[go: up one dir, main page]

RU2223297C2 - Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе - Google Patents

Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе Download PDF

Info

Publication number
RU2223297C2
RU2223297C2 RU2001120850/03A RU2001120850A RU2223297C2 RU 2223297 C2 RU2223297 C2 RU 2223297C2 RU 2001120850/03 A RU2001120850/03 A RU 2001120850/03A RU 2001120850 A RU2001120850 A RU 2001120850A RU 2223297 C2 RU2223297 C2 RU 2223297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
water
ability
lubricating
clay
Prior art date
Application number
RU2001120850/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001120850A (ru
Inventor
Б.А. Андресон
Г.П. Бочкарев
зов Р.М. Гил
Р.М. Гилязов
В.Н. Умутбаев
И.А. Четвертнева
Р.М. Саматов
Р.К. Рахматуллин
И.Н. Гриневский
Original Assignee
Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти" ОАО АНК "Башнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти" ОАО АНК "Башнефть" filed Critical Дочернее общество с ограниченной ответственностью "Башкирский научно-исследовательский и проектный институт нефти" ОАО АНК "Башнефть"
Priority to RU2001120850/03A priority Critical patent/RU2223297C2/ru
Publication of RU2001120850A publication Critical patent/RU2001120850A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2223297C2 publication Critical patent/RU2223297C2/ru

Links

Landscapes

  • Lubricants (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе. Техническим результатом является улучшение смазочных и противоизносных свойств бурового раствора. Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе содержит в мас.%: моноэтаноламиновую соль сырых талловых масел 10-12, сольвент или нефрас 10-30, оксаль - остальное. 4 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам на водной основе.
Для повышения долговечности породоразрушающего и бурильного инструмента, повышения показателей бурения и предотвращения прихватоопасных осложнений в буровые растворы на водной основе вводят смазочные реагенты.
Например, в а.с. СССР 1266181, кл. С 09 К 7/02, 1984 г. защищена смазочная добавка под техническим названием ИКБ-4БТР, содержащая следующие компоненты: сырье талловые масла, моноэтаноламин (МЭА), полигликоль, керосин и изопропиловый спирт, взятые в соотношении 8,7:3,3:3,0:0,3:2,0. Смазочную добавку вводят в буровой pecтвop в количестве 0,3-0,9 мас.%.
Недостатками данной смазочной добавки являются: 1) слабая ингибирующая и гидрофобизирующая способность; 2) пенообразование в буровом растворе при концентрации смазки более 1%; 3) недостаточная прочность смазочной пленки при высоких контактных нагрузках; 4) слабая гидрофобизирующая способность.
В а.с. СССР 1749226, кл. С 09 К 7/02, 1992 г. защищена ″Смазочная добавка для буровых растворов на водной основе″, содержащая, мас.%: продукт конденсации моноэтаноламина и сырых талловых масел 10-30; керосин 5-10; моноэтаноламин 1-1,5; флотореагент (оксаль) - остальное. Данную смазку вводят в буровой раствор на водной основе в количестве 0,5-1,5%.
Недостатками указанной смазки являются: 1) вспенивание глинистого раствора при концентрации более 1,5%; 2) недостаточная прочность смазочной пленки при высоких контактных нагрузках; 3) низкая ингибирующая и гидрофобизирующая способность; 4) недостаточно низкая температура замерзания (до минус 30°С).
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является ″Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе″ по патенту РФ 2170243, кл. С 09 К 7/02, 10.07.2001 г., содержащая, мас.%: моноэтаноламиновую соль сырых талловых масел 10-12, толуол 5-20, оксаль - остальное.
Недостатками данной смазочной добавки являются: 1) сравнительно невысокая прочность смазочной пленки при высоких контактных нагрузках; 2) низкая антикоррозионная активность; 3) недостаточная ингибирующая и гидрофобизирующая способность.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение технико-экономических показателей бурения и качества вскрытия предлинных пластов в результате повышения долговечности породоразрушающего инструмента, предотвращения прихватоопасных осложнений и инверсии смачиваемости пористой среды коллектора с гидрофильной на гидрофобную.
Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение смазочных и противоизносных свойств раствора в результате повышения прочности смазочной пленки и антикоррозионной ее способности при одновременном улучшении ингибирующей и гидрофобизующей способности фильтрата раствора.
Этот технический результат достигается составом смазочной добавки для бурового раствора на водной основе, содержащей моноэтаноламиновую соль сырых талловых масел, оксаль и органический растворитель, содержащей в качестве органического растворителя сольвент или нефрас при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Моноэтаноламиновая соль сырых талловых масел 10 - 12
Сольвент или нефрас 10 - 30
Оксаль Остальное
Смазочную добавку вводят в глинистый буровой раствор в количестве 0,5-1,0%.
Из патентной и научно-технической литературы нам не известны смазочные добавки для буровых растворов на водной основе, содержащие совокупность указанных выше ингредиентов в предложенном количественном и качественном соотношении, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого решения. По сравнению с прототипом заявляемая смазочная добавка содержит новые компоненты растворитель сольвент или нефрас, а также оксаль.
Из существующего уровня техники нам известно, что моноэтоноламиновая соль сырых талловых масел используется в качестве компонента в известной смазочной добавке по патенту РФ 2041907, кл. С 09 К 7 02, 1991 г.
Однако только в комбинации с сольвентом или нефрасом она образует исключительно прочную смазочную пленку на трущихся поверхностях, способную выдержать высокие контактные нагрузки. Кроме того, совокупность ингредиентов в заявляемой смазочной добавке выполняет новую функцию: придает минерализованному раствору на водной основе антикоррозионную способность.
Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию ″изобретательский уровень″.
Для приготовления заявляемой смазочной добавки используются следующие компоненты:
Моноэтаноламиновая соль сырых талловых масел, получаемая путем конденсации моноэтаноламина (МЭА) и сырых талловых масел при температуре 90°С в течение 3-х часов при постоянном перемешивании, выпускается по ТУ 2165-016-00146-99.
Сольвент - выпускается по ТУ 38.101809-90, или нефрас - выпускается по ТУ 38.1011049-87.
Оксаль выпускается по ТУ 38.1034 29-83.
В табл. 1 приведены компонентные составы заявляемой смазочной добавки (составы 1-6).
Figure 00000001
Конкретный пример обработки бурового раствора на водной основе смазочной добавкой. Готовят исходный глинистый раствор из куганакского глинопорошка, обрабатывают кальцинированной содой в массовых долях 0,3%, и КМЦ-600 в массовых долях 0,5%, перемешивают и замеряют технологические параметры. Далее в раствор вводят смазочную добавку в последовательно возрастающей концентрации (начиная с 0,5%). После каждого ввода и перемешивания замеряют параметры и оценивают смазочные и противоизносные свойства раствора.
Аналогичные опыты проведены с использованием минерализованного глинистого раствора, приготовленного из куганакского глинопорошка и обработанного кальцинированной содой в массовых долях 0,3%, КМЦ-600 в массовых долях 1% и хлористым калием (KCl) в массовых долях 10%. В этом случае дополнительно оценивали еще антикоррозионную способность раствора по скорости коррозии (Vкop).
В табл. 2 приведены данные лабораторных экспериментов по оценке влияния заявляемой смазочной добавки на свойства пресного глинистого раствора, а в табл.3 - на свойства минерализованного глинистого раствора.
Технологические параметры растворов (плотность, условная вязкость, показатель фильтрации) измерялись с помощью стандартных приборов и методик (см., например, Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979 г.).
Смазочную и противоизносную способность раствора определяли с помощью прибора ″Lubricity Testers″ американской фирмы ″Fann Instrument Со″. Замер коэффициента трения (Ктр) производится при взаимодействии под заданной нагрузкой металлической пары ″вращающееся кольцо - неподвижная призма″ в среде исследуемого раствора. Чем меньше коэффициент трения, тем лучше смазочная способность раствора.
Противоизносная способность раствора и прочность образующейся смазочной пленки оценивалась по величине площади ″пятна″ износа (S), образующегося на поверхности неподвижной призмы при трении об нее вращающегося кольца при различной нагрузке. Чем меньше площадь ″пятна″ износа, тем лучше противоизносная способность раствора и прочнее смазочная пленка.
Figure 00000002
Figure 00000003
Антикоррозионная способность раствора (в данном случае минерализованного) оценивалась скоростью коррозии (Vкop), которая определялась в соответствии с методикой по ТУ 38-101460-74 путем сравнения веса контрольных пластинок из стали бурильных труб до и после их контакта с буровым раствором в течение 72 часов при скорости перемешивания раствора 400 об/мин и температуре 25°С. Чем меньше скорость коррозии, тем лучше антикоррозионные свойства раствора.
Как следует из данных табл.2 и 3, исходный глинистый раствор (первая строчка в обеих таблицах) обладает очень низкими смазочными и противоизносными свойствами, что выражается большими значениями коэффициента трения (для пресного раствора от 0,32 до 0,76, для минерализованного - от 0,38 до 0,80) и площади ″пятна″ износа (для пресного раствора от 4,64 до 5,62 мм2, для минерализованного - от 5,08 до 5,73 мм2). При введении в данные исходные растворы заявляемой смазочной добавки (растворы 1-6) значительно улучшается смазочная и противоизносная способность раствора: показатель коэффициента трения изменяется в пределах 0,08-0,18 для пресного раствора и 0,07-0,20 для минерализованного раствора, а площадь ″пятна″ износа изменяется в пределах от 2,18 до 2,80 мм2 для пресного раствора и от 2,30 до 2,88 мм2 для минерализованного раствора. Причем прочность образующейся смазочной пленки очень высокая, о чем можно судить по низким значениям площади ″пятна″ износа при высоких контактных нагрузках (100 и 150 фунт/дюйм2) и отсутствии ″пятна″ (задира) при низких нагрузках (50 фунт/дюйм2).
Как следует из приведенных данных, растворы, обработанные заявляемой смазочной добавкой (растворы 1-6) обладают высокой антикоррозионной способностью, поскольку при этом отмечаются низкие значения показателя скорости коррозии, от 0,11 до 0,16 г/(м2·час).
В лабораторных условиях с помощью установки УИПК-1М произведена оценка влияния фильтратов глинистых растворов, обработанных заявляемой смазочной добавкой на коэффициент восстановления первоначальной проницаемости естественных кернов Кирско-Коттынского месторождения Западной Сибири. Оценивалась также ингибирующая (по скорости увлажнения – П0) и гидрофобизирующая (по величине удельного электрического сопротивления керна - ρ0) способности указанных фильтратов.
Образцы кернов предварительно помещали в аппарат Сокслета и экстрагировали спирто-бензольной смесью от углеводородов, затем отмывали дистиллированной водой от минеральных солей и подвергали термической обработке в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянного веса образца. На боковой поверхности каждого образца выпиливали продольную канавку, к которую укладывали многожильный провод с двумя электродами. Канавку затем заливали клеем ″Момент″.
У образцов определяли начальную пористость по воздуху (Кпор) в соответствии со стандартной методикой (см. Методические рекомендации по исследованию пород-коллекторов нефти и газа физическими и петрофизическими методами. М.: ВНИИГНИ, 1978 г.). Затем образец керна помещали в кернодержатель, создавали гидрообжим и фильтровали через керн пластовую сеноманскую воду (10-12 поровых объемов) до установления постоянного расхода и постоянной величины удельного электрического сопротивления (УЭС) керна. Затем в обратном направлении прокачивали керосин (модель нефти) также 10-12 поровых объемов до установления постоянного расхода и величины УЭС. Рассчитывали первоначальный коэффициент проницаемости керна по керосину (Кпр1). Далее через керн в первоначальном направлении прокачивали в аналогичном режиме фильтрат исследуемого раствора, имитируя первичное вскрытие продуктивного пласта, а затем в обратном направлении прокачивали керосин, имитируя процесс освоения скважины. Рассчитывали коэффициент конечной проницаемости керна по керосину (Кпр2) и коэффициент восстановления первоначальной проницаемости (β):
Figure 00000004
О гидрофобизирующей способности фильтрата раствора судили по возрастанию показателей УЭС керна, снятых до прокачки фильтрата через керн и после прокачки.
Ингибирующая способность фильтрата оценивалась показателем скорости увлажнения глины (П0), определяемой в соответствии с РД 39-2-813-82 (ВНИИКрнефть, Краснодар, 1982 г.).
Результаты экспериментов по исследованию ингибирующей и гидрофобизирующей способности фильтратов пресных глинистых растворов, обработанных заявляемой и известной смазочными добавками, а также их влияния на коэффициент восстановления проницаемости кернов, представлены в табл. 4.
Как следует из анализа табл.4, фильтрат исходного глинистого раствора (первая строка табл.4), который не обладает гидрофобизирующей способностью (УЭС керна после прокачки фильтрата практически не изменилось) и ингибирующими свойствами (у фильтрата высокие значения скорости увлажнения - П0), оказал отрицательное воздействие на фильтрационно-емкостные свойства керна: коэффициент восстановления первоначальной проницаемости (β) составил всего 34,6%.
Figure 00000005
Фильтраты глинистых растворов, обработанных заявляемой смазочной добавкой (растворы 1-6) обладают повышенной гидрофобизирующей способностью, что вызывает инверсию смачиваемости пористой поверхности керна с гидрофильной на гидрофобную, в результате чего резко повышаются значения УЭС. Кроме того, данные фильтраты имеют высокие ингибирующие свойства (очень низкие значения П0), что предотвращает набухание глинистых минералов, содержащихся в кернах месторождений Западной Сибири. В результате указанных положительных факторов, значения коэффициента восстановления первоначальной проницаемости оказались высокими (от 88 до 96%).
Таким образом, заявляемая смазочная добавка обладает следующими технологическими преимуществами по сравнению с известными:
- придает раствору повышенные смазочные и противоприхватные свойства;
- придает раствору антикоррозионную способность;
- придает фильтрату раствора гидрофобизирующую и ингибирующую способность, в результате чего значительно улучшается коэффициент восстановления первоначальной проницаемости керна;
- эффективна для пресных и минерализованных буровых растворов на водной основе;
- не вспенивает глинистый раствор при концентрациях до 2 мас.%;
- не оказывает отрицательного влияния на показания газового каротажа;
- хорошо совместима со всеми реагентами и не оказывает отрицательного влияния на технологические параметры бурового раствора;
- не замерзает до температуры минус 40°С.

Claims (1)

  1. Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе, содержащая моноэтаноламиновую соль сырых талловых масел, оксаль и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя она содержит сольвент или нефрас при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
    Моноэтаноламиновая соль сырых талловых масел 10-12
    Сольвент или нефрас 10-30
    Оксаль Остальное
RU2001120850/03A 2001-07-25 2001-07-25 Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе RU2223297C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120850/03A RU2223297C2 (ru) 2001-07-25 2001-07-25 Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120850/03A RU2223297C2 (ru) 2001-07-25 2001-07-25 Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001120850A RU2001120850A (ru) 2003-06-27
RU2223297C2 true RU2223297C2 (ru) 2004-02-10

Family

ID=32172031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120850/03A RU2223297C2 (ru) 2001-07-25 2001-07-25 Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2223297C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576267C1 (ru) * 2015-01-15 2016-02-27 Владимир Георгиевич Кирячек Способ комбинированного воздействия на пласты, содержащие углеводороды и/или твердые органические вещества, и устройство для осуществления способа

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1693019A1 (ru) * 1989-06-12 1991-11-23 Волгодонский филиал научно-производственного объединения "Синтез ПАВ" Смазочна добавка дл глинистых буровых растворов
RU2041962C1 (ru) * 1994-08-17 1995-08-20 Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" Способ производства проката
US5783526A (en) * 1997-03-06 1998-07-21 Texas United Chemical Company, Llc. Process to enhance removal of adhering solids from the surface of wellbores and sand control devices therein
RU2140531C1 (ru) * 1998-08-12 1999-10-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" Способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта
US5990050A (en) * 1998-01-08 1999-11-23 M-I L.L.C. Water soluble invert emulsions
RU2142978C1 (ru) * 1998-04-15 1999-12-20 Андресон Борис Арнольдович Смазочная композиция для бурового раствора на водной основе
RU2170243C1 (ru) * 2000-01-17 2001-07-10 Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1693019A1 (ru) * 1989-06-12 1991-11-23 Волгодонский филиал научно-производственного объединения "Синтез ПАВ" Смазочна добавка дл глинистых буровых растворов
RU2041962C1 (ru) * 1994-08-17 1995-08-20 Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" Способ производства проката
US5783526A (en) * 1997-03-06 1998-07-21 Texas United Chemical Company, Llc. Process to enhance removal of adhering solids from the surface of wellbores and sand control devices therein
US5990050A (en) * 1998-01-08 1999-11-23 M-I L.L.C. Water soluble invert emulsions
RU2142978C1 (ru) * 1998-04-15 1999-12-20 Андресон Борис Арнольдович Смазочная композиция для бурового раствора на водной основе
RU2140531C1 (ru) * 1998-08-12 1999-10-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" Способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта
RU2170243C1 (ru) * 2000-01-17 2001-07-10 Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576267C1 (ru) * 2015-01-15 2016-02-27 Владимир Георгиевич Кирячек Способ комбинированного воздействия на пласты, содержащие углеводороды и/или твердые органические вещества, и устройство для осуществления способа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khodja et al. Drilling fluid technology: performances and environmental considerations
Bostick Microscopic measurement of the level of catagenesis of solid organic matter in sedimentary rocks to aid exploration for petroleum and to determine former burial temperatures—a review
US10196555B2 (en) Subterranean producing zone treatment
Falode et al. Evaluation of local bentonitic clay as oil well drilling fluids in Nigeria
US12258513B2 (en) Method for reducing hydrogen sulfide in a subterranean formation
US2698833A (en) Drilling fluid composition and method
CN104610934B (zh) 一种固体润滑剂及其制备方法
Yalman et al. A new eco-friendly and low cost additive in water-based drilling fluids
RU2142978C1 (ru) Смазочная композиция для бурового раствора на водной основе
RU2179568C1 (ru) Безглинистый буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов
CN110748334B (zh) 页岩油及连续型油藏勘探有利区的预测方法
RU2170243C1 (ru) Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе
Bennett New drilling fluid technology mineral oil mud
RU2223297C2 (ru) Смазочная добавка для бурового раствора на водной основе
DE60300760T2 (de) Verfahren zur Abschätzung des Volumenverhältnisses von Gas zu Öl in den Bohrlochflüssigkeiten während des Bohrens
RU2242492C2 (ru) Буровой раствор для бурения в обваливающихся породах и вскрытия продуктивных пластов
RU2174996C2 (ru) Буровой раствор
US3314489A (en) Low invasion coring fluid
RU2278890C1 (ru) Буровой раствор для вскрытия продуктивных пластов с низкими пластовыми давлениями
RU2182587C1 (ru) Смазочная композиция для бурового раствора на водной основе
CN111253919A (zh) 一种钻井液用水基润滑剂的制备方法
Qi et al. Evaluation and understanding the potential of enhanced oil recovery for a candidate offshore sandstone field
Lysakova et al. Environmentally friendly technical plant oils as the base for emulsion drilling fluids
RU2669643C2 (ru) Способ определения ингибирующих свойств бурового раствора
RU2255105C1 (ru) Способ приготовления эмульсионного бурового раствора на основе полисахаридного полимера

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20061108

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100726

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130726

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160110