Смазочная добавка для буровых растворов
Владельцы патента RU 2752867:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к смазочным добавкам для обработки буровых растворов, в том числе утяжеленных. Технический результат - повышение смазочной способности смазочной добавки для буровых растворов. Смазочная добавка для буровых растворов содержит исходные компоненты в следующем соотношении, мас.%: битуминозная нефть 30-40; стабилизирующая добавка 15-20; керосин 40-55. Причем стабилизирующая добавка состоит из смеси пальмоядрового масла, водного экстракта плодов мыльного ореха и карданола, взятых в соотношении 0,5:1,0:1,0. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к смазочным добавкам для обработки буровых растворов, в том числе утяжеленных.
Известна смазочная добавка для буровых растворов на водной основе, включающая керосин, малорастворимое поверхностно-активное вещество - продукт взаимодействия этаноламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда, в качестве указанного продукта взаимодействия содержит продукт взаимодействия борной кислоты, диэтанолатина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С8-С24 при их мольном соотношении 1:3:1,5 и дополнительно полигликоль и изобутанол [Патент №2236431 RU от 20.09.2004].
Недостатком данного изобретения является низкая смазывающая способность, что обусловлено низкой термостабильностью продукта взаимодействия борной кислоты, диэтаноламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда. Это приводит к расслоению данного продукта и неравномерному распределению компонентов по всему объему смазочной добавки для буровых растворов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является смазочная добавка «БН», включающая битуминозную нефть и керосин [Нвизуг-Би Л.К., Савенок О.В., Мойса Ю.Н. Исследования смазочных свойств битуминозной нефти месторождений Йегбата (Нигерия). // Технологии нефти и газа. №3. 2018. С. 24-26], при следующем содержании исходных компонентов, мас.%:
| битуминозная нефть | 10 |
| керосин | 90 |
Недостатком смазочной добавки «БН» является низкая смазочная способность, что обусловлено высоким содержанием керосина, характеризующегося короткими углеводородными цепями и низкими смазочными свойствами, а также малым количеством битуминозной нефти и ее неравномерным распределением по всему объему керосина.
Задачей изобретения является усовершенствование состава смазочной добавки для буровых растворов.
Техническим результатом является повышение смазочной способности смазочной добавки для буровых растворов.
Технический результат достигается тем, что смазочная добавка для буровых растворов содержит битуминозную нефть и керосин, а также дополнительно стабилизирующую добавку при следующем содержании исходных компонентов, мас.%:
| битуминозная нефть | 30-40 |
| стабилизирующая добавка | 15-20 |
| керосин | 40-55, |
при этом стабилизирующая добавка состоит из смеси пальмоядрового масла, водного экстракта плодов мыльного ореха и карданола, взятых в соотношении 0,5:1,0:1,0.
Дополнительное внесение стабилизирующей добавки в состав смазочной добавки обеспечивает возможность равномерного распределения битуминозной нефти и керосина по всему объему, что исключает ее расслаивание. Так как соединение пальмового масла, водного экстракта плодов мыльного ореха и карданола в заявляемом соотношении 0,5:1,0:1,0 позволяет получить стабилизирующую добавку, представляющую собой дисперсную систему, характеризующуюся высокой эмульгирующей способностью и термостабильностью, что обусловлено взаимодействием сапонинов водного экстракта плодов мыльного ореха с триглицеридами пальмоядрового масла и фенолами карданола. Сапонины водного экстракта плодов мыльного ореха взаимодействуют с триглицеридами пальмоядрового масла с образованием стойких гетероциклических соединений - жировой эмульсии, которая обладает высокой эмульгирующей способностью, а взаимодействие сапонинов водного экстракта плодов мыльного ореха с фенолами карданола обеспечивает образование термостабильных комплексов.
Взаимодействие гетероциклических соединений стабилизирующей добавки с углеводородами битуминозной нефти и керосина обеспечивает смешивание трудносмешивающихся жидкостей (битуминозной нефти и керосина) с получением однородной эмульсии, не расслаивающейся с течением времени с равномерно распределенными битуминозной нефтью и керосином по всей массе смазочной добавки. Кроме этого заявленные количества обеспечивают уменьшение содержание керосина, снижающего смазочную способность в связи с его короткими углеводородными цепями, и увеличение количества битуминозной нефти, характеризующейся высокими смазочной способностью и оказывающей синергетический эффект на смазочные свойства смазочной добавки.
Таким образом, заявленный состав в указанном количественном содержании исходных компонентов позволяет достичь поставленного технического результата.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.
Пример 1. Стабилизирующую добавку получают следующим образом. Пальмоядровое масло, водный экстракт плодов мыльного ореха и карданол соединяют в соотношении 0,5:1,0:1,0 и перемешивают в течение 15 мин, а затем подвергают нагреванию до температуры 60±5°С при постоянном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 60±5°С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С.
Битуминозную нефть, керосин и стабилизирующую добавку соединяют, перемешивают в течение 10 мин, а затем подвергают нагреванию до температуры 60±5°С при непрерывном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 60±5°С в течение 50 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С. При этом содержание исходных компонентов составляет, мас.%:
| битуминозная нефть | 30 |
| стабилизирующая добавка | 15 |
| керосин | 55 |
При обработке утяжеленного полимер-глинистого бурового раствора (УПГБР-1) плотностью 1750 кг/м3 скв. №7 Западно-Морозовского месторождения, забой 2263,8 м с исходным коэффициентом трения 0,35 смазочной добавкой, полученной по примеру 1, в количестве 10% от общего количества смеси коэффициент трения УПГБР-1 снижается до 0,16.
Пример 2. Стабилизирующую добавку получают следующим образом. Пальмоядровое масло, водный экстракт плодов мыльного ореха и карданол соединяют в соотношении 0,5:1,0:1,0 и перемешивают в течение 15 мин, а затем подвергают нагреванию до температуры 60±5°С при постоянном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 60±5°С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С.
Битуминозную нефть, керосин и стабилизирующую добавку соединяют, перемешивают в течение 15 мин, а затем подвергают нагреванию до температуры 70±5°С при непрерывном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 70±5°С в течение 60 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С. При этом содержание исходных компонентов составляет, мас.%:
| битуминозная нефть | 20 |
| стабилизирующая добавка | 10 |
| керосин | 70 |
При обработке утяжеленного полимер-глинистого бурового раствора (УПГБР-1) плотностью 1750 кг/м3 скв. №7 Западно-Морозовского месторождения, забой 2263,8 м с исходным коэффициентом трения 0,35 смазочной добавкой, полученной по примеру 2, в количестве 10% от общего количества смеси коэффициент трения УПГБР-1 снижается до 0,20.
Пример 3. Стабилизирующую добавку получают следующим образом. Пальмоядровое масло, водный экстракт плодов мыльного ореха и карданол соединяют в соотношении 0,5:1,0:1,0 и перемешивают в течение 15 мин, а затем подвергают нагреванию до температуры 60±5°С при постоянном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 60±5°С в течение 30 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С.
Битуминозную нефть, керосин и стабилизирующую добавку соединяют, перемешивают в течение 12 мин, а за тем подвергают нагреванию до температуры 65±5°С при непрерывном перемешивании. Подогретую смесь выдерживают при температуре 65±5°С в течение 55 мин при непрерывном перемешивании, а затем охлаждают до 20±5°С. При этом содержание исходных компонентов составляет, мас.%:
| битуминозная нефть | 25 |
| стабилизирующая добавка | 12,5 |
| керосин | 62,5 |
При обработке утяжеленного полимер-глинистого бурового раствора (УПГБР-1) плотностью 1750 кг/м3 скв. №7 Западно-Морозовского месторождения, забой 2263,8 м с исходным коэффициентом трения 0,35 смазочной добавкой, полученной по примеру 3, в количестве 10% от общего количества смеси коэффициент трения УПГБР-1 снижается до 0,19.
Полученные смазочные добавки представляют собой жидкость темно-коричневого цвета.
В таблице 1 приведены результаты испытаний смазочной способности полученных по примерам 1-3 смазочных добавок в сравнении с прототипом, а также испытание смазочной способности утяжеленного полимер-глинистого бурового раствора после внесения 10% смазочных добавок, полученных по примерам 1-3. Контролируемым показателем смазочной способности
смазочных добавок, полученных по примерам 1-3, и утяжеленного полимер-глинистого бурового раствора после внесения 10% смазочных добавок, полученных по примерам 1-3, являлся коэффициент трения.
Экспериментально доказано, что предложенные смазочная добавка, полученная по заявляемому составу, равномерно распределяется по всей массе утяжеленного бурового раствора, оказывает синергетический эффект на его смазочные свойства и способствует снижению коэффициента трения.
Таким образом, предложена смазочная добавка для буровых растворов с усовершенствованным составом и повышенной смазочной способностью.
Смазочная добавка для буровых растворов, содержащая битуминозную нефть и керосин, а также дополнительно стабилизирующую добавку при следующем содержании исходных компонентов, мас.%:
| битуминозная нефть | 30-40 |
| стабилизирующая добавка | 15-20 |
| керосин | 40-55, |
при этом стабилизирующая добавка состоит из смеси пальмоядрового масла, водного экстракта плодов мыльного ореха и карданола, взятых в соотношении 0,5:1,0:1,0.
