КОМПЛЕКСНЫЙ ЭМУЛЬГАТОР ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИНВЕРТНОГО ЭМУЛЬСИОННОГО РАСТВОРА НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОГО МАСЛА, ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ ВСКРЫТИИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ
COMPOUND EMULSIFIER FOR PRODUCTION OF INVERT EMULSION MUD BASED ON MINERAL OIL AND USED FOR PENETRATION OF PRODUCTIVE STRATA

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к реагентам эмульгаторам буровых растворов на углеводородной основе, применяемым в составах буровых растворов на углеводородной основе для вскрытия продуктивных пластов.
Известен эмульсионный буровой раствор, содержащий глинопорошок бентонитовый, КМЦ-700, омыленный таловый пек, таловое масло, микрокальцит, триполифосфат натрия, пеногаситель MAC-200 и воду [Технологический регламент ООО «ТюменНИИгипрогаз», ОАО «Газпром» «Применения облегченного бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов на Ямбургском и Уренгойском ГКМ», РД-00158758-215-2000 г.Тюмень 2000 г., стр.8-9].
Известен также раствор, содержащий органобентонит, углеводородную среду, хлористый кальций, таловое масло, эмультал и воду. Известен также раствор, содержащий органобентонит, углеводородную среду, хлористый кальций, таловое масло, нефтенол НЗ, Синол-М и воду [«Эмульсионные растворы в нефтегазовых процессах». Н.А. Петров, А.Я. Соловьев и др. - М.: Химия, 2008, стр. 252-253].
В качестве эмульгатора известных эмульсионных растворов использованы таловое масло, эмультал, Нефтенол НЗ, Синол-М. Однако при бурении скважин, известные растворы имели общие недостатки, например, такие как отсутствие стабильности эмульсии в течение длительного времени (свыше 120 ч) в интервалах высоких температур, резкое повышение вязкости в интервале многолетних мерзлых пород при длительных простоях скважин, сложность приготовления, многокомпонентность состава и поддержания реологических и структурно-механических свойств данных растворов.
Задачей изобретения является сохранение реологических и структурно-механических свойств инвертных эмульсионных буровых растворов, возможность их использования при длительных простоях скважины, как в условиях высоких температур, так и в условиях отрицательной температуры, снижение многокомпонентности составов таких растворов.
Технический результат заключается в обеспечении длительной электростабильности эмульгатора и снижении применения количества компонентов - добавок.
Указанный технический результат достигается тем, что комплексный эмульгатор для создания инвертного эмульсионного раствора, применяемого при вскрытии продуктивных пластов, содержит в своем составе таловое масло в качестве растворителя, этиленгликоль для снижения вязкости, эмульгатор ЭКС-ЭМ и негашеную известь в качестве стабилизатора-поставщика катионов для образования кальциевых мыл в следующем соотношении ингредиентов, мас.%: таловое масло - 30-40, этиленгликоль - 20, негашеная известь - 10-20; эмульгатор ЭКС-ЭМ - 20-40
Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим результатом следующая.
Таловое масло используется как среда для растворения компонентов. Добавка этиленгликоля, используемого в качестве вещества, улучшающего растворимость в таловом масле эмульгатора ЭКС-ЭМ, придает раствору необходимые реологические свойства. В свою очередь негашеная известь в сочетании с таловым маслом и эмульгатора ЭКС-ЭМ, применяемая в качестве стабилизатора, дает эффект поддержания концентрации свободных радикалов оксида кальция, участвующих с образовании новых стабилизирующих эмульсию свойств.
Таловое масло производится по ТУ 13-0281078-119-89, широко применяется при изготовление лаков и красок. Этиленгликоль производится по ГОСТ 19710-83, широко используется в нефтегазовой промышленности. Эмульгатор ЭКС-ЭМ выпускается по ТУ 2413-035-53501222-2003, ЗАО «ПОЛИЭКС», применяется в нефтегазовой промышленности для повышения нефтеотдачи пластов. Негашеная известь производится по ТУ 5744-001-4276689-2005, широко используется в строительной отрасли и при производстве строительных материалов.
Комплексный эмульгатор для инвертного эмульсионного раствора (КЭС-1М) готовят следующим образом.
3-
-
3
3
На требуемый объем набирается таловое масло, через гидродиспергатор вводят этиленгликоль, затем эмульгатор ЭКС-ЭМ и негашеную известь. Раствор тщательно перемешивают механическим способом. После образования однородной структуры КЭС-1М готов к применению. Покомпонентный состав КЭС-1М и результаты испытаний представлены в таблице 1. Необходимые технологические параметры для инертных эмульсионных растворов следующие: плотность, г/см 0,8-1.15; пластическая вязкость, мПа·с - 20-30; динамическое напряжение сдвигу (ДНС), мПа·с  10-25, электропроводность, мг/дм - >420, водоотдача, см/30 мин - <3.
Проведенные испытания показывают, что изменение количественного содержания ингредиентов в меньшую сторону не обеспечивает необходимых реологических свойств, а в большую сторону экономически не выгодно, так как повышенный расход реагентов не соответствует ожидаемому эффекту. С увеличением концентрации эмульгатора ЭКС-ЭМ усиливаются свойства эмульсии растворять водную фазу раствора в минеральном масле и полученный раствор лучше смешивается, при этом получаемый эффект существует до концентрации 40% в КЭС-1М.
Таким образом, заявляемый комплексный эмульгатор представляет собой инвертную эмульсию для сохранения первоначальных коллекторских свойств продуктивного пласта, обладающую стабильностью по истечении длительного временим и возможностью его неоднократного использования.
Таблица 1
Покомпонентный состав КЭС-1М и результаты испытаний.
Компоненты, входящие в состав эмульгатора, масс.%
Реологические свойства эмульгатора на углеводородной основе
Вари-анты
Таловое масло
Негашеная известь
Этилен-гликоль
Эмульгатор ЭКС-ЭМ
Плотность, г/см<sup>3</sup>
Пластическая вязкость, мПа·с
ДНС, мПа·с
Электропроводность, мг/дм<sup>3</sup>
Водоотдача, см<sup>3</sup>/30 мин
1
25
5
10
60
0,75
10
5
400
4,0
2
30
10
20
40
0,82
30
10
900
0,4
3
35
15
20
30
0,83
20
15
950
0,5
4
40
20
20
20
0,85
30
25
900
0,4
5
45
25
30
0
1,20
90
40
150
9,0