реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин
Классы МПК: | C09K8/34 органические жидкости C09K8/58 составы для усиленной добычи для получения углеводородов, те для увеличения подвижности нефти, например замещающие жидкости |
Автор(ы): | Валитов Рамиль Амирханович (RU), Конесев Геннадий Васильевич (RU), Докичев Владимир Анатольевич (RU), Мулюков Ринат Абдрахманович (RU), Юнусов Марат Сабирович (RU), Исмаков Рустем Адипович (RU), Ежов Михаил Борисович (RU), Янгиров Фарит Наилович (RU), Соловьев Александр Янович (RU), Байбулатова Наиля Зинуровна (RU), Конесев Сергей Геннадьевич (RU), Шакиров Рауф Раянович (RU), Полякова Роза Каримовна (RU), Алимбеков Роберт Ибрагимович (RU), Конесев Василий Геннадьевич (RU), Власова Любовь Ивановна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) (RU), Институт органической химии Уфимского научного центра РАН (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-06-01 публикация патента:
10.03.2006 |
Изобретение относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин. Технический результат изобретения - улучшение смазочных свойств вязкопластичных промывочных жидкостей и стабилизация инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, в качестве смазочно-стабилизирующего компонента содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.% указанная смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов 70,0 - 80,0, растворитель 20,0 - 30,0. В качестве растворителя указанный реагент содержит дизельное топливо либо керосин. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Формула изобретения
1. Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, отличающийся тем, что в качестве смазочно-стабилизирующего компонента он содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная смесь парафинов, | |
нафтеновых и ароматических | |
углеводородов | 70,0 - 80,0 |
Растворитель | 20,0 - 30,0 |
2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит дизельное топливо либо керосин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области химических реагентов комплексного действия для технологических жидкостей, используемых в бурении и капитальном ремонте скважин.
Известен реагент для буровых растворов - «СНПХ-6016», содержащий 90% олеиновой кислоты и 10% кубового остатка производства бутиловых спиртов /Г.А.Орлов, М.Ш.Кендис, В.Н.Глущенко. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. М.: Недра, 1991, с.421/. Известный реагент получают простым смешением исходных компонентов.
Недостатками известного реагента «СНПХ-6016» являются
1) низкая стабильность при хранении, обусловленная изменением состава смазочной добавки по причине полимеризации олеиновой кислоты, а также поликонденсации и окисления масляного и изомасляного альдегидов, содержащихся в кубовом остатке бутиловых спиртов;
2) достаточно высокая токсичность и канцерогенность кубовых остатков бутиловых спиртов;
3) неоднородность состава и, как следствие, необходимость перед использованием тщательно перемешивать;
4) отсутствие каких-либо структурообразовательных свойств;
5) низкие фильтрационные характеристики;
6) высокое значение скорости изнашивания стали (триботехнический параметр) 48 мм/мин.
Наиболее близким к заявленному составу (прототипом) является реагент для буровых растворов «СМАД-1», представляющий собой 50% раствор окисленного петролатума в дизельном топливе / В.И.Толкунов, И.Б.Хейфиц. Гидрофобно-эмульсионные растворы. М.: Недра, 1983, с.75/. «СМАД-1» предназначен для улучшения смазочных свойств глинистых растворов и стабилизации инвертных эмульсий.
Недостатками известного реагента «СМАД-1» являются
1) использование в составе реагента окисленного петролатума, представляющего собой окисленную смесь церезина и масла непостоянного состава, отрицательно сказывается на получении и регулировании свойств буровых растворов;
2) недостаточно малая фильтратоотдача при стабилизации инвертных эмульсий;
3) триботехнические параметры (скорость изнашивания сталей) больше 0,47 мм/мин;
4) электростабильность инвертной эмульсии на основе «СМАД-1» не выше 250 В;
5) низкие структурно-механические свойства инвертных эмульсий;
6) неоднородность состава, связанная с низкой селективностью окисления церезина и масла, входящих в состав петролатума;
7) плавающее значение кислотного числа «СМАД-1», что плохо отражается на качестве смазочной добавки и приводит к непостоянству характеристик выпускаемых партий «СМАД-1».
Технический результат изобретения - улучшение смазочных свойств вязкопластичных промывочных жидкостей и стабилизации инвертных эмульсий, используемых в бурении и ремонте скважин.
Реагент комплексного действия для технологических жидкостей, применяемых в бурении и капитальном ремонте скважин, содержащий смазочно-стабилизирующий компонент и растворитель, в качестве смазочно-стабилизирующего компонента содержит окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно при следующем соотношении компонентов, % мас: указанная смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов 70,0 - 80,0, растворитель 20,0 - 30,0.
В качестве растворителя указанный реагент содержит дизельное топливо либо керосин.
Предлагаемый реагент получают смешением компонентов в указанных соотношениях ингредиентов при температуре 65-95 С° и перемешивании в течение 0,5-1 ч.
Содержание окисленной смеси парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) в керосине или дизельном топливе выбрано в пределах 70,0-80,0% мас. При содержании их в растворе выше 80% возрастает температура застывания предлагаемого реагента, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью разогрева реагента. Применение реагента с концентрацией окисленной смеси парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) ниже 48% не рационально, так как возрастают расходные нормы и транспортные расходы.
Физико-химические показатели реагента представлены в табл. 1
В качестве ингредиентов использовали
- керосин (ТУ 38.601-22-70-97);
- дизельное топливо (ГОСТ 305-82);
- окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99).
Эксплуатационные показатели предлагаемого реагента представлены в табл.2.
Примеры получения реагента
Пример 1
К 20% мас. керосина добавили при 75°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 24) и перемешивали в течении 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричного цвета, Тзаст=-18°С, электростабильность инвертной эмульсии =400 В, вязкость=30.
Пример 2
К 20% мас. дизельного топлива добавили при 75°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 24) и перемешивали в течение 0,5-1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Тзаст=-15°С, электростабильность инвертной эмульсии =380 В, вязкость=32.
Пример 3
К 20% мас. керосина добавили при 65°С 80% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 20) и перемешивали в течение 1 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Тзаст=-16°С, электростабильность инвертной эмульсии =350 В, вязкость =31.
Пример 4
К 20% мас. керосина добавили при 85°С 70% мас. окисленную смесь парафинов, нафтеновых и ароматических углеводородов в соотношении 2:3:4 соответственно (ГОСТ 10585-99) (кислотное число 21) и перемешивали в течение 0,5-2 ч. После охлаждения получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета, Тзаст=-20°С, электростабильность инвертной эмульсии =360 В, вязкость =29.
Пример 5
При бурении СКВ 215 месторождения Одопту-море на инвертно-эмульсионном буровом растворе, содержащем (в % мас.) Охтинская нефть 14, водный раствор хлористого кальция 38,8, дизельное топливо 22,7, СМАД-1 2,8, Эмультал 1,6, известь 0,8, баритовый утяжелитель 11,1, органобентонит 0,8, за счет наработки раствора коллоидной фракцией выбуренной породы в количестве 7,4% на глубине 1660 м произошло снижение электростабильности раствора с 180 В до 120 В. При этом механическая скорость бурения скважины снизилась с 23 до 13 м/час без каких-либо изменений режима бурения.
После обработки данного бурового раствора непосредственно в процессе бурения предлагаемым реагентом, полученным по примеру 1, через эжектор на всасывающей линии насоса в количестве 0,5% электростабильность раствора через два цикла промывки увеличилась до 170 В, а механическая скорость бурения возросла 11,5 м/час.
Для аналогичной обработки раствора с целью восстановления его электростабильности на скважине № 118 где применялся реагент СМАД-1, понадобилось 1% этого реагента.
Пример 6
При проводке участка набора зенитного угла с интенсивностью 1,8 град/10 м при текущем угле 47 градусов на глубине 1711 м произошла посадка бурильной колонны. Проработки интервала не давали длительного эффекта. Для бурения применялся вязкопластичный полимерглинистый раствор плотностью 1,17 г/см 3 на основе бентонита марки ПМБВ, обработанный 1% Na2CO3 , 0,5% карбоксиметилцеллюлозы КМЦ-500 и 10% гликойла. Коэффициент липкости корки данного раствора равнялся 0,23. Обработка пробы этого раствора предлагаемым реагентом в количестве 1% показала снижение коэффициента липкости корки до 0,11. После аналогичной обработки этого же раствора в скважине затяжки бурильной колонны прекратились, что позволило набрать требуемый зенитный угол 86 градусов.
Преимуществами предлагаемого реагента по сравнению с прототипом являются следующие:
1. Высокие эксплуатационные характеристики: низкие температура застывания (не более -10°С) и показатель фильтрации, высокие структурно-механические, триботехнические и стабилизирующие свойства (электростабильность более 330 В).
2. По степени воздействия на организм человека реагент является веществом малоопасным и в соответствии с классификацией ГОСТ 12.007-76 относится к веществам IV класса опасности.
3. Применение дешевого и доступного сырья, промышленное производство которого налажено в Российской Федерации.
4. Большой количественный выход целевого продукта и отсутствие отходов производства.
5. Возможность регулирования кислотного числа целевого продукта.
6. Одностадийность получения.
Предлагаемый реагент предназначен для стабилизации гидрофобно-эмульсионных растворов, а также для повышения смазочной способности вязкопластичных промывочных жидкостей, используемых при бурении и ремонте скважин.
2004116722/03 Таблица 1 | |||
Наименование показателя | Значение | Метод контроля | |
1. Внешний вид | Маслянистая вязкая жидкость от темно-коричневого до черного цвета | Визуально в проходящем свете | |
2. Кислотное число, мг КОН/г, не менее | 20 | По ГОСТ 22386 | |
3. Вязкость при 50°С, условные градусы ВУ, не более | 32 | По ГОСТ 6258 | |
4.Температура застывания, °С, не выше | -10 | По ГОСТ 20287 | |
Таблица 2 | |||
Наименование показателя | Значение | Метод контроля | |
1. Электростабильность инвертной эмульсии | >330 | По ТУ 2458-001-50780546-2001 | |
2. Показатель фильтрации, см3/30 мин, не более | 4 | «-« | |
3. Статическое напряжение сдвига глинистого раствора через 1 и 10 мин покоя, Па, не более | 1,2-2,0 | «-« | |
4. Скорость изнашивания стального стержня в глинистом растворе, содержащем добавку предлагаемого реагента, мм/мин, не более | 0,31 | «-« |
Класс C09K8/34 органические жидкости
Класс C09K8/58 составы для усиленной добычи для получения углеводородов, те для увеличения подвижности нефти, например замещающие жидкости