СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (ВАРИАНТЫ)
LUBRICATING ADDITIVE FOR DRILLING FLUIDS (VERSIONS)

Изобретение относится к области бурения вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных нефтяных и газовых скважин, в частности к смазочным добавкам для буровых растворов.
Известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, маc.%: растительное масло, содержащее не более 20 мас.% насыщенных триглицеридов 5-65, фосфатидный концентрат растительных масел, содержащих не более 20 мас.% насыщенных триглицеридов 30-90, вода - остальное [1].
Известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, мас.%: жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24 50-80, нейтрализующий агент 3 - 6, замещенные аммонийные соли жирных кислот с числом углеродных атомов от 10 до 26 5 - 40, вода - остальное [2].
Наиболее близким аналогом является смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, мас.%: в качестве жирных кислот триглицеридов - растительные масла (в т.ч. соевое, рапсовое) 50-80, нейтрализующий агент 3-6, жирные кислоты с числом углеродных атомов от 16 до 18 оксиэтилированные 6-12 молями окиси этилена 15-40, вода - остальное [3].
Указанный состав малотоксичен, способствует значительному снижению коэффициента трения как на границе «металл - металл», так и на границе «металл - глинистая корка», а также улучшает поверхностно-активные свойства фильтрата бурового раствора. Однако вышеуказанная смазочная добавка имеет следующие недостатки:
- низкую ингибирующую способность по отношению к глинистым минералам, что сказывается на прочностных свойствах фильтрационной корки и может являться причиной ее оползания со стенок скважины;
- высокую температуру застывания (≈0°С), что ограничивает или делает ее применение менее технологичным в зимнее время.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение технологических, триботехнических, антиприхватных и ингибирующих свойств бурового раствора, а также повышение качества вскрытия продуктивных пластов за счет улучшения поверхностно-активных свойств фильтрата бурового раствора и снижения температуры замерзания в зимнее время.
Указанная задача решается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты ФХЛС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
растительное масло
20-30
щелочь
5-10
феррохромлигносульфонаты
6-8
вода
остальное
В качестве исходных растительных масел могут быть использованы соевое, сурепное, рапсовое масло или их смеси.
2
3
По второму варианту указанная задача решается тем, что смазочная добавка для буровых растворов, содержащая растительное масло, нейтрализующий агент - щелочь и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит феррохромлигносульфонаты, низшие спирты С-С и/или полигликоли (ТУ 3830214-88) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
растительное масло
20-30
щелочь
5-10
феррохромлигносульфонаты
6-8
низшие спирты С<sub>2</sub>-С<sub>3</sub> и/или полигликоли
5-10
вода                                        остальное
2
3
В качестве низших спиртов С-С используется смесь этилового и изопропилового спирта в соотношении 1:1.
Составы предлагаемой смазочной добавки (мас.%) приведены в табл.1.
Таблица 1
Состав
Растительное масло
Нейтрализующий агент
ФХЛС
Вода
Низшие спирты С<sub>2</sub>-С<sub>3</sub> и/или полигликоли
С<sub>2</sub>:С<sub>3</sub>=1:1
полигликоли
I
20
5
7
68
II
20
10
7
63
III
30
5
7
58
IV
30
10
7
53
V
30
5
7
53
5
VI
30
5
7
48
10
VII
30
5
7
53
5
VIII
30
5
7
48
10
IX
30
5
7
48
5
5
X
20
5
7
58
5
5
Технология приготовления смазочной добавки заключается в следующем.
В реактор загружают расчетное количество нейтрализующего агента и воду. После полного растворения щелочи добавляют расчетное количество масла и начинают подогрев до 75-80°С и поддерживают на этом уровне в течение часа при постоянном перемешивании. По истечении заданного времени в реактор загружают расчетное количество ФХЛС и продолжают нагревать смесь при той же температуре в течение 1,5 часов, постоянно перемешивая. Не прекращая перемешивания, полученная смесь охлаждается до температуры 20-25°С.
В полученную смазочную добавку, предназначенную для бурения в зимнее время, дополнительно вводят расчетное количество низших спиртов и/или полигликолей.
Готовый продукт сливают в тару.
фильтрата
Эффективность полученной смазочной добавки оценивается в лабораторных условиях на стандартных приборах. Смазочные свойства определяли по коэффициенту сдвига глинистой корки (КСК) на приборе КТК-2, по коэффициенту трения (Ктр) пары "металл-металл" на тестере фирмы "FANN" (США) в соответствии с международным стандартом API (при нагрузке 300 Н), по скорости изнашивания металла на четырехшариковой машине трения ЧМТ-1 (при начальной контактной нагрузке 1870 МПа). Поверхностное натяжение фильтратов глинистых растворов (σ) определялось сталагмометрическим методом, набухание глинистых образцов (AV) - на приборе Жгача-Ярова, фильтрация - на приборе ВМ-6, температура застывания смазки - по ГОСТ 20287.
В табл.2 приведено влияние предлагаемой смазочной добавки на технологические, смазочные и поверхностно-активные свойства глинистого раствора в сравнении с прототипом. Анализ данных показывает, что заявленная смазочная добавка обеспечивает улучшение смазочных свойств глинистого раствора на 25-50%, ингибирующих свойств на 70-80%, способствует значительному снижению поверхностного натяжения фильтрата и показателю фильтрации глинистого раствора. Добавка, содержащая в своем составе смесь низших спиртов и полигликолей, имеет низкую температуру застывания смазки, что делает более технологичным ее применение в зимнее время.
Источники информации
1. Патент РФ №2130475, 20.05.1999.
2. Патент РФ №2230769, 20.06.2004.
3. Патент РФ №2106382, 10.03.1998.