RU2684657C1 - Lubricant additive for drilling mud - Google Patents
Lubricant additive for drilling mud Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684657C1 RU2684657C1 RU2018119625A RU2018119625A RU2684657C1 RU 2684657 C1 RU2684657 C1 RU 2684657C1 RU 2018119625 A RU2018119625 A RU 2018119625A RU 2018119625 A RU2018119625 A RU 2018119625A RU 2684657 C1 RU2684657 C1 RU 2684657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- lubricant
- metal
- oil
- lubricant additive
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000003879 lubricant additive Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 42
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 42
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 26
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 26
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002888 zwitterionic surfactant Substances 0.000 claims description 2
- -1 fatty acid ester Chemical class 0.000 abstract description 25
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 8
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 abstract description 8
- 239000004927 clay Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 41
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 9
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 8
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical class C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 4
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 4
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- WBHHMMIMDMUBKC-QJWNTBNXSA-N ricinoleic acid Chemical class CCCCCC[C@@H](O)C\C=C/CCCCCCCC(O)=O WBHHMMIMDMUBKC-QJWNTBNXSA-N 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- JNYAEWCLZODPBN-UHFFFAOYSA-N 2-(1,2-dihydroxyethyl)oxolane-3,4-diol Polymers OCC(O)C1OCC(O)C1O JNYAEWCLZODPBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 2
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 2
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 2
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 2
- 244000000231 Sesamum indicum Species 0.000 description 2
- 235000003434 Sesamum indicum Nutrition 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 2
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 2
- 229940074046 glyceryl laurate Drugs 0.000 description 2
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- RQFVHGAXCJVPBZ-UHFFFAOYSA-N propylene pentamer Chemical compound CC=C.CC=C.CC=C.CC=C.CC=C RQFVHGAXCJVPBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARIWANIATODDMH-UHFFFAOYSA-N rac-1-monolauroylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO ARIWANIATODDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N sorbitan Polymers OCC(O)C1OCC(O)[C@@H]1O JNYAEWCLZODPBN-CTQIIAAMSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 2
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 2
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 2
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 2
- DHKIVCMLYUCALN-UHFFFAOYSA-N (2-hydroxyphenyl)methanesulfonic acid Chemical compound OC1=CC=CC=C1CS(O)(=O)=O DHKIVCMLYUCALN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000019774 Rice Bran oil Nutrition 0.000 description 1
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZQSLXQPHPOTHG-UHFFFAOYSA-N [K+].[K+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 Chemical compound [K+].[K+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 FZQSLXQPHPOTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000002194 fatty esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002195 fatty ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- GIWKOZXJDKMGQC-UHFFFAOYSA-L lead(2+);naphthalene-2-carboxylate Chemical compound [Pb+2].C1=CC=CC2=CC(C(=O)[O-])=CC=C21.C1=CC=CC2=CC(C(=O)[O-])=CC=C21 GIWKOZXJDKMGQC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- JVUYWILPYBCNNG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)borane Chemical compound [K+].[O-]B=O JVUYWILPYBCNNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000008165 rice bran oil Substances 0.000 description 1
- 229960003656 ricinoleic acid Drugs 0.000 description 1
- FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N ricinoleic acid Natural products CCCCCCC(O[Si](C)(C)C)CC=CCCCCCCCC(=O)OC FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N sodium metaborate Chemical group [Na+].[O-]B=O NVIFVTYDZMXWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, а именно к смазочным добавкам для буровых растворов.The invention relates to the drilling of oil, gas and exploration wells, namely, lubricant additives for drilling fluids.
Смазочные добавки к буровым растворам значительно увеличивают срок работы не только долот, но и всего бурового оборудования. Достигается это за счет снижения силы трения на всех поверхностях контакта, движущихся или перемещаемых элементов (деталей) бурового инструмента и оборудования между собой и с горной породой. При этом снижается износ, повышается длительность эксплуатации оборудования, уменьшается вероятность осложнений процесса бурения вследствие прихватов и посадок бурового инструмента, залипания колонны бурильных труб в желобах и на участках искривления скважины. В связи с этим важно разработать более эффективные и малодефицитные добавки, позволяющие существенно улучшить смазочные свойства буровых растворов.Lubricant additives to drilling fluids significantly increase the life of not only bits, but also all drilling equipment. This is achieved by reducing the friction force on all contact surfaces, moving or moving elements (parts) of drilling tools and equipment between themselves and with the rock. This reduces wear, increases the duration of equipment operation, decreases the likelihood of complications in the drilling process due to sticking and drilling tool landings, sticking of the drill pipe string in trenches and in the sections of the curvature of the well. In this regard, it is important to develop more effective and low-deficient additives that can significantly improve the lubricating properties of drilling fluids.
Смазочные добавки должны удовлетворять следующим требованиям:Lubricant additives must meet the following requirements:
- повышать смазочные, противоизносные и противоприхватные свойства бурового раствора, в том числе в условиях высоких контактных давлений и температур;- to increase the lubricating, anti-wear and anti-sticking properties of drilling mud, including under conditions of high contact pressures and temperatures;
- адсорбироваться на металлических поверхностях с образованием реологически пластичного или полупластичного их состояния с высоким пределом текучести;- adsorb on metal surfaces with the formation of their rheologically plastic or semi-plastic state with high yield strength;
- не вызывать вспенивания бурового раствора;- do not cause foaming of the drilling fluid;
- не растворяться в водной среде;- do not dissolve in the aquatic environment;
- не подвергаться гидролизу или реакциям разложения в водной среде, не оказывать отрицательного воздействия на параметры бурового раствора и проницаемость продуктивного пласта;- not to undergo hydrolysis or decomposition reactions in the aquatic environment, not to have a negative impact on the parameters of the drilling fluid and the permeability of the reservoir;
- быть хорошо совместимой со всеми реагентами, применяемыми для обработки буровых растворов, и способствовать снижению показателя фильтрации раствора;- be well compatible with all reagents used for the treatment of drilling fluids, and help reduce the filtration rate of the solution;
К настоящему времени предложено значительное количество смазочных добавок для буровых растворов. Они представлены широким набором различных классов химических соединений - соли металлов, (в основном щелочных), жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, хлорированные, сульфированные, конденсированные жирные кислоты, а также сложные смеси природных веществ и др.To date, a significant amount of lubricant additives for drilling fluids has been proposed. They are represented by a wide range of different classes of chemical compounds - metal salts (mostly alkaline), fatty acids, fatty acid esters, chlorinated, sulfonated, condensed fatty acids, as well as complex mixtures of natural substances, etc.
Известно применение в качестве смазочных добавок к буровым растворам частично нейтрализованных жирных кислот, обеспечивающих существенное снижение коэффициентов трения и оказывающих общее облагораживающее действие на буровые растворы.It is known to use as lubricant additives to drilling fluids of partially neutralized fatty acids, which provide a significant reduction in friction coefficients and have a general improving effect on drilling fluids.
Например, известна смазочная добавка для буровых растворов (см. патент № RU 2230769 от 20.06.2004), содержащая жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24, нейтрализующий агент и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит замещенные аммонийные соли жирных кислот с числом углеродных атомов от 10 до 26 при следующем соотношении ингредиентов, масс. %: жирные кислоты триглицеридов (с числом углеродных атомов от 14 до 24) 50-80, нейтрализующий агент 3-6, замещенные аммонийные соли жирных кислот (с числом углеродных атомов от 10 до 26) 5-40, вода остальное.For example, a lubricant additive for drilling fluids is known (see patent No. RU 2230769 dated 06/20/2004), containing triglyceride fatty acids with carbon atoms from 14 to 24, a neutralizing agent and water, characterized in that it additionally contains substituted ammonium salts of fatty acids with the number of carbon atoms from 10 to 26 in the following ratio of ingredients, mass. %: fatty acids of triglycerides (with the number of carbon atoms from 14 to 24) 50-80, neutralizing agent 3-6, substituted ammonium salts of fatty acids (with the number of carbon atoms from 10 to 26) 5-40, water the rest.
Известна смазочная добавка для буровых растворов (см. патент № RU 2148608 от 10.05.2000), содержащая жирные кислоты триглицеридов с числом углеродных атомов от 14 до 24, нейтрализующий агент, полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6-12 мономерными звеньями в радикале и воду.Known lubricant additive for drilling fluids (see patent number RU 2148608 from 10.05.2000), containing triglycerides fatty acids with carbon atoms from 14 to 24, neutralizing agent, polyethylene glycol ether monoizonilphenol with 6-12 monomeric units in the radical and water.
Известна смазочная добавка к буровым растворам (см. патент № RU 2163617 от 27.02.2001), включающая жирные кислоты, нейтрализующий агент и воду. Смазочная добавка содержит жирные кислоты синтетические и/или природные с С7 и выше, а в качестве нейтрализующего агента - неорганические основания или их смеси и дополнительно - азотсодержащие органические основания или их смеси и низшие одноатомные спирты с С2-5 или олигомерные полиэтиленгликоли со степенью полимеризации 2-5 или их смеси, или олигомерные полипропиленгликоли со степенью полимеризации 1-3 при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанные жирные кислоты 20-85; указанные спирты, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли 10-40; нейтрализующий агент 1-8; указанные органические основания 0,1-20; вода остальное.Known lubricant additive to drilling mud (see patent number RU 2163617 from 27.02.2001), including fatty acids, a neutralizing agent and water. Lubricant additive contains synthetic and / or natural fatty acids with C7 and above, and as a neutralizing agent - inorganic bases or their mixtures and additionally - nitrogen-containing organic bases or their mixtures and lower monohydric alcohols with C2-5 or oligomeric polyethylene glycols with degree of polymerization 2 -5 or their mixtures, or oligomeric polypropylene glycols with a degree of polymerization of 1-3 in the following ratio of components, wt. %: said fatty acids 20-85; these alcohols, polyethylene glycols, polypropylene glycols 10-40; neutralizing agent 1-8; said organic bases 0.1-20; water the rest.
Высокая эффективность смазок на основе нейтрализованных жирных кислот связана с хорошей совместимостью последних с водной фазой бурового раствора в результате образования лиофильных мицеллярных дисперсий.The high efficiency of lubricants based on neutralized fatty acids is associated with a good compatibility of the latter with the aqueous phase of the drilling fluid as a result of the formation of lyophilic micellar dispersions.
Кроме того, весьма распространенным является использование не нейтрализованных синтетических, а также некоторых природных жирных кислот, в частности, кислот легкого таллового масла (ЛТМ). При этом образуются эластичные смазочные слои повышенной прочности в результате омыления жирных кислот непосредственно на металлической поверхности.In addition, the use of non-neutralized synthetic as well as some natural fatty acids, in particular light tall oil (LTM) acids, is very common. At the same time, elastic lubricating layers of increased strength are formed as a result of saponification of fatty acids directly on the metal surface.
Например, известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая легкое талловое масло, триэтаноламин, дополнительно содержит оксиэтилированный алкифенол С9Н19С6Н4O(C2H4)10ОН, пентамер пропилена при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: легкое талловое масло 35-55, оксиэтилированный алкилфенол С9Н19С6Н4O(C2H4)10ОН 5-10, триэтаноламин 5-10, пентамер пропилена 35-55. Техническим результатом является снижение коэффициента трения бурового раствора, обработанного заявленной смазочной добавкой, при одновременном снижении ее расхода, (см. патент № RU 2197511 от 27.01.2003).For example, a well-known lubricating additive for drilling fluids containing light tall oil, triethanolamine, additionally contains ethoxylated alkyphenol C 9 H 19 C 6 H 4 O (C 2 H 4 ) 10 OH, propylene pentamer in the following ratio of ingredients, wt. %: light tall oil 35-55, ethoxylated alkylphenol C 9 H 19 C 6 H 4 O (C 2 H 4 ) 10 OH 5-10, triethanolamine 5-10, propylene pentamer 35-55. The technical result is to reduce the coefficient of friction of the drilling fluid, treated with the claimed lubricant additive, while reducing its consumption (see patent number RU 2197511 from 01/27/2003).
Как известно, эффективность жирных кислот как смазок повышается с увеличением длины углеводородных цепей, обеспечивающих гидрофобное экранирование поверхностей трения. С этой точки зрения, наилучшими свойствами обладают алкильные радикалы. Однако, во-первых, природные жирные кислоты обладают углеводородными цепями олефинового характера, характеризующимися сравнительно слабым экранирующим действием, а во-вторых, применение синтетических предельных жирных кислот ограничено числом углеродных атомов, равным 9, так как высшие жирные кислоты (с С9 и выше) - твердые, экологически небезопасные вещества.As you know, the effectiveness of fatty acids as lubricants increases with increasing length of hydrocarbon chains, providing hydrophobic shielding of friction surfaces. From this point of view, alkyl radicals have the best properties. However, firstly, natural fatty acids have hydrocarbon chains of olefinic nature, characterized by a relatively weak shielding effect, and secondly, the use of synthetic saturated fatty acids is limited by the number of carbon atoms equal to 9, since higher fatty acids (C9 and higher) - solid, environmentally hazardous substances.
Кроме того, известны следующие смазочные добавки к буровым растворам.In addition, the following lubricant additives to drilling fluids are known.
Известна смазка для бурового раствора (см. патент US 9598625 от 21.03.2017), представляющая собой комбинацию сырого таллового масла вязкостью 29 сПз при температуре 25°С и давлении 1 атм., и производного рицинолевой кислоты, которое представляет собой как минимум частично переэтерифицированный продукт из реакции рицинолевой кислоты с пропиловым спиртом в присутствии кислоты, содержащей фосфор, имеющий вязкость в интервале от 30 до 500 сПз при температуре 40°С и давление 1 атм. Объемное отношение производного рицинолеиновой кислоты к сырому талловому продукту составляет от примерно 1:1 до примерно 1:3. Содержание производных рицинолеиновой кислоты по меньшей мере 10 об. % от смазки бурового раствора.A well-known drilling fluid lubricant (see US Patent 95,98625 dated 03/21/2017), which is a combination of crude tall oil with a viscosity of 29 centipoise at a temperature of 25 ° C and a pressure of 1 atm., And a ricinoleic acid derivative, which is at least a partially interesterified product from the reaction of ricinolic acid with propyl alcohol in the presence of an acid containing phosphorus, having a viscosity in the range from 30 to 500 cP at a temperature of 40 ° C and a pressure of 1 atm. The volume ratio of the ricinoleic acid derivative to the crude tall product is from about 1: 1 to about 1: 3. The content of ricinoleic acid derivatives is at least 10 vol. % of lubrication of drilling mud.
К недостаткам данной смазки можно отнести совместимость с буровыми растворами только на водной основе, а также нестабильность фильтрационной корки ввиду использования чистых талловых масел.The disadvantages of this lubricant include compatibility with drilling fluids only water-based, as well as the instability of the filter cake due to the use of pure tall oil.
Известна смазочная добавка для буровых растворов по п. 1 формулы изобретения (см. патент US 20160289529 от 06.10.2016), состоящая из трех компонентов: первый компонент - сульфированная добавка, второй - сложный эфир Олеиновой кислоты или сложный эфир жирной кислоты таллового масла, третий - этоксилированный жирный эфир. Содержание каждого компонента колеблется в пределах от 1 до 50 мас. %. В качестве сульфированной добавки могут быть использованы сульфурированый метиловый жирный эфир, сульфурированный 2-этилгексиловый жирный эфир, сульфурированный 2-этилгехсилолеат и их комбинации. В качестве второго компонента используют, например, соединение эфира олеиновой кислоты, тетраэтаноламина и пентаэритритила; соединение эфира жирной кислоты с высоким содержанием масла, триэтаноламина и пентаэритритола; соединение сложного эфира жирной кислоты с высоким содержанием масла, триэтаноламина и триметилолпропана; комбинация сложного эфира олеиновой кислоты, трис-изопропаноламина и пентаэритритола и др. В качестве третьего компонента используют этоксилированный жирный сложный эфир, сложный эфир полиэтиленгликоля олеиновой кислоты, сложный эфир полипропиленгликоля жирной кислоты таллового масла, этоксилированный диолеат касторового масла и их комбинации. Смазочная добавка дополнительно содержит жидкофазный компонент на водной основе, например, морская вода, минерализованная вода, пластовая вода.Known lubricant additive for drilling fluids according to claim 1 of the claims (see US Patent 20160289529 of 10/06/2016), consisting of three components: the first component is a sulfonated additive, the second is an ester of oleic acid or an ester of tall oil fatty acid, the third - ethoxylated fatty ether. The content of each component ranges from 1 to 50 wt. % As the sulfonated additive, sulfurized methyl fatty ether, sulfurized 2-ethylhexyl fatty ether, sulfurized 2-ethylhexylleate, and combinations thereof can be used. As the second component, for example, the compound of oleic acid ester of tetraethanolamine and pentaerythrityl is used; high fatty acid ester compound, triethanolamine and pentaerythritol; high fatty acid ester, triethanolamine and trimethylolpropane ester compound; a combination of oleic ester, tris-isopropanolamine and pentaerythritol, etc. As the third component, ethoxylated fatty ester, polyethylene glycol oleic acid ester, polypropylene glycol fatty acid ester of tall oil, ethoxylated castor oil dioleate and their combination are used. The lubricant additive further comprises a water-based liquid phase component, for example, seawater, saline water, formation water.
Недостатками данной смазочной добавки является дороговизна компонентов, входящих в состав смазки, в частности высокая стоимость активной основы.The disadvantages of this lubricant additive is the high cost of the components that make up the lubricant, in particular the high cost of the active base.
Также, известна смазочная добавка для промывочной жидкости и бурового раствора для вскрытия пласта (см. патент WO 2017176244 от 12.10.2017), содержащая растительное масло и как минимум два неионных поверхностно-активных вещества (нПАВ). В качестве растительного масла используют касторовое, а в качестве нПАВ - сложные эфиры сорбитана и полиэтоксилированные сорбитановые эфиры. Смазка содержит примерно от 50 до 90% растительного масла и от 10 до 50% нПАВ.Also known lubricant additive for flushing fluid and drilling fluid for the opening of the reservoir (see patent WO 2017176244 dated 10/12/2017), containing vegetable oil and at least two non-ionic surfactants. Castor oil is used as a vegetable oil, and sorbitan esters and polyethoxylated sorbitan esters are used as NSA. The lubricant contains from about 50 to 90% vegetable oil and from 10 to 50% NSA.
Недостатком данной смазочной добавки является низкая эффективность, поскольку в качестве активной основы используется растительное масло, которое не способствует значительному снижению коэффициента трения, а входящие в состав сложные эфиры сорбитана и полиэтоксилированные сорбитановые эфиры фактически являются эмульгаторами и солюбилизаторами, которые улучшают диспергируемость смазки в растворе, но никак не влияют (не снижают) на коэффициент трения.The disadvantage of this lubricant additive is low efficiency, since vegetable oil is used as an active base, which does not contribute to a significant reduction in friction coefficient, and the sorbitan esters and polyethoxylated sorbitan esters are actually emulsifiers and solubilizers, which improve the dispersibility of the lubricant in the solution, but do not affect (do not reduce) the coefficient of friction.
Известна смазочная жидкость для бурового раствора, полученная из растительного масла по изобретению CN 104371674 от 25.02.2015, состоящая из следующих сырьевых материалов в массовых долях: от 70 до 80 частей растительного масла, от 10 до 20 частей низших спиртов, от 1 до 5 частей поверхностно-активного вещества и от 1 до 5 частей термостойкого эмульгатора. Дополнительно смазочная жидкость содержит катализатор. В качестве растительного масла используют арахисовое, кокосовое, соевое, рапсовое, подсолнечное и кукурузное, пальмовое, льняное, касторовое, хлопковое, масло рисовых отрубей, оливковое, кунжутное и тому подобное. В качеств низших спиртов использую спирты с 1-6 атомами углерода, предпочтительно 1-3 атомами углерода, например, метанола, этанол, пропанол, изопропанол. ПАВ используют для улучшения смазочных свойств, термостойкий эмульгатор - для повышения термостойкости смазочной добавки. Термостойкий эмульгатор выбирают из сульфометилированного танина, сульфометилированного таннин-экстракта, сульфометилфенольной смолы, сульфированной лигнитной смолы.Known lubricating fluid for drilling fluid, obtained from vegetable oil according to the invention CN 104371674 from 02/25/2015, consisting of the following raw materials in mass fractions: from 70 to 80 parts of vegetable oil, from 10 to 20 parts of lower alcohols, from 1 to 5 parts surfactants and from 1 to 5 parts of heat-resistant emulsifier. Additionally, the lubricating fluid contains a catalyst. As a vegetable oil, peanut, coconut, soybean, rapeseed, sunflower and corn, palm, linseed, castor, cottonseed oil, rice bran oil, olive, sesame and the like are used. As lower alcohols using alcohols with 1-6 carbon atoms, preferably 1-3 carbon atoms, for example, methanol, ethanol, propanol, isopropanol. Surfactants are used to improve lubricating properties, heat-resistant emulsifier - to increase the heat resistance of the lubricant additive. The heat-resistant emulsifier is selected from sulfomethylated tannin, sulfomethylated tannin extract, sulfomethylphenol resin, sulfonated lignite resin.
Недостатками данной смазки является низкая эффективность смазки в виду отсутствия эффективной смазывающей основы (в качестве основы используется только растительное масло, которое как уже говорилось ранее не способствует значительному снижению коэффициента трения), а присутствие низших спиртов не позволяет создать прочную пленку на поверхности металла.The disadvantages of this lubricant are low lubricant efficiency due to the lack of an effective lubricating base (only vegetable oil is used as a base, which, as mentioned earlier, does not contribute to a significant reduction in friction coefficient), and the presence of lower alcohols does not allow to create a strong film on the metal surface.
Известна смазка для бурового раствора (см. CN 105524599 от 27.04.2016), состоящая из следующих компонентов: 60-98% растительного масла, 1-20% полиоксиэтиленового эфира жирного спирта и 1-20% противозадирной противоизносной присадки. Противозадирную противоизносную присадку выбирают из органического хлорида, органического сульфида, органической соли металла и бората. Предпочтительно органический хлорид представляет собой хлорированный парафин 42, хлорированный парафин 50 или хлорированный парафин 52. Органический сульфид представляет собой вулканизированное хлопковое масло или сульфированный изобутилен. Соль органического металла представляет собой диалкилдитиокарбамат, диалкилдитиофосфат или нафтенат свинца. Борат выбирают из метабората натрия, метабората калия или тетрабората калия.Known lubricant for drilling mud (see CN 105524599 from 04/27/2016), consisting of the following components: 60-98% vegetable oil, 1-20% polyoxyethylene fatty alcohol ether and 1-20% anti-seize anti-wear additive. The anti-seize anti-wear agent is selected from organic chloride, organic sulphide, organic metal salt and borate. Preferably, the organic chloride is chlorinated paraffin 42, chlorinated paraffin 50 or chlorinated paraffin 52. The organic sulfide is vulcanized cottonseed oil or sulfonated isobutylene. The organic metal salt is dialkyl dithiocarbamate, dialkyl dithiophosphate or lead naphthenate. The borate is selected from sodium metaborate, potassium metaborate, or potassium tetraborate.
К недостаткам данной смазки можно отнести низкую эффективность, поскольку в качестве активной основы используется растительное масло и полиоксиэтиленовый эфир жирного спирта, который не влияет на смазывающие свойства, и является лишь неионогенным ПАВ с высокими деэмульгирующими свойсвами.The disadvantages of this lubricant include low efficiency, since vegetable oil and polyoxyethylene fatty alcohol ester is used as an active base, which does not affect lubricating properties and is only a non-ionic surfactant with high demulsifying properties.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является смазочная добавка к буровым растворам по изобретению RU 2163616 от 27.02.2001, включающая синтетическую жидкость, нейтрализующий агент и воду, содержит в качестве синтетической жидкости ацетали, или альфаолефины, или полиальфаолефины, жирные кислоты высшего ряда с С9 и выше, а в качестве нейтрализующего реагента - гидроокиси щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанная синтетическая жидкость 10-35, указанные жирные кислоты 60-80, указанный нейтрализующий агент 0-3, вода остальное.The closest in essence and the achieved technical result is a lubricant additive to drilling fluids according to the invention RU 2163616 dated 02.27.2001, including a synthetic fluid, a neutralizing agent and water, contains acetals or alpha olefins or polyalphaolefins, high-fatty acids as a synthetic fluid with C9 and higher, and as a neutralizing agent - alkali metal hydroxides in the following ratio, wt. %: the specified synthetic liquid 10-35, the specified fatty acids 60-80, the specified neutralizing agent 0-3, water the rest.
К недостаткам прототипа можно отнести следующее:The disadvantages of the prototype include the following:
1) Использование в качестве смазочного агента жирных кислот может приводить к образованию в минерализованных буровых растворах хлопьев, которые могут забивать вибросита.1) The use of fatty acids as a lubricating agent can lead to the formation of flakes in mineralized drilling muds, which can clog vibrating screens.
2) Невозможность использования смазочной добавки в минерализованых буровых растворах, ввиду ее нестабильности.2) The impossibility of using a lubricant additive in mineralized drilling muds, due to its instability.
3) Использование жирных кислот приводит к понижению рН бурового раствора, что приводит к ухудшению его свойств. В связи с этим появляется необходимость дополнительной обработки бурового раствора для поддержания его рН.3) The use of fatty acids leads to a decrease in the pH of the drilling fluid, which leads to a deterioration of its properties. In this regard, there is a need for additional processing of the drilling fluid to maintain its pH.
Существенным отличием заявляемой смазочной добавки от прототипа является использование в составе эфиров жирных кислот растительных масел и поверхностно-активных веществ, что в совокупности с другими заявляемыми компонентами добавки обеспечивает синергетический эффект, проявляющийся в повышении устойчивости как в пресных, так и в минерализованных буровых растворах, а также в повышении смазочных и противоприхватных свойств добавки.A significant difference of the inventive lubricant additive from the prototype is the use of vegetable oils and surfactants in the fatty acid ester composition, which, in combination with the other claimed components of the additive, provides a synergistic effect, manifested in increasing stability in both fresh and mineralized drilling muds, and also in enhancing the lubricating and anti-adhesive properties of the additive.
Технической задачей предлагаемого изобретения является сохранение высоких показателей смазочных свойств, таких как снижение коэффициента трения бурильного инструмента о стенки скважины и обсадную колонну, а также повышение противоприхватных свойств, таких как снижение коэффициента потенциального прихвата на границе «металл - глинистая корка» и «метал-металл» в пресных и минерализованных буровых растворах.The technical task of the invention is the preservation of high levels of lubricating properties, such as reducing the coefficient of friction of the drilling tool against the borehole wall and casing, as well as increasing anti-sticking properties, such as reducing the coefficient of potential sticking at the metal-clay interface "In fresh and mineralized drilling mud.
Поставленная задача решается тем, что получают смазочную добавку, содержащую растительное масло, синтетическую жидкость, сложный эфир жирных кислот растительных масел и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас. %:The problem is solved in that they get a lubricant additive containing vegetable oil, synthetic fluid, ester of fatty acids of vegetable oils and a surfactant in the following ratio of components, wt. %:
В качестве растительного масла используют рапсовое, подсолнечное, сурепное, кукурузное, соевое, пальмовое(олеин), льняное, касторовое, хлопковое, оливковое, кунжутное и другие. В предпочтительном варианте в качестве растительного применяют рапсовое, пальмовое, подсолнечное масла.Rapeseed, sunflower, rapeseed, corn, soybean, palm (olein), linseed, castor, cottonseed, olive, sesame and others are used as vegetable oils. In the preferred embodiment, as a plant used rapeseed, palm, sunflower oil.
В качестве синтетической жидкости используют, например, дистиллятные нефтяные масла малой и средней вязкости, экстракты от селективной очистки остаточных нефтяных масел, дистиллятные и остаточные компоненты различной вязкости (углеводороды), углеводородные компоненты полученные гидрокрекингом и гидроизомеризацией, а также синтетические продукты (высокомолекулярные углеводороды, полиальфаолефины и другие) и их смеси.As a synthetic liquid, for example, distillate petroleum oils of low and medium viscosity, extracts from selective purification of residual petroleum oils, distillate and residual components of different viscosity (hydrocarbons), hydrocarbon components produced by hydrocracking and hydroisomerization, and synthetic products (high-molecular hydrocarbons, poly-alpha olefins) and others) and mixtures thereof.
В качестве сложного эфира жирных кислот растительных масел используют метиловый эфир жирных кислот, эфир этиленгликоля и жирных кислот, эфир глицерина и жирных кислот, триэтаноламиновый эфир жирных кислоты и другие.As the fatty acid ester of vegetable oils, fatty acid methyl ester, ethylene glycol fatty acid ester, glycerol fatty acid ester, fatty acid triethanolamine ester, and others are used.
В качестве поверхностно-активного вещества (далее по тексту - ПАВ) используют неионогенные ПАВ или цвиттерионнные ПАВ. В качестве неионогенных ПАВ используют, например, глицерил лаурат, оксиэтилированные спирты, например, оксиэтилированный моноалкилфенол. В качестве цвиттерионных используют, например, лецитин, аминокислоты, производные бетаина, например, кокаминопропил бетаин и имидазолин.Nonionic surfactants or zwitterionic surfactants are used as surfactants (hereinafter referred to as surfactants). As nonionic surfactants used, for example, glyceryl laurate, ethoxylated alcohols, for example, ethoxylated monoalkylphenol. As zwitterionic use, for example, lecithin, amino acids, derivatives of betaine, for example, cocamopropyl betaine and imidazoline.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в повышении смазочных свойств и снижении коэффициента потенциального прихвата на границе «металл - глинистая корка» и «метал-металл» в пресных и минерализованных буровых растворах.The technical result achieved in the implementation of the claimed invention, is to improve the lubricating properties and reduce the coefficient of potential sticking at the border of the metal-clay crust "and metal-to-metal" in fresh and mineralized drilling fluids.
Заявляемая смазочная добавка обладает следующим преимуществами по сравнению с прототипом:The inventive lubricant additive has the following advantages compared with the prototype:
1) Заявляемая добавка может применятся как в пресных, так и в минерализованных типах растворов, за счет присутствия в составе сложных эфиров жирных кислот, которые являются более устойчивыми в минерализованных средах, чем жирные кислоты. Кроме того, использование в составе добавки ПАВ обеспечивает легкую диспергируемость в пресных и минерализованных средах, не вызывая при этом вспенивания.1) The inventive additive can be used in both fresh and mineralized types of solutions, due to the presence in the composition of esters of fatty acids, which are more stable in mineralized media than fatty acids. In addition, the use of surfactants in the composition of the additive provides easy dispersibility in fresh and mineralized media, without causing foaming.
2) Применение заявляемой смазочной добавки позволяет формировать более прочную смазочную пленку на поверхности металла за счет присутствия в составе сложных эфиров жирных кислот, которые благодаря своей полярности притягиваются к положительно заряженным металлическим поверхностям, образуя тем самым прочный адсорбционный слой.2) The use of the inventive lubricant additive allows you to form a stronger lubricating film on the metal surface due to the presence in the composition of esters of fatty acids, which due to their polarity are attracted to positively charged metal surfaces, thereby forming a durable adsorption layer.
3) Синергетический эффект в результате сочетания компонентов смазочной добавки, а именно - жирных кислот растительного масла, синтетической жидкости и сложных эфиров жирных кислот, способствует образованию плотной и стабильной граничной пленки, благодаря которой уменьшается рост сил адгезии и сил сопротивления движению колонны труб, в результате чего снижается налипание выбуренной породы на элементы КНБК (компоновок низа бурильной колонны) и оборудование первичной системы очистки бурового раствора, уменьшает износ подвижных элементов циркуляционной системы, а также эффективно снижается коэффициент трения (Ктр).3) The synergistic effect resulting from the combination of the components of the lubricant additive, namely fatty acids of vegetable oil, synthetic fluid and fatty acid esters, contributes to the formation of a dense and stable boundary film, which reduces the growth of adhesion forces and resistance to movement of the pipe string, which reduces the sticking of cuttings to the BHA elements (bottom-hole assembly) and the equipment of the primary mud cleaning system, reduces the wear of moving elements circulation system, and effectively reduces the friction coefficient (CTE).
4) Снижает фильтратоотдачу бурового раствора. Компоненты смазки хорошо адсорбируются на границе раздела фаз - жидкость/твердая фаза. В качестве твердой фазы в буровом растворе может быть бентонит или мел, которые формируют фильтрационную корку и частично снижают фильтратоотдачу раствора. Адсорбция смазки на поверхности твердых частиц делает фильтрационную пленку более плотной и затрудняет проникновение воды между частиц твердой фазы, что и приводит к снижению фильтратоотдачи бурового раствора.4) Reduces the filtrate yield of the drilling fluid. The lubricant components are well adsorbed at the phase / liquid / solid phase interface. As a solid phase in the drilling fluid, there may be bentonite or chalk, which form a filter cake and partially reduce the filtrational yield of the solution. The adsorption of grease on the surface of solid particles makes the filtration film more dense and impedes the penetration of water between the particles of the solid phase, which leads to a decrease in the filtrate return of the drilling fluid.
5) Кроме того, заявляемая смазочная добавка не оказывает отрицательного воздействия на реологию бурового раствора, и хорошо совместима со всеми реагентами, применяемыми для обработки буровых растворов.5) In addition, the claimed lubricant additive does not adversely affect the rheology of the drilling fluid, and is well compatible with all reagents used to process drilling fluids.
Далее будет приведен наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения, который тем не менее, не ограничивает другие возможные варианты осуществления явным образом следующие из материалов заявки и понятные специалисту.The following is the most preferred embodiment of the invention, which, nevertheless, does not limit other possible embodiments of the following explicitly from the application materials and understandable to the expert.
Способ получения смазочной добавки к буровым растворам осуществляют следующим наиболее предпочтительным образом.The method of obtaining a lubricant additive to drilling fluids is carried out in the following most preferred manner.
В реактор-смеситель загружают расчетное количество растительного масла, синтетической жидкости, сложного эфира жирных кислот растительного масла и ПАВ. Массу перемешивают в течении 30-60 минут при температуре 30-40°С. Получают готовый продукт, который далее разливают по бочкам.A calculated amount of vegetable oil, synthetic fluid, vegetable oil fatty acid ester, and surfactant is loaded into the mixer reactor. The mass is stirred for 30-60 minutes at a temperature of 30-40 ° C. Get the finished product, which is then poured into barrels.
Эффективность смазочной добавки оценивали по стандарту Американского нефтяного института на приборе Lubricity Tester фирмы OFITE путем определения коэффициента трения пары "металл-металл"(Ктр в паре «М-М»). ΔКтр - величина снижения коэффициента трения бурового раствора при наличии смазочной добавки. Для измерения коэффициента трения в паре «металл-фильтрационная корка» (Ктр в паре «М-ФК») использовали прибор ФСК-4Э. Для оценки противоприхватных свойств использовали прибор на определение прихватоопасности OFITE.The effectiveness of the lubricant additive was evaluated by the standard of the American Petroleum Institute on the instrument Lubricity Tester of OFITE company by determining the friction coefficient of the metal-to-metal pair (Ktr in the pair M-M). ΔKtr - the value of reducing the friction coefficient of the drilling fluid in the presence of a lubricant additive. To measure the friction coefficient in the metal-filter cake pair (KTR in the M-FC pair), the FSK-4E device was used. To assess the anti-sticking properties, the device was used to determine the sticking danger of OFITE.
Исследовались смазочные свойства бурового раствора, обработанного следующими смазочными добавками:The lubricant properties of the drilling fluid treated with the following lubricant additives were investigated:
1. Смазочная добавка "В1", мас. %: подсолнечное масло - 69,5; масло компонент МК-50 - 20; эфир этиленгликоля и жирных кислот - 10; глицерил лаурат - 0,5.1. Lubricant additive "B1", wt. %: sunflower oil - 69.5; oil component MK-50 - 20; ether of ethylene glycol and fatty acids - 10; glyceryl laurate - 0.5.
2. Смазочная добавка "В2", мас. %: рапсовое масло - 64; масло компонент МК-50 - 30; эфир глицерина и жирных кислот - 5; оксиэтилированный моноалкилфенол - 1.2. Lubricant additive "B2", wt. %: rapeseed oil - 64; oil component MK-50 - 30; glycerol fatty acid ester - 5; ethoxylated monoalkylphenol - 1.
3. Смазочная добавка "В3", мас. %: пальмовый олеин - 40; Масло базовое М-9С - 38; триэтаноламиновый эфир жирных кислот - 20; кокаминпропил бетаин - 2.3. Lubricant additive "B3", wt. %: palm olein - 40; Oil base M-9C - 38; fatty acid triethanolamine ester - 20; cocaminepropyl betaine - 2.
4. Смазочная добавка "В4", мас. %: соевое масло - 78; Масло базовое М-9С - 10; метиловый эфир жирных кислот - 10; имидазолин - 2.4. Lubricant additive "B4", wt. %: soybean oil - 78; Oil base M-9C - 10; fatty acid methyl ester - 10; imidazolin - 2.
Рецептуры минерализованных растворов с заявляемыми смазочными добавками представлены в таблице №1, где образец №1 контрольный (без смазочной добавки).Recipe mineralized solutions with the claimed lubricant additives are presented in table No. 1, where the sample number 1 control (without lubricant additives).
Рецептуры пресных растворов с заявляемыми смазочными добавками представлены в таблице №2, где образец №6 контрольный (без смазочной добавки), а образец №7 с использованием смазки-прототипа.Formulations of fresh solutions with the claimed lubricant additives are presented in table No. 2, where sample No. 6 is control (without lubricant additive), and sample No. 7 using the prototype lubricant.
Результаты испытаний заявляемых смазочных добавок в минерализованных растворах приведены в таблице №3, в пресных растворах в таблице №4.The test results of the inventive lubricant additives in saline solutions are shown in table No. 3, in fresh solutions in table No. 4.
Таким образом, исходя из представленных результатов в таблице №3 и №4, можно сделать вывод, что заявляемая смазочная добавка показывает высокую эффективность показателей смазочных и противоприхватных свойств, таких как снижение коэффициента трения и коэффициента потенциального прихвата на границе «металл - глинистая корка» и «метал-металл» в пресных и минерализованных буровых растворах.Thus, based on the presented results in table No. 3 and No. 4, it can be concluded that the claimed lubricant additive shows high efficiency of lubricating and anti-sticking properties, such as reducing the friction coefficient and the coefficient of potential sticking at the metal-clay crust and "Metal-metal" in fresh and mineralized drilling mud.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119625A RU2684657C1 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Lubricant additive for drilling mud |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119625A RU2684657C1 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Lubricant additive for drilling mud |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684657C1 true RU2684657C1 (en) | 2019-04-11 |
Family
ID=66168158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018119625A RU2684657C1 (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Lubricant additive for drilling mud |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2684657C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724248C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Внедренческая Фирма Биоскан" | Lubricating composition for drilling mud |
| RU2742421C1 (en) * | 2020-09-11 | 2021-02-05 | Игорь Владимирович Колесников | Lubricating additive for drilling muds |
| RU2744890C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Lubricant additive for water-based drilling fluids |
| RU2757767C2 (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-21 | Ооо "Нбс" | Emulsion drilling mud |
| RU2767461C1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью «Торговый Дом СпецКом» | Lubricant additive for drilling fluid |
| RU2797955C1 (en) * | 2022-06-16 | 2023-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПУ-30" | Lubricant additive for drilling fluids |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5858928A (en) * | 1994-11-28 | 1999-01-12 | Rhone-Poulenc Chimie | Gel of an apolar medium, its use for the preparation of water-based drilling fluids |
| RU2163616C2 (en) * | 1999-04-05 | 2001-02-27 | Пеньков Александр Иванович | Lubricating additive to drilling muds |
| RU2236431C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "БУРСИНТЕЗ-М" | Lubricating additive for water-based frilling fluids |
| RU2336291C1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis |
| CN105524599A (en) * | 2016-01-12 | 2016-04-27 | 潍坊天福化学科技有限公司 | Lubricant for drilling fluid and preparation method for lubricant for drilling fluid |
| WO2017176244A1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lubricant for drilling and drill- in fluids |
-
2018
- 2018-05-28 RU RU2018119625A patent/RU2684657C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5858928A (en) * | 1994-11-28 | 1999-01-12 | Rhone-Poulenc Chimie | Gel of an apolar medium, its use for the preparation of water-based drilling fluids |
| RU2163616C2 (en) * | 1999-04-05 | 2001-02-27 | Пеньков Александр Иванович | Lubricating additive to drilling muds |
| RU2236431C1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-09-20 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "БУРСИНТЕЗ-М" | Lubricating additive for water-based frilling fluids |
| RU2336291C1 (en) * | 2007-01-26 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Emulsifing and stabilising agent for invert emulsions and method of preparation of invert emulsion drill mud on its basis |
| CN105524599A (en) * | 2016-01-12 | 2016-04-27 | 潍坊天福化学科技有限公司 | Lubricant for drilling fluid and preparation method for lubricant for drilling fluid |
| WO2017176244A1 (en) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lubricant for drilling and drill- in fluids |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724248C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-06-22 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Внедренческая Фирма Биоскан" | Lubricating composition for drilling mud |
| RU2757767C2 (en) * | 2020-03-27 | 2021-10-21 | Ооо "Нбс" | Emulsion drilling mud |
| RU2744890C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Lubricant additive for water-based drilling fluids |
| RU2742421C1 (en) * | 2020-09-11 | 2021-02-05 | Игорь Владимирович Колесников | Lubricating additive for drilling muds |
| RU2767461C1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью «Торговый Дом СпецКом» | Lubricant additive for drilling fluid |
| RU2797955C1 (en) * | 2022-06-16 | 2023-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ОПУ-30" | Lubricant additive for drilling fluids |
| RU2809142C1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Lubricating composition for drilling and its production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2684657C1 (en) | Lubricant additive for drilling mud | |
| US10851281B2 (en) | Development of anti-bit balling fluids | |
| RU2415900C2 (en) | Method and composition to clean borehole prior to cementing | |
| US20090291859A1 (en) | Drilling fluid additive | |
| US5658860A (en) | Environmentally safe lubricated well fluid method of making a well fluid and method of drilling | |
| US20040014616A1 (en) | Biodegradable lubricating composition and uses thereof, in particular in a bore fluid | |
| AU654007B2 (en) | Use of acetals | |
| CN106574174A (en) | Ecofriendly lubricating additives for water-based wellbore drilling fluids | |
| EA022187B1 (en) | Biodegradable lubricating composition and use thereof in a drilling fluid, in particular for very deep reservoirs | |
| RU2307860C2 (en) | Formulation for removing asphaltene-tar-paraffin deposits and hydrophobization of formation bottom zone | |
| Kania et al. | Nonionic polyol esters as thinner and lubricity enhancer for synthetic-based drilling fluids | |
| US20200385626A1 (en) | Invert-emulsion oil based mud formulation using calcium salt of fatty acid as primary emulsifier | |
| EP0652271A1 (en) | Well fluid additive | |
| JP2020532599A (en) | Layered double hydroxides for oil-based drilling fluids | |
| RU2695201C1 (en) | Drill mud for primary opening of productive formation | |
| RU2468056C1 (en) | Additive to drill fluid on optibur water base | |
| KR20210032450A (en) | Synthetic lubricant for water-based drilling fluid systems | |
| MX2013010765A (en) | Invert drilling fluids. | |
| US20210102109A1 (en) | Oil and gas well fluids | |
| RU2616461C2 (en) | Organic clay inhibitor for drilling mud | |
| JP2021530597A (en) | Environmentally friendly lubricants for oilfield drilling fluid applications | |
| RU2757767C2 (en) | Emulsion drilling mud | |
| RU2236431C1 (en) | Lubricating additive for water-based frilling fluids | |
| RU2163616C2 (en) | Lubricating additive to drilling muds | |
| RU2230769C2 (en) | Lubricating additive for drilling fluids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190606 Effective date: 20190606 |