смазочная добавка для буровых растворов на водной основе

Классы МПК:C09K8/04 водные составы для бурения скважин
Автор(ы):, , , , , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) (RU),
Институт органической химии Уфимского научного центра Российской академии наук (ИОХ УНЦ РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-08-05
публикация патента:

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов на водной основе. Техническим результатом является повышение стабилизирующих, смазочных и противоизносных свойств бурового раствора, а также предотвращение в нем пенообразования. Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе содержит сырое талловое масло, полигликоли, флотореагент-оксаль и мелассу свекловичную при следующем соотношении компонентов, мас.%: сырое талловое масло 10-30, полигликоли 15-20, флотореагент-оксаль 40-50, меласса свекловичная 15-20. 2 табл.

Формула изобретения

Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе, содержащая сырое талловое масло, полигликоли, флотореагент-оксаль, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит мелассу свекловичную, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сырое талловое масло10-30
Полигликоли 15-20
Флотореагент-оксаль 40-50
Меласса свекловичная 15-20

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов на водной основе.

Известна смазочная добавка для бурового раствора на водной основе (Патент РФ №2142978), содержащая легкое таловое масло, а в качестве модифицирующей добавки - полигликоль при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

легкое талловое масло40-60
полигликоль 40-60

Достоинством известной смазочной добавки является простота получения, которое осуществляется простым смешением исходных компонентов. В то же время данной смазочной добавке присущи следующие недостатки:

1) низкие смазочные и противоизносные свойства бурового раствора, особенно при высоких удельных нагрузках;

2) высокая пенообразующая способность, обуславливающая необходимость обработки бурового раствора пеногасителями;

3) низкие стабилизирующие свойства, что проявляется в сохранении или повышении показателя фильтрации бурового раствора после обработки смазочной добавкой.

Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является смазочная добавка по патенту №2170243, имеющая наименование ДСБ-4ТМП, которая содержит соль моноэтаноламина и сырого таллового масла, оксаль или полигликоли, а также толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

соль моноэтаноламина и сырого  
таллового масла 10-12
толуол 5-20
оксаль или полигликоли остальное

Добавку рекомендуется вводить в буровой раствор в количестве 0,5÷1,5% от объема обрабатываемого раствора.

Недостатками смазочной добавки ДСБ-4ТМП являются:

1) низкие смазочные и противоизносные свойства бурового раствора, особенно при высоких удельных нагрузках;

2) высокая пенообразующая способность, обуславливающая необходимость обработки бурового раствора пеногасителями;

3) низкие стабилизирующие свойства, что проявляется в сохранении или повышении показателя фильтрации бурового раствора после обработки смазочной добавкой;

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабилизирующих, смазочных и противоизносных бурового раствора, а также предотвращение в нем пенообразования.

Указанная задача решается тем, что смазочная добавка для бурового раствора на водной основе, содержащая сырое талловое масло, полигликоли, флотореагент-оксаль, согласно изобретению, дополнительно содержит мелассу свекловичную при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сырое талловое масло10-30
полигликоли 15-20
флотореагент-оксаль 40-50
меласса свекловичная 15-20

Предлагаемую смазочную добавку готовят путем смешения перечисленных компонентов в указанных соотношениях при температуре 65÷95°С и последующего перемешивания в течении 2,5÷3 часов.

В составе предлагаемой смазочной добавки используются:

- сырое талловое масло (ТУ 2453-001-00279143-94);

- флотореагент-оксаль (ТУ 2452-029-05766801-94);

- полигликоли (ТУ 3830214-88);

- меласса свекловичная (ГОСТ 30561-98).

Предлагаемую смазочную добавку вводят в буровой раствор на водной основе в количестве 0,5÷2% от его объема.

Приготовление предлагаемой смазочной добавки поясняется нижеследующими примерами.

Пример 1. Смешали 24 г (30%) сырого таллового масла, 12 г (15%) полигликолей, 32 г (40%) флотореагента-оксаль, 12 г (15%) мелассы свекловичной и перемешивали полученную массу при температуре 65°С в течении 3 час. В результате получили 80 г светло-коричневой жидкости с плотностью 1,07 г/см3 , температурой замерзания минус 38°С, температурой вспышки 102°С, пластической вязкостью 627 сПз. Отобрали 3 мл полученной жидкости и при помощи миксера на 500 об/мин смешали с 300 мл глинистого бурового раствора плотностью 1,12 г/см3 (на основе куганакского глинопорошка), обработанного 0,5% об. КМЦ-500 и 0,2% кальцинированной соды. Полученный таким образом буровой раствор исследовали на фильтрацию, пенообразование и триботехнические параметры. Результаты исследований технологических свойств бурового раствора обработанного предлагаемой смазочной добавкой представлены в табл.1.

Пример 2. Смешали 8 г. (10%) сырого таллового масла, 16 г. (20%) полигликолей, 40 г. (50%) флотореагента-оксаль, 16 г. (20%) мелассы свекловичной и перемешивали полученную массу при температуре 95°С в течении 2,5 час. В результате получили 80 г. светло-коричневой жидкости с плотностью 1,1 г/см3, температурой замерзания минус 30°С, температурой вспышки 107°С, пластической вязкостью 771 сПз. Затем, аналогично примеру 1, полученной жидкостью был обработан глинистый буровой раствор и изучены его технологические свойства, результаты чего представлены в табл.1.

Свойства проб смазочной добавки по представленным примерам сведены в табл.2.

Таблица 1

Технологические свойства глинистого бурового раствора, обработанного 1% об. прототипа и предлагаемой смазочной добавки
Образец смазочной добавкиТехнологические свойства бурового раствора после обработки смазочными добавками
Плотность, г/см 3Показатель фильтрации, см3/30 мин Триботехнические свойства при удельной нагрузке, МПа
Коэффициент трения Скорость изнашивания, мг/мин
1 21 2
прототип 1,0580,28 0,461,041,42
пример 11,09 50,136 0,180,560,8
пример 21,11 4,50,1260,3 0,821

Таблица 2
Образец смазочной добавкиСвойства пробы
Внешний вид Плотность, г/см3Температура замерзания, °СТемпература вспышки в открытом тигле, °СПластическая вязкость, сПз
пример 1 жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета 1,07-38102 627
пример 2 1,1-30107 771

Показатель фильтрации определялся по стандарту АНИ с использованием прибора ВМ-6.

Плотность, температура застывания и температура вспышки определялись соответственно по ГОСТ-3900, ГОСТ 20287 (метод Б) и ГОСТ 4333.

Триботехнические параметры определялись на машине трения МТ-3 с использованием пары трения кольцо (Ст. 40 ХН) - стержень (Ст.45) при скорости скольжения 0,8 м/с.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемая смазочная добавка позволяет существенно улучшить технологические свойства глинистого бурового раствора в сравнении с прототипом. Так из табл.1 видно, что коэффициент трения стали в среде бурового раствора, обработанного предлагаемой смазочной добавкой, снижается по сравнению с прототипом на 35...61%, а скорость изнашивания скорость изнашивания снижается соответственно на 21...46%. Кроме того, после обработки бурового раствора предлагаемой смазочной добавкой его показатель фильтрации уменьшается на 37...44%, а уменьшение плотности, вызванное пенообразованием, снижается с 6,3% (для прототипа) до 0,9%, т.е. почти в 7 раз.

Таким образом, предложенное изобретение может использоваться в бурении скважин для повышения качества буровых растворов на водной основе по показателям смазочной и стабилизирующей способности, а также для снижения пенообразования и износа бурового оборудования.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2269562

patent-2269562.pdf

Класс C09K8/04 водные составы для бурения скважин

способ получения изолирующего гелеобразующего раствора на водной основе -  патент 2491411 (27.08.2013)
высокотемпературное гелирующее средство для модификации вязкости низко- и высокоплотных рассолов -  патент 2453576 (20.06.2012)
способы и композиции для обработки подземных участков -  патент 2361897 (20.07.2009)
вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах -  патент 2356929 (27.05.2009)
способ стимулирования добычи углеводородов и снижения уровня получения воды из подземной формации -  патент 2351627 (10.04.2009)
цвиттерионные полимеры, содержащие звенья типа бетаина, и применение цвиттерионных полимеров в промывочной жидкости -  патент 2333225 (10.09.2008)
реагент для обработки буровых растворов и способ его получения -  патент 2321611 (10.04.2008)
стабильная водомасляная эмульсия -  патент 2313567 (27.12.2007)
способ повышения вязкости и стабильности водомасляных эмульсий -  патент 2313566 (27.12.2007)
состав для приготовления гидрофобной эмульсии и гидрофобная эмульсия -  патент 2296791 (10.04.2007)
Наверх