Дисперсная масляная фаза эмульсионных буровых растворов

 

Изобретение относится к бурению, а именно к использованию его в буровых растворах в качестве дисперсной масляной фазы жидкостей для бурения в виде эмульсии типа масла в воде. Применение водонерастворимых, неразветвленных или разветвленных алифатических или циклоалифатических или ненасыщенных моноатомных высших спиртов и/или диолов, имеющих 5 - 36 атомов углерода в качестве дисперсной масляной фазы эмульсионных буровых растворов.

Изобретение относится к жидкостям для бурения, в частности к применению известных водонерастворимых спиртов в качестве дисперсной масляной фазы жидкостей для бурения в виде эмульсии типа масла в воде.

Известно применение для различных целей, например, в качестве реагентов или растворителей, водонерастворимых, неразветвленных и/или разветвленных алифатических или циклоалифатических или ненасыщенных моноатомных высших спиртов или диолов [1] .

Известно применение углеводородных масел в качестве дисперсной масляной фазы жидкостей для бурения в виде эмульсии масла в воде [2] .

Недостаток известного изобретения заключается в том, что используемые углеводородные масла являются опасными с точки зрения экологии. Даже используемые в настоящее время в качестве углеводородных масел так называемые незагрязняющие масла, то есть в основном свободные от ароматов углеводородные фракции, не являются полностью неопасными с точки зрения экологии.

Задачей изобретения явлется нахождение способных к применению в качестве дисперсной масляной фазы для жидкостей для бурения в виде эмульсии типа масла в воде веществ, которые практически неопасны с точки зрения экологии, и отрицательно не влияют на эксплуатационные свойства известных эмульсионных буровых растворов.

Эта задача решается применением водонерастворимых, неразветвленных и/или разветвленных алифатических или циклоалифатических или ненасыщенных моноатомных спиртов или диолов в качестве дисперсной масляной фазы эмульсионных буровых растворов.

Предлагаемая дисперсная фаза содержится в жидкостях для бурения типа эмульсии масла в воде в количестве около 5-65% от массы водной и масляной фаз. В случае необходимости жидкости для бурения могут еще содержать в обычных концентрациях растворенные и/или диспергированные, общеизвестные вспомогательные вещества, такие как, например, эмульгаторты, обеспечивающие выполнение сплошного жидкостного слоя вещества, средства для ингибирования нежелательной замены воды между разбуренными формациями и промывочной жидкостью, смачиватели, органические полимерные соединения естественного и/или синтетического происхождения, мелкодисперсные наполнители, соли, щелочные агенты и/или дезинфицирующие средства.

Под водонерастворимыми высшими спиртами понимаются такие спирты, водорастворимость которых при комнатной температурте составляет максимально 5 мас. % , предпочтительно максимально 0,5 мас. % .

Согласно изобретению принципиально пригодны в качестве дисперсной масляной фазы все водонерастворимые, неразветвленные и/или разветвленные алифатические или циклоалифатические или ненасыщенные моноатомные высшие спирты и/или диолы естественного и/или синтетического происхождения. Моноатомные спирты имеют 5-36, предпочтительно 8-24 атомов углерода. Пригодными диолами являются, в частнотсти, неразветвленные или разветвленные диолы с достаточным содержанием олеофильного углеводородного остатка в молекуле. Пригодными являются, например, олеофильные диолы с гидроксильными группами в альфа или омега-положении, и/или диолы, имеющие гидроксильные группы у соседних углеродных атомов. В качестве характерных соединений такого типа можно назвать, например, 2,2-диметил-1,3-пропандиол (неопентилгликоль) или продукты омыления эпоксидированных олефинов.

Применяемые согласно изобретению спирты имеют температуру вспышки по меньшей мере 80^оС, предпочтительно по меньшей мере 100^оС, в частности по меньшей мере 120^оС.

Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение, то есть применение предлагаемых спиртов в качестве дисперсной масляной фазы в жидкостях для бурения в виде эмульсии типа масла в воде.

П р и м е р 1. Сначала приготовляют 350 г 6% -ной по массе гомогенной суспензии бетонита путем смешения торгового бетонита (не гидрофобированного) с водопроводной водой при перемешивании, причем суспензию доводят до значения рН 9,2-9,3 посредством натрового щелока.

В эту предварительно набухшую водную фазу бетонита последовательно врабатывают при интенсивном перемешивании ниже следующие компоненты: 1,5 г технической карбоксиметилцеллюлозы, низковязкой (торговый продукт Релатин 300 9) 35 г хлорида натрия 70 г изотридецилового спирта 1,7 г эмульгатора (сульфированного касторового масла, "ализаринового масла") 219 г барита Текучесть получаемых таким образом жидкостей для бурения в виде эмульсии типа масла в воде до и после старения при термообработке определяют следующим образом.

Сначала определяют пластическую вязкость, предел текучести, а также количество образовавшегося геля по истечении 10 с и 10 мин нестаревшей жидкости при температуре 50^оС. Затем жидкость подвергают старению при температуре 125^оС в течение 16 ч в автоклаве так называемой вращающейся печи с тем, чтобы определить влияние температуры на стабильность эмульсии. Затем опять определяют указанные свойства при температуре 50^оС.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что в качестве дисперсной масляной фазы используют синтетический моноатомный спирт с 10 атомами углерода.

Данные по свойствам нестаревшей и старевшей жидкостей приведены в табл. 2.

П р и м е р 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что в качестве дисперсной масляной фазы используют спирт с 12-18 атомами углерода естественного происхождения.

Данные по свойствам нестаревшей и старевшей жидкостей приведены в табл. 3.

(56) Краткая химическая энциклопедия. М. : Советская энциклопедия, 1965, т. IV, с. 999-1002. Дж. Грей и др. Сomроsition and Рroрerties of oil Well Drolling. Fluids. изд-во Гальф Паблишинг компани". 4-е изд. , 1980/81, с. 25, 51-52.

Формула изобретения

Применение водонерастворимых неразветвленных или разветвленных алифатических или циклоалифатических или ненасыщенных моноатомных спиртов или диолов, имеющих 5 - 36 атомов углерода, в качестве дисперсной масляной фазы эмульсионных буровых растворов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2