Om
gz (ц н сб и о и
»((I (1 с»»> 1 сбЮ .
& сЧ ц(1 дР («г с °
4 ас>1 O
ЕЬО(et 9
x m m O ut ta(t" u оо
Х У (с Ас ф
Ф о а .а с % М
Л Ю В м м сч
1
I
1 3 н сю
v ° е и
1 Э
1 Х (((с
l0O
t. I» (ц
an Ю
% с а Ю
\О »0
Ю
% Ф»3
I о! (с(I Х
Ф.
О (3 Х н н (((л 8 (=»
Д ж 2 х и а
Ф (» и х (=((I 1 сб
1 Р\ о х
I Э
l »t3X! жх
+ и
»tt % Ф ц (с(Ухл
rt3V
I4
9 9
Я l»»I N
»б (((е
o, txa (о oe о ио сб 1 н x ( а! сб I
»O t
l !
1
Х (4
Щ ° (=(а оо ио а
9 »б
Я е N охх
Ж»б Ц
» (ч (б о х
Ц о
Э
Ц (» » (l
1 (t( о
8 и
O g l
o,о!
»б й( (t(O1 и
Ф о и
0) !
1 х 1
О(х 1
Н I
O, l
Ф (Ц I х х !
1 и 1 сб I н и о !
I
1 н
В
P( а и
an .
° « Ъ % Ъ а»O 0i an с-4 an О\ 3»
° .(\О С»(Ю В (, М М
М с»-(ц) .М 0» М М е(Е с0 а a0 O
01 01 CV е СЧ
М М \ Ih %
Ю Ю -!
Ю с0 О сО
m ю. о э ю ч> е
М сО
»»
% оа
Ю сч
В
1
1.
I
I
1
1 !
I
I
t
1! а
I сб 33 (a(х н м
v v
Ц Э об ш х
m н
Х 9 о ( а X х и х х х е
Н. сб ,о н ov о я е
Р И о а
»о о » О
Х ъ
977474 о о о о с с о о
° 4 о с ь о о с о о о о о с с о о
О О
an aO
4Ч».Ч
В 4»Ъ
4Ч
° 4 4Ч
1 о
° Ф
CO
an 4n с с
° 4» а 1
»-4 е4 с с
»-4»4
»»3 сЧ ч4»
О 4
»»Ъ 4Ч с
»4! ! аg
5 5! И
2 а
Н 1 А3 э!а
Е 1 Н (б 1
0»1 Ц
»6 1 Х
И I
I I
I Н ! о
I ! И о
Г Ъ Х
»»Ъ с о о
»4 с
C) »сЪ СЧ с с о о
l
Х I и м
»»!
1
1 х
Щ н
3 н
»4!
Д 44» н Й
o o, о
Х !4
»-»
4Ч 4Ч с с
»4 %4
1, A
I Н ! o ! о
1!40
4»4
I И) о о
CO О
4О О о и
1 I в в
I I
1 с-4 t
1, I
t в
1 1
I о в
4Ч . 1
1 Н. ° ! vv
I Е Е
I Ф 4»!
I М
1 4:, ! о
Х1М
Х я 1 е в! 1 g
О1Х
0!э
С(1 III ! о
I Х
1 Е ! х
1
1
I.
1
I
1
1
I
1
I
an с
4Ч О
4Ч an о с
Cl ь
»4 м
I c
I. н
М о н е
44! н в М
»4!
0» е 1 Ф
g»dm
ОХХ ха!: с ,а в»
1 A йХО
О»ОХИ
--»
Н )»aa I
ХЙ1 Н ! э ЦVm I
1 Ц.ООО
1 0) 0 В! Х
1%Я
1и1 ! Х I y
1 I 0» н I (1Э 1
»d Х 1 а lex о 1 н
О !»4! !
»d 1
1 Р(I и м I »al I
»d 1
X и
I Е е 1 О» н l ev а
»5 1 е
Р3 I
4Ч СО г4
4Ч с3 с с с м4 у 4 . %4
Ю о с о!
О о
4Ч!
\ а
° »I
4Ч с
4Ч
C) .ь
4Ч с о
»»3 о
C) »С»
C) ah
1. 4с
1 !
I
1
1
I
1
I !
I
I !
1
I
I
I
1
I
)
I
l
I
1
1 !
1
1 !
I
1
1
1
1
1
1 (1
1
I.
1
I
I
1 !
I
I
1
1
1
I 1
I
I
1
1
1
1 °
1
»
977474
Таблица 3
Состав образцов кубовых остатков производства винилхлорида
,Содержание в образцах, об.% 3 t г/см
Наименование компонентов
Четыреххлористый углерод
1,593
1,260
1,488
0,1
35,0
1,2-дихлорэтан
45 0
39,7
Хлороформ
25,0
0,3
1,1-дихлорэтан (этилиденхлорид) 6,5
1,175
5,0
5,5
Эт иле н хлор гидри н
1,201
0,879
0,973
1,4650
3,0
Бенэол
4,0
3,0
Винилхлорид
2,5
1,1-2-трихлорэтилен
1,5
1,0
0,57
4,8
1,0
Дихлорбутан
7,0
0,74
Дихлорбутен
1,0
0,1
Хлорбенэол
1,106
7,0
Формула изобретения
Составитель В.Ягодин
ТехредМ.Гергель Корректор О,Билак
Редактор A.ÔðoëîBà
Эакаэ 9113/31 Тираж 661 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11 3035, Macr Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул Проектная, 4 Применение кубовых остатков производства винилхлорида, получаемого методом пиролиза 1,2-дихлорэтана на. стадии ректификации, в качестве дисперсионной среды буровых растворов на углеводородной основе. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3314489, кл. 175-50, 1967. 2. Скальская У.Л. и др. Сборник."Дисперсные системы в бурении". Киев, "Наукова думка", 1977, с.71 (прото45 тип) .