RU2336291C1 - Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis - Google Patents
Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336291C1 RU2336291C1 RU2007103283/03A RU2007103283A RU2336291C1 RU 2336291 C1 RU2336291 C1 RU 2336291C1 RU 2007103283/03 A RU2007103283/03 A RU 2007103283/03A RU 2007103283 A RU2007103283 A RU 2007103283A RU 2336291 C1 RU2336291 C1 RU 2336291C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- oil
- emulsifier
- solution
- invert
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к эмульгаторам инвертно-эмульсионных буровых растворов, а также к способу приготовления с его использованием инвертно-эмульсионного бурового раствора, применяемым преимущественно для бурения нефтяных и газовых скважин с сильно искривленным стволом, скважин с большим проложением и горизонтальных скважин, а также для вскрытия продуктивных пластов и глушения скважин.The invention relates to the field of drilling oil and gas wells, in particular to emulsifiers of invert emulsion drilling fluids, as well as to a method for preparing with its use an invert emulsion drilling fluid used primarily for drilling oil and gas wells with a very curved wellbore, wells with large laying and horizontal wells, as well as for opening productive formations and killing wells.
Конфигурация ствола сильно искривленных и горизонтальных скважин способствует осаждению частиц выбуренного шлама на нижней стенке скважины. В связи с этим особое значение при бурении такого типа скважин приобретают реологические свойства используемых буровых растворов, обеспечивающих удержание и вынос шлама из ствола скважины.The configuration of the wellbore of highly curved and horizontal wells contributes to the deposition of drill cuttings particles on the bottom wall of the well. In this regard, the rheological properties of the used drilling fluids, which ensure the retention and removal of cuttings from the well bore, are of particular importance when drilling this type of well.
При бурении сильно искривленных и горизонтальных скважин предъявляются более высокие требования в отношении триботехнических, ингибирующих и фильтрационных показателей буровых растворов.When drilling highly curved and horizontal wells, higher demands are placed on tribological, inhibitory and filtration performance of drilling fluids.
Тип указанных растворов для бурения сильно искривленных скважин выбирается исходя из необходимости решения проблемы, связанной с преодолением сил трения, которые возрастают по мере роста угла наклона. Выбор буровых растворов на углеводородной основе для бурения сильно искривленных и горизонтальных скважин обусловлен в первую очередь тем, что они обеспечивают существенное снижение сил трения инструмента о стенки скважины по сравнению с растворами на водной основе.The type of these solutions for drilling highly curved wells is selected on the basis of the need to solve the problem associated with overcoming the frictional forces, which increase as the angle of inclination increases. The choice of hydrocarbon-based drilling fluids for drilling highly curved and horizontal wells is primarily due to the fact that they provide a significant reduction in the friction forces of the tool on the well walls compared to water-based fluids.
В то же время, низкая эффективность многих разработанных в настоящее время буровых растворов на углеводородной основе при бурении сильно искривленных скважин обусловлена их недостаточно высокими реологическими свойствами при низких скоростях сдвига.At the same time, the low efficiency of many currently developed hydrocarbon-based drilling fluids for drilling highly curved wells is due to their insufficiently high rheological properties at low shear rates.
Особые требования при разработке и использовании инвертно-эмульсионных буровых растворов предъявляются к эмульгирующей основе указанных растворов, ответственной за процесс эмульгирования двух несмешивающихся жидкостей и придания таким системам свойств «истинно» углеводородных растворов. Традиционно улучшение качества инвертных эмульсионных буровых растворов достигается применением большого количества специальных реагентов: эмульгаторов, стабилизаторов, гидрофобизаторов, понизителей фильтрации, т.к. большинство производимых промышленностью реагентов, предназначенных для эмульгирования воды в олеофильной жидкости, не обладают всем комплексом необходимых качеств. Это снижает технологичность приготовления инвертных растворов, усложняет состав и управление их свойствами.Particular requirements for the development and use of invert emulsion drilling fluids are imposed on the emulsifying base of these fluids, which is responsible for the process of emulsification of two immiscible fluids and imparting properties of “true” hydrocarbon fluids to such systems. Traditionally, the improvement of the quality of invert emulsion drilling fluids is achieved by the use of a large number of special reagents: emulsifiers, stabilizers, water repellents, filtration reducers, because most industrial reagents designed for emulsification of water in an oleophilic liquid do not have the whole range of necessary qualities. This reduces the manufacturability of the preparation of invert solutions, complicates the composition and management of their properties.
Известен эмульгатор инвертно-эмульсионных буровых растворов «Эмультал», представляющий собой продукт взаимодействия жирных кислот - олеиновой, линолевой, линоленовой и смоляных кислот, входящих в состав таллового масла, с многоатомным спиртом триэтаноламином (Толкунов В.И., Хейфец И.Б. Гидрофобно-эмульсионные буровые растворы. М: Недра. - 1983. - 167 с.). Указанный эмульгатор получают нагреванием смеси при температуре 155-165°С в течение 16 часов и нормальном давлении. В результате взаимодействия в основном ненасыщенных нормальных жирных кислот фракции C8-C24, входящих в состав таллового масла, с триэтаноламином протекает реакция этерификации с образованием смеси сложных триэтаноламиновых эфиров жирных кислот таллового масла.Known emulsifier of invert emulsion drilling fluids "Emultal", which is a product of the interaction of fatty acids - oleic, linoleic, linolenic and resin acids that are part of tall oil, with polyhydric alcohol triethanolamine (Tolkunov V.I., Kheifets IB Hydrophobno -emulsion drilling fluids. M: Nedra. - 1983. - 167 p.). The specified emulsifier is obtained by heating the mixture at a temperature of 155-165 ° C for 16 hours and normal pressure. As a result of the interaction of mainly unsaturated normal fatty acids of the C 8 -C 24 fraction included in the composition of tall oil with triethanolamine, an esterification reaction proceeds with the formation of a mixture of tall oil fatty acid triethanolamine esters.
К недостаткам «Эмультала» относится его низкая эмульгирующая и стабилизирующая способность по отношению к гидрофобным жидкостям с низким содержанием ароматических углеводородов, в том числе к маслам растительного и животного происхождения и синтетическим жидкостям на основе полиальфаолефинов, полиалкиленгликолей и др., которые в настоящее время являются основой «масляной» фазы экологически чистых инвертных эмульсионных буровых растворов.The disadvantages of Emultal include its low emulsifying and stabilizing ability with respect to hydrophobic liquids with a low content of aromatic hydrocarbons, including oils of vegetable and animal origin and synthetic liquids based on polyalphaolefins, polyalkylene glycols, etc., which are currently the basis "Oil" phase of environmentally friendly invert emulsion drilling fluids.
Кроме того, получаемые на его основе инвертные эмульсии имеют высокие значения показателя фильтрации (более 40 см3/30 мин при перепаде давления 0,1 МПа), неудовлетворительные для бурения пологих и горизонтальных скважин реологические показатели, недостаточную агрегативную и седиментационную устойчивость.Also obtained on its basis invert emulsions have high values of the index filtration (40 cm 3/30 min at a pressure drop of 0.1 MPa), unsatisfactory for drilling horizontal wells and sloping rheological parameters, insufficient aggregative and sedimentation stability.
Кроме того, неоднородность и непостоянство эмульгатора «Эмультала», связанное с природой исходного сырья (талловое масло лиственных или хвойных пород), отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках как самого эмульгатора, так и на свойствах инвертных эмульсий на его основе.In addition, the heterogeneity and inconstancy of the Emulsifier emulsifier associated with the nature of the feedstock (tall oil of deciduous or coniferous species) adversely affects the performance of both the emulsifier itself and the properties of invert emulsions based on it.
Известен также эмульгатор-стабилизатор гидрофобно-эмульсионных буровых растворов следующего состава: смесь кубового остатка производства жирных кислот и триэтаноламина - 57,9-85,0; растворитель - 15,0-42,1, причем в качестве растворителя используют дизельное топливо или керосин (Патент РФ №2201950, кл. С09К 7/06, опубл. 04.10.2002). Указанный эмульгатор обладает комплексным действием, а именно одновременно и эмульгирующим и стабилизирующим, что выражается в высокой термостойкости и агрегативной устойчивости получаемых на его основе гидрофобно-эмульсионных буровых растворовAlso known is an emulsifier-stabilizer of hydrophobic-emulsion drilling fluids of the following composition: a mixture of bottoms production of fatty acids and triethanolamine - 57.9-85.0; the solvent is 15.0-42.1, moreover, diesel fuel or kerosene is used as the solvent (RF Patent No. 2201950, class C09K 7/06, publ. 04.10.2002). The specified emulsifier has a complex effect, namely, it is emulsifying and stabilizing at the same time, which is expressed in high heat resistance and aggregative stability of hydrophobic-emulsion drilling fluids obtained on its basis
Эмульгатор-стабилизатор гидрофобно-эмульсионных буровых растворов получают путем нагревания и перемешивания при атмосферном давлении жирных кислот в смеси с триэтаноламином, при этом в качестве жирных кислот используют кубовый остаток производства синтетических жирных кислот в соотношении с триэтаноламином 5:1, а нагревание проводят при температуре 120-150°С в течение 4-8 часов в среде растворителя.An emulsifier-stabilizer of hydrophobic-emulsion drilling fluids is obtained by heating and mixing at atmospheric pressure of fatty acids mixed with triethanolamine, while the residue of the production of synthetic fatty acids in the ratio with triethanolamine 5: 1 is used as fatty acids, and heating is carried out at a temperature of 120 -150 ° C for 4-8 hours in a solvent environment.
К недостаткам известного эмульгатора-стабилизатора относятся низкие тиксотропные свойства получаемых на его основе гидрофобно-эмульсионных буровых растворов (статическое напряжение сдвига CHC1/10 составляет 0,3-7,5/0,5-9,2 дПа), высокие значения показателя фильтрации Ф даже при небольшом перепаде давления 0,1 МПа (Ф=18-32 см3/30 мин), большие затраты времени на операции, связанные с разогревом и растворением компонентов указанного эмульгатора (время реакции составляет 4-8 часов при температуре 120-150°С), и, как следствие, сложность проведения этих операций в промысловых условиях.The disadvantages of the known emulsifier-stabilizer include low thixotropic properties of hydrophobic-emulsion drilling fluids obtained on its basis (static shear stress CHC 1/10 is 0.3-7.5 / 0.5-9.2 dPa), high values of the filtration rate F even with a small pressure drop of 0.1 MPa (P = 18-32 cm 3/30 min), large time required for operations related to heating and dissolving said emulsifier components (the reaction time is 4-8 hours at 120-150 ° C), and, as a consequence, the complexity of these operas tion in fishing conditions.
Наиболее близким к предлагаемому эмульгатору-стабилизатору по технической сущности является эмульгатор инвертных эмульсий Нефтенол НЗ (Патент РФ №2200056, кл. С09К 7/06, опубл. 03.10.2003), который содержит в своем составе следующие ингредиенты, мас.%: маслорастворимое поверхностно-активное вещество (Эмультал или основа эмульгатора Нефтенол НЗ) - 20-40; добавки (кальций хлористый - 1-3,4; вода - 2,0-6,8; модифицированный бентонит - 3,6-10,8); углеводородный растворитель - до 100. В качестве маслорастворимого поверхностно-активного вещества эмульгатор содержит сложный эфир - продукт взаимодействия жирных кислот таллового масла и триэтаноламина (Эмультал) или смесь сложных эфиров кислот таллового масла и триэтаноламина с эфирами кислот таллового масла и оксиэтилированного алкиламина (основа эмульгатора Нефтенол НЗ). В качестве углеводородного растворителя используют низкозастывающие фракции нефтеароматического основания, товарные среднедистиллятные топлива или легкие масла (арктическое дизтопливо, авиакеросин и др.). В качестве добавок, улучшающих стабилизирующие и эмульгирующие свойства получаемых эмульсий, использованы хлорид кальция, органобентонит и вода.Closest to the proposed stabilizer emulsifier in technical essence is the invert emulsion emulsifier Neftenol NZ (RF Patent No. 2200056, class C09K 7/06, publ. 03.10.2003), which contains the following ingredients, wt.%: Oil-soluble surface -active substance (Emultal or emulsifier base Neftenol NZ) - 20-40; additives (calcium chloride - 1-3.4; water - 2.0-6.8; modified bentonite - 3.6-10.8); hydrocarbon solvent - up to 100. As an oil-soluble surfactant, the emulsifier contains an ester - the product of the interaction of tall oil fatty acids and triethanolamine (Emultal) or a mixture of tall oil acid esters and triethanolamine with tall oil acid esters and ethoxylated alkylamine (the base of the Neftenol emulsifier NZ). As a hydrocarbon solvent, low-hardening fractions of a petroleum-aromatic base, commodity medium distillate fuels or light oils (arctic diesel fuel, jet fuel, etc.) are used. As additives that improve the stabilizing and emulsifying properties of the emulsions obtained, calcium chloride, organobentonite and water are used.
Недостатком указанного известного эмульгатора является то, что получаемые на его основе инвертно-эмульсионные буровые растворы характеризуются недостаточно высокими реологическими и тиксотропными свойствами, и неудовлетворительными фильтрационными показателями, что не позволяет использовать их для бурения пологих скважин с большим проложением и горизонтальных скважин.The disadvantage of this known emulsifier is that the invert emulsion drilling fluids obtained on its basis are characterized by insufficiently high rheological and thixotropic properties, and unsatisfactory filtration indicators, which does not allow their use for drilling shallow wells with a large laying and horizontal wells.
Кроме того, указанный известный эмульгатор содержит в своем составе высококоллоидную твердую фазу (бентонит), присутствие которой в составе эмульсионного бурового раствора может оказать отрицательное (необратимо кольматирующее) действие на вскрываемый продуктивный пласт.In addition, the specified well-known emulsifier contains a high colloidal solid phase (bentonite), the presence of which in the composition of the emulsion drilling fluid can have a negative (irreversibly colmatizing) effect on the opened reservoir.
Кроме этого в качестве углеводородного растворителя в известном эмульгаторе используются продукты переработки нефтепродуктов, содержащие ароматические соединения, что повышает экологическую опасность этого реагента.In addition, as a hydrocarbon solvent in the known emulsifier, petroleum products processing products containing aromatic compounds are used, which increases the environmental hazard of this reagent.
Наряду с указанным, в качестве углеводородной основы инвертных эмульсий, получаемых с использованием известного эмульгатора, предлагается использовать нефть и продукты ее переработки (дизельное топливо), оказывающие крайне негативное воздействие на окружающую природную среду.In addition to the above, it is proposed to use oil and its refined products (diesel fuel), which have a very negative impact on the environment, as the hydrocarbon base of invert emulsions obtained using a well-known emulsifier.
Известен способ получения инвертно-эмульсионного бурового раствора (Авт. свид-во СССР №1134594, кл. С09К 7/06, опубл. 1980 г.), заключающийся в следующем. В глинистом растворе на водной основе, содержащем не более 10 мас.% глины, при непрерывном перемешивании (циркуляции) растворяют талловый пек, омыленный углекислым натрием (50 мас.% от расчетного количества). Затем вводят дизельное топливо с растворенной в нем оставшейся частью таллового пека. В образующуюся эмульсию добавляют реагент ППФ (побочный продукт производства фитостерина) и мелкодисперсный мел.A known method of producing invert emulsion drilling fluid (Auth. Certificate of the USSR No. 1134594, class C09K 7/06, publ. 1980), which consists in the following. In a water-based clay solution containing not more than 10 wt.% Clay, tall pitch, saponified with sodium carbonate (50 wt.% Of the calculated amount) is dissolved with continuous stirring (circulation). Then, diesel fuel is introduced with the remaining part of tall oil pitch dissolved in it. PPF reagent (a by-product of phytosterol production) and finely divided chalk are added to the resulting emulsion.
Недостатком данного способа является повышенный расход омыленного таллового пека (10-12 мас.%), объясняющийся тем, что натровые мыла карбоновых кислот являются стабилизаторами преимущественно водомасляных эмульсий, и, как следствие этого, водосодержание получаемого бурового раствора по данному способу ограничено 23-39 мас.%.The disadvantage of this method is the increased consumption of saponified tall oil pitch (10-12 wt.%), Due to the fact that sodium carboxylic acid soaps are stabilizers mainly water-oil emulsions, and, as a result, the water content of the resulting drilling fluid in this method is limited to 23-39 wt. .%.
Кроме того, недостатком получаемых по известному способу эмульсионных буровых растворов являются низкие значения реологических параметров (пластическая вязкость - 14-18 сП, динамическое напряжение сдвига ДНС - 28-68 дПа), не обеспечивающие полного выноса бурового шлама из пологих и горизонтальных участков ствола скважины.In addition, the disadvantage of emulsion drilling fluids obtained by the known method is the low values of rheological parameters (plastic viscosity - 14-18 cP, dynamic shear stress CSN - 28-68 dPa), which do not provide complete removal of drill cuttings from shallow and horizontal sections of the wellbore.
Также известен способ приготовления гидрофобного эмульсионного бурового раствора (Патент РФ №2238297, кл. С09К 7/06, опубл. 2000 г.), согласно которому осуществляют равномерную подачу при интенсивном перемешивании до получения требуемых значений технологических параметров в дизельное топливо или нефть полимерглинистого раствора (в качестве полимера - карбоксиметилцеллюлоза) и 20%-ного водного раствора карболигносульфоната, при этом подача указанного раствора карболигносульфоната пекового и полимерглинистого раствора на водной основе осуществляют одновременно. Получаемый по известному способу инвертно-эмульсионный буровой раствор на смешанной водно-углеводородной основе предназначен для обеспечения полного выноса шлама на участках ствола скважины с зенитным углом более 60 градусов и характеризуется следующими структурно-реологическими свойствами: пластическая вязкость 23-36 мПа·с; ДНС 155-305 дПа; СНС 66-81/84-165 дПа.Also known is a method of preparing a hydrophobic emulsion drilling fluid (RF Patent No. 2238297, class C09K 7/06, publ. 2000), according to which a uniform feed is carried out with vigorous stirring until the required process parameters are obtained in diesel fuel or polymer clay oil ( as a polymer, carboxymethyl cellulose) and a 20% aqueous solution of carbolignosulfonate, while the supply of the specified solution of carbolignosulfonate pitch and polymer clay water-based solution is lyayut simultaneously. Obtained by a known method invert-emulsion drilling fluid on a mixed water-hydrocarbon basis is designed to ensure complete removal of sludge in sections of the wellbore with an zenith angle of more than 60 degrees and is characterized by the following structural and rheological properties: plastic viscosity 23-36 MPa · s; CSN 155-305 dPa; SNA 66-81 / 84-165 dPa.
Недостатком инвертно-эмульсионного бурового раствора, получаемого по указанному известному способу, являются высокие значения коэффициента консистенции «К», что приводит к возникновению высоких гидравлических сопротивлений при течении бурового раствора и, как следствие, отрицательно влияет на эффективность передачи гидравлической мощности на забойный двигатель и долото.The disadvantage of the invert emulsion drilling fluid obtained by the specified known method is the high consistency coefficient "K", which leads to the emergence of high hydraulic resistances during the flow of the drilling fluid and, as a result, adversely affects the efficiency of transfer of hydraulic power to the downhole motor and bit .
Кроме того, получаемый по известному способу эмульсионный раствор содержит достаточно большое количество глины, что отрицательно влияет на фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны продуктивного пласта за счет необратимой кольматации глиной пористой среды коллектора.In addition, the emulsion solution obtained by the known method contains a sufficiently large amount of clay, which negatively affects the filtration-capacitive properties of the bottom-hole zone of the reservoir due to the irreversible mudding of the porous collector by clay.
К серьезным недостаткам относится также и то, что в качестве углеводородной фазы в известном способе предлагается использовать нефть или дизельное топливо, являющиеся по своим физико-химическим и токсикологическим характеристикам пожаро- и экологически опасными веществами, запрещаемыми к использованию в районах со статусом особо охраняемых территорий.Serious disadvantages also include the fact that it is proposed to use oil or diesel fuel as the hydrocarbon phase in the known method, which in their physicochemical and toxicological characteristics are fire and environmentally hazardous substances that are prohibited for use in areas with the status of specially protected territories.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения инвертно-эмульсионных буровых растворов, описанный в примере реализации изобретения по Патенту РФ № 2200056, кл. С09К 7/06, опубл. 1999 г. Сущность известного способа заключается в следующем. Производят приготовление раствора на олеофильной основе путем введения при перемешивании эмульгатора-стабилизатора инвертных эмульсий (Эмультал или Нефтенол НЗ) в нагретый до 60°С углеводородный растворитель. Далее, не прекращая перемешивания, добавляют органобентонит (3,6-10,8%) и раствор на водной основе - водный раствор хлорида кальция. Затем, не прекращая перемешивания, сначала вводят в смесь расчетное количество дизельного топлива и нефти (20%), затем расчетное количество пластовой воды (76%), после перемешивания смеси в течение 15-20 мин получают инвертно-эмульсионный буровой раствор типа «вода в масле».Closest to the proposed technical solution is a method of producing invert emulsion drilling fluids described in the example of the invention according to the RF Patent No. 2200056, class. S09K 7/06, publ. 1999. The essence of the known method is as follows. A solution is prepared on an oleophilic basis by introducing invert emulsions (Emultal or Neftenol NZ) into a hydrocarbon solvent heated to 60 ° C with stirring. Further, without stopping mixing, add organobentonite (3.6-10.8%) and a water-based solution - an aqueous solution of calcium chloride. Then, without stopping mixing, first the calculated amount of diesel fuel and oil (20%) is introduced into the mixture, then the calculated amount of produced water (76%), after mixing the mixture for 15-20 minutes, an invert-emulsion drilling water-type mud is obtained oil. "
К недостаткам указанного способа приготовления следует отнести недостаточно высокие структурно-реологические свойства получаемых по известному способу буровых растворов (пластическая вязкость при использовании в качестве углеводородной фазы дизельного топлива - 21 мПа·с, ДНС - 42 дПа), а также относительно высокий для инвертных эмульсий (т.е. для бурового раствора) показатель фильтрации (Ф0,1 мПа=5 см3), что не позволяет рекомендовать получаемые по данному способу инвертно-эмульсионные буровые растворы для бурения пологих и субгоризонтальных скважин. Более низкие значения показателя фильтрации и более высокие значения реологических свойств по известному способу с использованием известного эмульгатора получены только при использовании нефти в качестве олеофильной фазы.The disadvantages of this preparation method include the insufficiently high structural and rheological properties of drilling fluids obtained by the known method (plastic viscosity when using diesel fuel as a hydrocarbon phase is 21 mPa · s, CSN is 42 dPa), and also relatively high for invert emulsions ( i.e., for a drilling fluid), a filtration rate (Ф 0.1 mPa = 5 cm 3 ), which does not allow us to recommend the invert emulsion drilling fluids obtained by this method for flat and subhorizontal drilling ny wells. Lower values of the filtration rate and higher values of the rheological properties of the known method using a known emulsifier were obtained only when using oil as an oleophilic phase.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой группы изобретений, является получение с использованием предлагаемого эмульгатора-стабилизатора инвертно-эмульсионных буровых растворов, предназначенных для бурения преимущественно пологих и горизонтальных скважин, с необходимыми реологическими, тиксотропными, псевдопластичными и фильтрационными свойствами, низким показателем консистенции, а также с обеспечением способности к сохранению коллекторских свойств продуктивных пластов за счет низких значений показателя фильтрации и отсутствия глинистой фазы, с одновременным упрощением ингредиентного состава используемого для его приготовления эмульгатора-стабилизатора и технологии приготовления.A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is to obtain using the proposed emulsifier-stabilizer invert emulsion drilling fluids intended for drilling predominantly flat and horizontal wells, with the necessary rheological, thixotropic, pseudo-plastic and filtration properties, low consistency, and also with the ability to preserve the reservoir properties of reservoirs due to low values of p filtering agent and the absence of a clay phase, while simplifying the ingredient composition of the emulsifier-stabilizer used for its preparation and cooking technology.
Указанный технический результат достигается предлагаемым эмульгатором-стабилизатором инвертных эмульсий, включающим маслорастворимое поверхностно-активное вещество ПАВ, минеральную добавку, воду и растворитель, при этом новым является то, что в качестве маслорастворимого ПАВ упомянутый эмульгатор содержит продукт переработки таллового масла на основе высших жирных кислот, в качестве минеральной добавки - калиевый щелочной реагент, а в качестве растворителя - неароматическое легкое минеральное масло, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the proposed invert emulsifier-stabilizer emulsifier, including an oil-soluble surfactant surfactant, a mineral additive, water and a solvent, while the new one is that as an oil-soluble surfactant, said emulsifier contains tall oil processing product based on higher fatty acids, as a mineral additive - potassium alkaline reagent, and as a solvent - non-aromatic light mineral oil, in the following ratio ingre diet, wt.%:
Эмульгатор дополнительно может содержать каустический магнезит.The emulsifier may further comprise caustic magnesite.
В качестве продукта переработки таллового масла на основе высших жирных кислот эмульгатор содержит талловые жирные кислоты, или дистиллированное талловое масло, или легкое талловое масло.As a product of the processing of tall oil based on higher fatty acids, the emulsifier contains tall oil fatty acids, or distilled tall oil, or light tall oil.
В качестве неароматического легкого минерального масла эмульгатор содержит индустриальное или трансформаторное масло.As a non-aromatic light mineral oil, the emulsifier contains industrial or transformer oil.
В качестве калиевого щелочного реагента эмульгатор содержит гидроксид калия или карбонат калия.As a potassium alkaline reagent, the emulsifier contains potassium hydroxide or potassium carbonate.
Механизм эмульгирующе-стабилизирующего действия заявляемого эмульгатора-стабилизатора при приготовлении инвертных эмульсионных буровых растворов заключается в следующем.The mechanism of emulsifying-stabilizing action of the inventive emulsifier-stabilizer in the preparation of invert emulsion drilling fluids is as follows.
Продукты переработки таллового масла на основе высших жирных кислот, которые по своему составу относятся к карбоновым кислотам алифатического ряда с длиной цепи в основном С15-С17, в реакции со щелочным реагентом, представленным гидроксидом калия, образуют калиевое мыло, которое вследствие своего жидкого агрегатного состояния равномерно распределяется в составе растворителя, образуя коллоидный раствор ПАВ, обеспечивающий низкое значение поверхностного натяжения на границе с водной фазой и способный образовывать на межфазной поверхности прочные защитные пленки.Tall oil products based on higher fatty acids, which in their composition belong to aliphatic carboxylic acids with a chain length of mainly C 15 -C 17 , in reaction with an alkaline reagent represented by potassium hydroxide, form potassium soap, which, due to its liquid aggregate the state is uniformly distributed in the solvent, forming a colloidal surfactant solution, which provides a low surface tension at the interface with the aqueous phase and can form on the interfacial surface Strong protective films.
Каустический магнезит при взаимодействии с водой частично образует гидрогель, который, так же как и сам магнезит, малорастворим в воде, поэтому концентрируется на поверхности раздела фаз, выполняя роль структурообразователя.When interacting with water, caustic magnesite partially forms a hydrogel, which, like magnesite itself, is poorly soluble in water, and therefore concentrates on the interface, acting as a builder.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора, включающем приготовление раствора на олеофильной основе путем введения эмульгатора-стабилизатора инвертных эмульсий в углеводородный реагент, приготовление раствора на водной основе, их смешение между собой путем введения раствора на водной основе в раствор на олеофильной основе, при этом новым является то, что в качестве раствора на олеофильной основе готовят смесь углеводородного реагента с указанным эмульгатором при их массовом соотношении (1,5-9):1 соответственно, в качестве раствора на водной основе готовят смесь водного раствора хлорида кальция, обеспечивающего концентрацию ионов кальция в водной фазе получаемой эмульсии не менее 11,6 г/л, и водного раствора каустического магнезита с концентрацией 16-120 г/л, а исходные ингредиенты берут в следующем соотношении, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of preparing an invert emulsion drilling fluid, which includes preparing an oleophilic based solution by introducing an invert emulsion stabilizer emulsifier-stabilizer into a hydrocarbon reagent, preparing a water based solution, mixing them together by introducing a water based solution into the solution based on oleophilic, while the new is that as a solution based on oleophilic based prepare a mixture of a hydrocarbon reagent with the specified e by an ulcer at their mass ratio (1.5–9): 1, respectively, as a water-based solution, a mixture of an aqueous solution of calcium chloride is prepared, which provides a concentration of calcium ions in the aqueous phase of the resulting emulsion of at least 11.6 g / l and an aqueous solution caustic magnesite with a concentration of 16-120 g / l, and the starting ingredients are taken in the following ratio, wt.%:
В инвертно-эмульсионный буровой раствор дополнительно вводят высшую жирную ненасыщенную кислоту - олеиновую, или линолевую, или α-линоленовую кислоту в количестве 0,5-2% мас.In the invert emulsion drilling mud, an additional higher fatty unsaturated acid is added — oleic or linoleic or α-linolenic acid in an amount of 0.5-2% by weight.
В качестве углеводородного реагента используют минеральные масла, или смазочные добавки для буровых растворов на основе растительных масел, или сложные эфиры растительных масел, или синтетические жидкости из класса полиальфаолефинов, полиалкиленгликолей.Mineral oils, or lubricating additives for drilling fluids based on vegetable oils, or esters of vegetable oils, or synthetic fluids from the class of polyalphaolefins, polyalkylene glycols are used as a hydrocarbon reagent.
Раствор на водной основе делят на две порции в объемном соотношении 9:1, которые вводят последовательно в раствор на олеофильной основе и осуществляют перемешивание образующейся смеси после введения каждой порции не менее 1 часа.The water-based solution is divided into two portions in a volume ratio of 9: 1, which are introduced sequentially into the oleophilic-based solution and the resulting mixture is mixed after each portion is added for at least 1 hour.
Приведенный технический результат обеспечивается за счет следующего.The technical result is provided due to the following.
Механизм возникновения межмолекулярных химических, промежуточных и физических взаимодействий в системе «углеводородный реагент - эмульгатор-стабилизатор - водный раствор хлорида кальция и каустического магнезита» заключается в следующем. Благодаря правильно подобранному составу ингредиентов и предлагаемому способу их ввода в указанную систему на этапе эмульгирования водной фазы в олеофильной (гидрофобной) жидкости протекают параллельно реакции образования первичного стабилизатора системы и вторичного стабилизатора, в совокупности препятствующих коалесценции капель дисперсной фазы, гидрофобизирующих поверхность твердой фазы и снижающих фильтрационные потери образующейся эмульсии - инвертно-эмульсионного бурового раствора.The mechanism of the occurrence of intermolecular chemical, intermediate and physical interactions in the system "hydrocarbon reagent - emulsifier-stabilizer - an aqueous solution of calcium chloride and caustic magnesite" is as follows. Due to the correctly selected composition of the ingredients and the proposed method of introducing them into the specified system, at the stage of emulsification of the aqueous phase in the oleophilic (hydrophobic) liquid, the formation of the primary stabilizer of the system and the secondary stabilizer proceed in parallel, which together prevent the coalescence of droplets of the dispersed phase, hydrophobizing the surface of the solid phase and reducing filtration loss of the resulting emulsion - invert emulsion drilling mud.
Первичным стабилизатором упомянутой системы выступают кальциевые и магниевые соли жирных кислот талловых масел, синтезируемые на стадии образования эмульсии в результате взаимодействия эмульгатора-стабилизатора с содержащимися во внутренней фазе катионами щелочно-земельных металлов. Необходимая для протекания указанной реакции щелочная среда создается как в дисперсионной среде благодаря присутствию в указанном эмульгаторе калиевых солей жирных кислот, так и в дисперсной фазе вследствие частичного гидролиза в водной среде каустического магнезита (окиси магния). В результате образования указанных мыл в системе появляется высокодисперсная коллоидная фаза (мицеллярные агрегаты), концентрирующаяся вследствие дифильных свойств данных соединений на поверхности раздела фаз и создающая гелеобразную структуру повышенной вязкости и прочности, обладающей стабилизирующими свойствами.The primary stabilizer of the said system is the calcium and magnesium salts of tall oil fatty acids synthesized at the stage of emulsion formation as a result of the interaction of the emulsifier-stabilizer with alkaline earth metal cations contained in the internal phase. The alkaline medium necessary for this reaction to occur is created both in the dispersion medium due to the presence of potassium salts of fatty acids in the specified emulsifier and in the dispersed phase due to partial hydrolysis in the aqueous medium of caustic magnesite (magnesium oxide). As a result of the formation of these soaps, a highly dispersed colloidal phase (micellar aggregates) appears in the system, which concentrates due to the diphilic properties of these compounds on the phase interface and creates a gel-like structure of increased viscosity and strength with stabilizing properties.
Вторичным стабилизатором, структурообразователем и понизителем фильтрации указанной системы выступает комплекс «жирные кислоты талловых масел - каустический магнезит». Известно, что устойчивость эмульсий может быть в значительной степени увеличена за счет стабилизации границы раздела фаз твердыми активными высокодисперсными наполнителями. В инвертных эмульсиях - буровых растворах, получаемых по предлагаемому способу, таким наполнителем выступает каустический магнезит (окись магния), модификация поверхности которого происходит на стадии образования эмульсии за счет хемосорбции высокомолекулярных жирных кислот, в результате чего поверхность MgO приобретает олеофильные свойства, способствующие структурообразованию межфазных защитных оболочек на поверхности глобул дисперсной фазы. Таким образом, каустический магнезит, являющийся неотъемлемым ингредиентом получаемых по предлагаемому способу инвертных эмульсионных буровых растворов выступает реагентом многофункционального действия, усиливающим взаимодействие между раствором олеофильной основы и водной фазой эмульсии.The secondary stabilizer, structure-forming agent and filtration reducing agent of this system is the complex “tall oil fatty acids - caustic magnesite”. It is known that the stability of emulsions can be significantly increased by stabilizing the phase boundary with solid active highly dispersed fillers. In invert emulsions - drilling fluids obtained by the proposed method, caustic magnesite (magnesium oxide) acts as such a filler, the surface modification of which occurs at the stage of emulsion formation due to chemisorption of high molecular weight fatty acids, as a result of which the MgO surface acquires oleophilic properties that contribute to the structure formation of interfacial protective shells on the surface of the globules of the dispersed phase. Thus, caustic magnesite, which is an integral ingredient of invert emulsion drilling fluids obtained by the proposed method, acts as a multifunctional reagent that enhances the interaction between the oleophilic base solution and the aqueous phase of the emulsion.
В качестве реагента, увеличивающего значения реологических свойств получаемого бурового раствора при низких скоростях сдвига, а также величину начальной прочности геля, необходимых для более качественной очистки ствола пологих и субгоризонтальных скважин, в систему (буровой раствор) дополнительно вводится высшая жирная непредельная кислота, к примеру олеиновая кислота. Благодаря тому, что в предлагаемом способе получения инвертного эмульсионного бурового раствора указанная кислота вводится по завершении стадии формирования и стабилизации инвертной эмульсии и не участвует в реакциях, протекающих на поверхности раздела фаз, она равномерно распределяется в олеофильной дисперсионной среде раствора и вследствие своей склонности к полимеризации по свободным -С=С-связям образует в олеофильной среде сетчатую структуру из длинных углеводородных цепочек, соединенных между собой химическими и координационными связями, обеспечивающую раствору еще более повышенные значения сдвигающего напряжения при низких скоростях сдвига.As a reagent that increases the rheological properties of the resulting drilling fluid at low shear rates, as well as the initial gel strength required for better cleaning of the bore of shallow and subhorizontal wells, a higher fatty unsaturated acid, for example, oleic acid, is additionally introduced acid. Due to the fact that in the proposed method for producing an invert emulsion drilling fluid, this acid is introduced at the end of the stage of formation and stabilization of the invert emulsion and does not participate in the reactions proceeding at the interface, it is evenly distributed in the oleophilic dispersion medium of the solution and, due to its tendency to polymerize, free -C = C-bonds forms in the oleophilic medium a network structure of long hydrocarbon chains interconnected by chemical and coordination bubbled bonds, providing a solution is even more elevated shear stress values at low shear rates.
В настоящей заявке соблюдено требование единства изобретения, поскольку заявленный эмульгатор-стабилизатор и способ приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора с помощью этого эмульгатора составляют единый изобретательский замысел и вместе решают одну и ту же задачу - получение инвертно-эмульсионного бурового раствора для бурения преимущественно пологих и горизонтальных скважин, с необходимыми реологическими, тиксотропными, псевдопластичными и фильтрационными свойствами.In this application, the requirement of unity of invention is met, since the claimed emulsifier-stabilizer and the method of preparing an invert emulsion drilling fluid using this emulsifier constitute a single inventive concept and together solve the same problem - obtaining an invert emulsion drilling fluid for drilling mostly flat and horizontal wells, with the necessary rheological, thixotropic, pseudoplastic and filtration properties.
Предлагаемый эмульгатор-стабилизатор и способ приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора были испытаны в лабораторных условиях. При испытаниях были использованы следующие вещества.The proposed emulsifier-stabilizer and a method of preparing an invert emulsion drilling mud have been tested in laboratory conditions. In the tests, the following substances were used.
Для приготовления эмульгатора-стабилизатора:To prepare the emulsifier-stabilizer:
- продукты переработки таллового масла на основе высших жирных кислот (их наименование и характеристика приведены в таблице 1);- products of tall oil processing based on higher fatty acids (their name and characteristics are given in table 1);
- калиевый щелочной реагент;- potassium alkaline reagent;
- гидроксид калия ГОСТ 24363-80 или калий углекислый технический (поташ) ГОСТ 10690-73;- potassium hydroxide GOST 24363-80 or technical potassium carbonate (potash) GOST 10690-73;
- растворитель - неароматическое легкое минеральное масло (их характеристики приведены в таблице 2): индустриальное масло марки ИП-12, ИП-20, ГОСТ 20799-88 или трансформаторное масло, ТУ 38-401978-98 (в отличие от традиционных нефтепродуктов, применяемых в качестве растворителей в известных эмульгаторах инвертных эмульсий, данные продукты представляют собой более экологически чистые гидрофобные жидкости, подвергающиеся биогенной деструкции в аэробных и анаэробных условиях);- solvent - non-aromatic light mineral oil (their characteristics are given in table 2): industrial oil brand IP-12, IP-20, GOST 20799-88 or transformer oil, TU 38-401978-98 (unlike traditional oil products used in as solvents in known invert emulsion emulsifiers, these products are more environmentally friendly hydrophobic liquids that undergo biogenic degradation under aerobic and anaerobic conditions);
- вода техническая или минерализованная плотностью 1000-1180 кг/м3.- technical or mineralized water with a density of 1000-1180 kg / m 3 .
Для приготовления инвертно-эмульсионного бурового раствора:To prepare an invert emulsion drilling fluid:
- хлорид кальция ГОСТ 450-77;- calcium chloride GOST 450-77;
- каустический магнезиальный порошок ГОСТ 1216-75;- caustic magnesia powder GOST 1216-75;
- олеиновая кислота МРТУ 6-09-3306-66;- oleic acid MRTU 6-09-3306-66;
- углеводородный реагент;- hydrocarbon reagent;
- минеральные масла (индустриальное масло марки ИП-12, ИП-20, ГОСТ 20799-88; трансформаторное масло, ТУ 38-401978-98);- mineral oils (industrial oil brand IP-12, IP-20, GOST 20799-88; transformer oil, TU 38-401978-98);
- смазочная и противоприхватная добавка ДСПБ-БС, ТУ 2452-002-52412574-00;- lubricant and anti-seize additive ДСПБ-БС, ТУ 2452-002-52412574-00;
- сложные эфиры растительных масел, ГОСТ 1129-93.- esters of vegetable oils, GOST 1129-93.
Сущность предлагаемых изобретений поясняется следующими примерами.The essence of the invention is illustrated by the following examples.
Заявляемый эмульгатор-стабилизатор готовят следующим образом.The inventive emulsifier-stabilizer is prepared as follows.
Пример 1. В лабораторный стакан помещают 82,9 г растворителя - трансформаторного масла марки ВГ, вливают в него при перемешивании 8,3 г талловых жирных кислот - продукта переработки таллового масла, через 10 минут перемешивания добавляют 8,7 г 48%-ного водного раствора гидроокиси калия - калиевого щелочного реагента, смесь перемешивают в течение 30 минут, после чего состав готов для применения. Количественное содержание полученного эмульгатора следующее, мас.%: продукт переработки таллового масла на основе высших жирных кислот - 8,4; гидроокись калия - 4,2; вода - 4,5; растворитель - неароматическое легкое минеральное масло - 82,9.Example 1. 82.9 g of solvent — transformer oil of the VG brand — are placed in a beaker, 8.3 g of tall fatty acids, a product of tall oil processing, are poured into it with stirring, after 10 minutes of stirring, 8.7 g of 48% aqueous a solution of potassium hydroxide - potassium alkaline reagent, the mixture is stirred for 30 minutes, after which the composition is ready for use. The quantitative content of the obtained emulsifier is the following, wt.%: The product of tall oil processing based on higher fatty acids - 8.4; potassium hydroxide - 4.2; water - 4.5; solvent - non-aromatic light mineral oil - 82.9.
Пример 2. В лабораторный стакан помещают 53,4 г индустриального масла марки ИП-12, вливают при перемешивании 22 г дистиллированного таллового масла, через 10 минут перемешивания добавляют 23,1 г 48%-ного раствора гидроокиси калия, перемешивают 30 минут и добавляют 1,5 г каустического магнезита, смесь перемешивают в течение 30 минут, после чего эмульгатор готов для применения. Количественное содержание полученного эмульгатора следующее, мас.%: дистиллированное талловое масло - 22; гидроокись калия - 11,1; вода - 12; каустический магнезит - 1,5; растворитель - индустриальное масло - 53,4.Example 2. 53.4 g of industrial oil of the IP-12 grade are placed in a beaker, 22 g of distilled tall oil are poured with stirring, after 10 minutes of stirring, 23.1 g of a 48% potassium hydroxide solution are added, stirred for 30 minutes and 1 5 g of caustic magnesite, the mixture is stirred for 30 minutes, after which the emulsifier is ready for use. The quantitative content of the resulting emulsifier is as follows, wt.%: Distilled tall oil - 22; potassium hydroxide - 11.1; water - 12; caustic magnesite - 1.5; solvent - industrial oil - 53.4.
Эмульгаторы с другим содержанием ингредиентов готовят аналогичным образом.Emulsifiers with a different ingredient content are prepared in a similar manner.
Полученный эмульгатор-стабилизатор для инвертных эмульсий имеет следующие физико-химические показатели: внешний вид - вязкая текучая жидкость коричневого цвета плотностью 870-920 кг/м3, с температурой застывания от -15 до -45°С.The obtained emulsifier-stabilizer for invert emulsions has the following physicochemical parameters: appearance - a viscous brown fluid with a density of 870-920 kg / m 3 , with a pour point of from -15 to -45 ° C.
Предлагаемый эмульгатор-стабилизатор можно централизованно готовить в производственных условиях и транспортировать до места его использования на скважине, кроме того, благодаря простоте проведения операций при технико-экономической целесообразности приготовление эмульгатора из указанных выше ингредиентов возможно в перемешивающих устройствах (типа глиномешалки) непосредственно в условиях скважины.The proposed emulsifier-stabilizer can be centrally prepared under production conditions and transported to the place of its use in the well, in addition, due to the simplicity of operations at the technical and economic feasibility, the preparation of the emulsifier from the above ingredients is possible in mixing devices (such as a clay mixer) directly in the well.
Далее в лабораторных условиях готовят инвертно-эмульсионный буровой раствор с использованием ранее приготовленного эмульгатора-стабилизатора. Для этого первоначально готовят раствор на олеофильной (углеводородной) основе, для этого берут 500 г углеводородного реагента - сложных эфиров растительных масел, вводят в него 180 г ранее приготовленного по примеру 1 эмульгатора-стабилизатора, при этом массовое соотношение углеводородного реагента и эмульгатора составляет 2,78: 1 соответственно. Отдельно готовят раствор на водной основе, представляющий собой смесь водного раствора хлорида кальция с концентрацией 111 г/л и водного раствора каустического магнезита с концентрацией 74 г/л, причем указанные растворы взяты в соотношении как 2,13:1. Затем производят их смешение между собой путем введения раствора на водной основе в раствор на олеофильной (углеводородной) основе. В преимущественном варианте выполнения возможно раствор на водной основе поделить на две порции в объемном соотношении 9:1, которые затем вводят последовательно в раствор на олеофильной основе и осуществляют перемешивание образующейся смеси после введения каждой порции не менее 1 часа. При этом получают инвертно-эмульсионный буровой раствор следующего состава, мас.%: эмульгатор-стабилизатор - 18; углеводородный реагент - 50; хлорид кальция - 3; каустический магнезит - 3; вода пресная - 26.Then, an invert emulsion drilling fluid is prepared under laboratory conditions using a previously prepared stabilizer emulsifier. To do this, initially prepare a solution on an oleophilic (hydrocarbon) basis, for this take 500 g of a hydrocarbon reagent - esters of vegetable oils, 180 g of stabilizer emulsifier-stabilizer previously prepared according to Example 1 are introduced into it, while the mass ratio of hydrocarbon reagent and emulsifier is 2, 78: 1 respectively. A water-based solution is prepared separately, which is a mixture of an aqueous solution of calcium chloride with a concentration of 111 g / l and an aqueous solution of caustic magnesite with a concentration of 74 g / l, and these solutions are taken in a ratio of 2.13: 1. Then they are mixed together by introducing a water-based solution into an oleophilic (hydrocarbon) -based solution. In an advantageous embodiment, it is possible to divide the water-based solution into two portions in a volume ratio of 9: 1, which are then introduced sequentially into the oleophilic-based solution and the resulting mixture is mixed after each portion is added for at least 1 hour. In this case, an invert emulsion drilling mud of the following composition is obtained, wt.%: Emulsifier-stabilizer - 18; hydrocarbon reagent - 50; calcium chloride - 3; caustic magnesite - 3; fresh water - 26.
С целью увеличения реологических показателей при низких скоростях сдвига в полученный инвертно-эмульсионный буровой раствор дополнительно можно вводить высшую жирную ненасыщенную кислоту - олеиновую или линолевую, в количестве 0,5-2 мас.%.In order to increase rheological parameters at low shear rates, a higher fatty unsaturated acid, oleic or linoleic, in an amount of 0.5-2 wt.% Can be added to the obtained invert emulsion drilling fluid.
Инвертно-эмульсионные буровые растворы, полученные предлагаемым способом, с другим соотношением ингредиентов готовят аналогичным образом.Invert emulsion drilling fluids obtained by the proposed method, with a different ratio of ingredients, are prepared in a similar way.
В таблице 3 приведены данные об ингредиентном составе заявляемого и известного по прототипу эмульгаторов-стабилизаторов, а также об инвертно-эмульсионных буровых растворах, полученных на их основе предлагаемым способом.Table 3 shows data on the ingredient composition of the claimed and known prototype emulsifiers-stabilizers, as well as on invert emulsion drilling fluids obtained on their basis by the proposed method.
В лабораторных условиях исследовали следующие свойства указанных буровых растворов:In laboratory conditions, the following properties of the indicated drilling fluids were investigated:
- показатель фильтрации (Ф30, см3), замеряли на динамическом фильтр-прессе фирмы OFI при ΔР=0,7 МПа;- filtration rate (Ф 30 , cm 3 ), measured on a OFI dynamic filter press at ΔР = 0.7 MPa;
- реологические свойства - пластическую вязкость (η, мПа·с), динамическое напряжение сдвига (τ0, дПа), прочность геля (Gel, фунт/100 фут2), η, τ0 и Gel замеряли на вискозиметре фирмы OFITE; вязкость при низкой скорости сдвига (ВНСС, мПа·с) замеряли на вискозиметре Брукфильда;- rheological properties — plastic viscosity (η, MPa · s), dynamic shear stress (τ 0 , dPa), gel strength (Gel, lb / 100 ft 2 ), η, τ 0 and Gel were measured on an OFITE viscometer; viscosity at low shear rate (VNSS, MPa · s) was measured on a Brookfield viscometer;
- показатель консистенции "К" вычисляли по известным формулам [Маковей Н. Гидравлика бурения. - М.: Недра, 1986];- the consistency index "K" was calculated according to well-known formulas [Macovei N. Hydraulics of drilling. - M .: Nedra, 1986];
- электростабильность замеряли на измерителе электрической устойчивости фирмы OFITE.- electrical stability was measured on an OFITE electrical stability meter.
В таблице 4 приведены данные о показателях свойств инвертно-эмульсионных буровых растворов, приготовленных с использованием эмульгатора-стабилизатора по известному и заявляемому способам.Table 4 shows data on the properties of invert emulsion drilling fluids prepared using an emulsifier-stabilizer according to the known and claimed methods.
Данные, приведенные в таблицах 3-4, показывают, что инвертно-эмульсионные буровые растворы, приготовленные по предлагаемому способу и с использованием заявляемого эмульгатора, имеют низкие значения показателя фильтрации при ΔР=0,7 МПа (Ф=0-2,0 см3/30 мин), технологически необходимые реологические характеристики (η=25-120 мПа·с, τ0=50-460, ВНСС=20000-40000 мПа·с) характеризуются оптимальным для бурения пологих и горизонтальных скважин показателем консистенции (К=0,3-0,5), что соответствует низким гидравлическим сопротивлениям; при этом эмульсионные буровые растворы, полученные по известному способу, характеризуются высокими смазочными свойствами и высокой электростабильностью (не менее 200 В).The data shown in tables 3-4 show that invert emulsion drilling fluids prepared by the proposed method and using the inventive emulsifier have low values of the filtration rate at ΔP = 0.7 MPa (Ф = 0-2.0 cm 3 / 30 min), technologically necessary rheological characteristics (η = 25-120 mPa · s, τ 0 = 50-460, VNSS = 20000-40000 mPa · s) are characterized by the consistency indicator optimal for drilling shallow and horizontal wells (K = 0, 3-0.5), which corresponds to low hydraulic resistance; while emulsion drilling fluids obtained by a known method are characterized by high lubricating properties and high electrical stability (not less than 200 V).
Технико-экономические преимущества получаемых по предлагаемому способу инвертных эмульсионных буровых растворов по сравнению с прототипом заключаются в следующем:Technical and economic advantages obtained by the proposed method invert emulsion drilling fluids in comparison with the prototype are as follows:
- показатель фильтрации получаемых растворов меньше, чем аналогичный показатель прототипа, что обеспечивает меньшее повреждение фильтрационно-емкостных характеристик продуктивного пласта;- the rate of filtration of the resulting solutions is less than the same indicator of the prototype, which provides less damage to the filtration-capacitive characteristics of the reservoir;
- реологические свойства получаемых растворов, особенно при низких скоростях сдвига, имеют более высокие значения, чем у прототипа, и при этом они соответствуют требованиям для проводки пологих и субгоризонтальных участков ствола скважины.- the rheological properties of the resulting solutions, especially at low shear rates, have higher values than the prototype, and at the same time they meet the requirements for posting flat and subhorizontal sections of the wellbore.
Таким образом, как показали лабораторные испытания, способ приготовления инвертных эмульсионных буровых растворов по сравнению с известным техническим решением позволяет получить растворы с более высокими выносными и удерживающими свойствами с одновременным сохранением коллекторских свойств пород вскрываемого разреза, что позволяет успешно бурить пологие и субгоризонтальные скважины и качественно вскрывать продуктивный пласт.Thus, as laboratory tests have shown, the method of preparing invert emulsion drilling fluids, as compared with the known technical solution, allows to obtain fluids with higher extension and retention properties while preserving the reservoir properties of the rocks of the opening section, which allows successful drilling of shallow and subhorizontal wells and qualitatively open productive layer.
Кроме того, получаемые по предлагаемому способу инвертные эмульсии (инвертно-эмульсионные буровые растворы) характеризуются практически неограниченной солестойкостью, высокими смазочными и ингибирующими характеристиками, хорошей устойчивостью к попаданию в систему загрязняющих компонентов (глины, цемента, пластовых вод) и возможностью повторного использования, что особенно важно с технико-экономической и экологической точек зрения.In addition, invert emulsions (invert emulsion drilling fluids) obtained by the proposed method are characterized by almost unlimited salt resistance, high lubricating and inhibitory characteristics, good resistance to contaminants (clay, cement, formation water) entering the system and the possibility of reuse, which is especially important from a technical, economic and environmental point of view.
Характеристика продуктов переработки таллового масла на основе высших жирных кислотTable 1
Characterization of tall oil based tall oil processed products
Характеристики неароматических легких минеральных маселtable 2
Characteristics of non-aromatic light mineral oils
Данные об ингредиентном составе заявляемого эмульгатора и приготовленного предлагаемым способом на его основе инвертно-эмульсионного бурового раствораTable 3
Data on the ingredient composition of the inventive emulsifier and prepared by the proposed method on its basis invert emulsion drilling mud
Данные о показателях свойств инвертно-эмульсионных буровых растворов, приготовленных с использованием предлагаемого эмульгатора-стабилизатора по известному и заявляемому способамTable 4
Data on the properties of invert emulsion drilling fluids prepared using the proposed emulsifier-stabilizer according to the known and claimed methods
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103283/03A RU2336291C1 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103283/03A RU2336291C1 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007103283A RU2007103283A (en) | 2008-08-10 |
RU2336291C1 true RU2336291C1 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=39745798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007103283/03A RU2336291C1 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2336291C1 (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452849C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparation for cementing of wells drilled using invert-emulsion drilling mud |
RU2490293C1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparing hydrophobic emulsion drilling mud by phase inversion technique for drilling low-angle and horizontal wells |
RU2505577C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Method for make-up of reversive-inverted drilling fluid by phase inversion |
RU2507371C1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of horizontal well construction in sections of unstable strata (versions) |
RU2534353C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Compound emulsifier for production of invert emulsion mud based on mineral oil and used for penetration of productive strata |
RU2670308C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Джиар Петролеум" | Method of elimination of drilling solution absorption in construction of oil and gas wells |
RU2670307C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Джиар Петролеум" | Method for preventing manifestations in the construction of oil and gas wells |
WO2019023335A1 (en) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | Saudi Arabian Oil Company | Ecofriendly emulsifier synthesis from esterified waste vegetable oil for wellbore drilling fluids |
RU2684657C1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-04-11 | Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" | Lubricant additive for drilling mud |
RU2720113C1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-04-24 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Emulsifier for invert emulsion to increase oil recovery of formations |
RU2720857C1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Emulsifier for invert emulsion to increase oil recovery of formations |
RU2724248C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Внедренческая Фирма Биоскан" | Lubricating composition for drilling mud |
US10858568B1 (en) | 2019-07-11 | 2020-12-08 | Saudi Arabian Oil Company | Rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems |
US11352545B2 (en) | 2020-08-12 | 2022-06-07 | Saudi Arabian Oil Company | Lost circulation material for reservoir section |
RU2783123C1 (en) * | 2022-05-06 | 2022-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Invert emulsion drilling fluid |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103666406A (en) * | 2013-10-10 | 2014-03-26 | 李火莲 | Oil well drilling emulsion |
CN103881678A (en) * | 2014-03-18 | 2014-06-25 | 陶荣燕 | Octyl trimethyl ammonium chloride strong oil well emulsion |
-
2007
- 2007-01-26 RU RU2007103283/03A patent/RU2336291C1/en active
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452849C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparation for cementing of wells drilled using invert-emulsion drilling mud |
RU2490293C1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of preparing hydrophobic emulsion drilling mud by phase inversion technique for drilling low-angle and horizontal wells |
RU2505577C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Method for make-up of reversive-inverted drilling fluid by phase inversion |
RU2507371C1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of horizontal well construction in sections of unstable strata (versions) |
RU2534353C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Compound emulsifier for production of invert emulsion mud based on mineral oil and used for penetration of productive strata |
US10808161B2 (en) | 2017-07-27 | 2020-10-20 | Saudi Arabian Oil Company | Ecofriendly emulsifier synthesis from esterified waste vegetable oil for wellbore drilling fluids |
WO2019023335A1 (en) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | Saudi Arabian Oil Company | Ecofriendly emulsifier synthesis from esterified waste vegetable oil for wellbore drilling fluids |
US10385254B2 (en) | 2017-07-27 | 2019-08-20 | Saudi Arabian Oil Company | Ecofriendly emulsifier synthesis from esterified waste vegetable oil for wellbore drilling fluids |
RU2670308C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Джиар Петролеум" | Method of elimination of drilling solution absorption in construction of oil and gas wells |
RU2670307C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-10-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Джиар Петролеум" | Method for preventing manifestations in the construction of oil and gas wells |
RU2684657C1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-04-11 | Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" | Lubricant additive for drilling mud |
RU2720857C1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Emulsifier for invert emulsion to increase oil recovery of formations |
RU2720113C1 (en) * | 2019-02-28 | 2020-04-24 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Emulsifier for invert emulsion to increase oil recovery of formations |
RU2724248C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Внедренческая Фирма Биоскан" | Lubricating composition for drilling mud |
US10858568B1 (en) | 2019-07-11 | 2020-12-08 | Saudi Arabian Oil Company | Rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems |
US11072736B2 (en) | 2019-07-11 | 2021-07-27 | Saudi Arabian Oil Company | Rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems |
US11352545B2 (en) | 2020-08-12 | 2022-06-07 | Saudi Arabian Oil Company | Lost circulation material for reservoir section |
US11739249B2 (en) | 2020-08-12 | 2023-08-29 | Saudi Arabian Oil Company | Lost circulation material for reservoir section |
RU2783123C1 (en) * | 2022-05-06 | 2022-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Invert emulsion drilling fluid |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007103283A (en) | 2008-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2336291C1 (en) | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis | |
US8763724B2 (en) | Emulsion-based cleaning composition for oilfield applications | |
US11427744B2 (en) | Waste vegetable oil-based emulsifier for invert emulsion drilling fluid | |
US8778850B2 (en) | Biodegradable non-reactive oil-well stimulation fluid and method of use | |
CA2889523C (en) | Wellbore servicing compositions and methods of making and using same | |
AU756915B2 (en) | Lubricants for drilling fluids | |
CA2702872A1 (en) | Drilling composition, process for its preparation, and applications thereof | |
NO341246B1 (en) | Method of drilling in an underground formation | |
US4517102A (en) | Method of breaking an emulsion and an emulsion-emulsion breaker composition | |
MXPA03005918A (en) | Thinners for invert emulsions. | |
NO843250L (en) | PROCEDURE FOR AA PREVENTING LOSS OF AN OIL-BASED DRILL IN AN UNDERGROUND FORM | |
US20090291859A1 (en) | Drilling fluid additive | |
US20200385626A1 (en) | Invert-emulsion oil based mud formulation using calcium salt of fatty acid as primary emulsifier | |
DE69821697T2 (en) | Drilling fluids with improved anti-settling properties and methods of manufacture | |
US20120000657A1 (en) | Treatment fluid for wells drilled in oil mud, in the form of a delayed effect water-in-oil emulsion | |
US2667457A (en) | Method for producing gels | |
CA2840201C (en) | Hydrocarbon-based drilling fluids containing cesium phosphate | |
US2799646A (en) | External water phase drilling emulsions and additives therefor | |
NO823414L (en) | PROCEDURE AND MEDICINE FOR SURGERY OF OIL OR GAS BURNS. | |
RU2502774C1 (en) | Drilling mud on hydrocarbon basis | |
RU2757767C2 (en) | Emulsion drilling mud | |
US5830830A (en) | Use of acetal-containing mixtures | |
RU2762504C1 (en) | Method for producing invert emulsion emulsifier and invert emulsion emulsifier for drilling fluids | |
RU2467049C2 (en) | Method of preparing invert-emulsion drilling mud | |
KR20210032450A (en) | Synthetic lubricant for water-based drilling fluid systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20101116 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111031 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116 Effective date: 20111226 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116 Effective date: 20141230 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116 Effective date: 20151123 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101116 Effective date: 20190528 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220224 Effective date: 20220224 |