Змащувальна добавка до бурових розчинів

Змащувальна добавка до бурових розчинів, що містить триетаноламін або етаноламіни, поліетиленгліколеві ефіри моноалкілфенолів, яка відрізняється тим, що додатково містить кислоти, виділені з рослинних олій, воду і поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти з додаванням препарату ОС-20 при такому співвідношенні компонентів, мас. %: триетаноламін або етаноламіни поліетиленгліколеві ефіри моноалкілфенолів кислоти, виділені з рослинних олій поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти додаванням препарату ОС-20 вода UA (21) u200708805 (22) 30.07.2007 (24) 26.11.2007 (72) ТЕРЕХОВА ГЕНРІЕТА ФЕДОРІВНА, UA, ШАФРАНОВА СВІТЛАНА ГЕОРГІЇВНА, UA, СТАХУРСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ДМИТРОВИЧ, UA, ШАПОШНИК ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МАКЕДОНСЬКИЙ ОЛЕГ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, КОВАЛЕНКО ВІКТОР ІВАНОВИЧ, UA, КОВАЛЕНКО ВАЛЕНТИНА ФЕДОРІВНА, UA, БОРОДЕНКО ТЕТЯНА ОЛЕКСІЇВНА, UA, ШАФРАНОВА ОЛЬГА ВАЛЕРІЇВНА, UA (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "АЗОВСЬКІ МАСТИЛА І ОЛИВИ", UA (56) (19) 1 3 поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти з додаванням препарату ОС-20 3-10 вода до 100 На перерахованих вище компонентах виготовлено ряд зразків змащувальної добавки, склад яких наведен у таблиці №1. Основні фізикохімічні показники цих зразків наведені у таблиці №2. Ліпшу змащувальну здібність мають бурові розчини з емульгованими поверхневоактивними речовинами, такими як високомолекулярні жирні кислоти та їх ефіри. В якості таких поверхневоактивних речовин обрані кислоти, виділені з рослинних олій (ріпакової, соняшникової, бавовняної). Кислоти, виділені з цих олій, складаються, в основному, із линолевої (13-62%) і олеїнової (1540%) кислот, а також невеликої кількості стеаринової (1,5-4,5%) і линоленової кислот (до 10%). Пальмітинова кислота у невеликій кількості (3,5-6,5%) є у соняшниковій олії, а у бавовняній її більше (20-22%). Ріпакова олія може мати у своєму складі (40-54%) ерукової кислоти [Справочник «Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием». Москва. « Машиностроение». 1986, стор. 61]. Додавання у змащувальну добавку триетаноламіну обумовлює утворення триетаноламінових мил перерахованих вище кислот з метою їх повного емульгування у водному розчині. Добавки у невеликій кількості до бурових розчинів оксиетильованих продуктів сприяють підвищенню ступеню емульгування змащувальної добавки, пластичної деформації поверхонь тертя і, як наслідок, підвищенню мастильних властивостей промивальних рідин. Оксиетильованими продуктами в пропонованій змащувальній добавці є поліетиленгліколеві ефіри моноалкілфенолів, наприклад Неокол АФ 9-4, і поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти з додаванням препарату ОС-20. Змащувальні властивості добавки та її емульгування в промивальній рідині взаємопов'язані. З підвищенням ступеню емульгування добавки у розчині - його мастильні властивості поліпшуються.У зразках, наведених у табл. №1, було визначено їх температура застигання, кислотне число, лужне число, мастильні властивості на ЧМТ (табл. №2). Наведені в таблицях №1 і №2 зразки №1, 2, 3 виготовлені на кислотах, виділених з різних рослинних олій, по результатам фізико-хімічних показників практично однакові. На зразках №4, 5, 6 з різним завантаженням кислот ще раз підтверджується, що з збільшенням останніх поліпшуються мастильні властивості добавки (результати визначення на ЧМТ). У зразку №7 при завантаженні поліетиленгліколевих ефірів стеаринової кислоти з додаванням препарату ОС20 і Неонола АФ 9-4 по 3% емульгуючи 28169 4 властивості достатні, а при завантаженні цих же компонентів по 2% (зразок №8) - погіршуються. Відповідно до складу зразка №1 була виготовлена змащувальна добавка, яка названа АЗМОЛ Бурол, у кількості 5кг і випробувана у лабораторії фізико-хімії промивальних рідин ТОВ "Нафтогазінженірінг" та в лабораторії глинистих розчинів Охтирського УБР ВАТ "Укрнафта" (Акт лабораторних випробувань додається). Метою випробування було визначення ефективності обробки промивальної рідини з підвищеними фрикційними і адгезійними властивостями змащувальною добавкою АЗМОЛ Бурол, визначення оптимальної концентрації при її застосуванні, а також вплив температури на її змащувальні здібності. Випробування здійснювалися на модельних промивальних рідинах, виготовлених у лабораторних умовах. Відповідно до акту лабораторних випробувань: модель №1 (ТОВ "Нафтогазінженірінг") - 20% мас. бентоніту, 5% мас, КСІ, 2% мас. CaSO4, 5% мас. лігносульфанату, 0,7% мас. КМЦ, 35% мас. BaSO4, вода - решта; модель №2 (Охтирське УБР ВАТ "Укрнафта") - 18% мас, бентоніту, 5% нас, NaCL, 10% мас. лігносульфанату, 0,5% мас. КМЦ, 30% мас, ВaSO4, вода - решта. Температура випробувань: 20±2°С і 90±5°С. Випробувальні концентрації змащувальної добавки становили, % об.: 0,5 ; 1,0; 1,5. Результати лабораторних випробувань змащувальної добавки наведені у таблицях №1 і №2 акту лабораторних випробувань. Із результатів лабораторних випробувань слідує, що змащувальна добавка АЗМОЛ Бурол в межах досліджених концентрацій ефективно впливає на трибологічні характеристики промивальної рідини. Вже при добавці в 0,5% об. значно знижуються коефіцієнти тертя і ковзання кірки, а адгезійні властивості досягають нормальних регламентних значень, відповідають нормальним безаварійним нормам промивки свердловин. Температура мало впливає на результати обробки (в інтервалі 2090°С). Діючі концентрації змащувальної добавки у 6-10 разів нижчі за аналогічну обробку промивальної рідини сирою нафтою. До переваг змащувальної добавки порівняно з сирою нафтою спід віднести і те, що вона добре розчиняється в промивальній рідині, не утворюючи поверхневих плівок. На свердловині №31 Копилівського родовища (виконавець бурових робіт Полтавське ВБР БУ "Укрбургаз") було проведено промислове випробування змащувальної добавки АЗМОЛ Бурол у кількості 4т. Тип промивальної рідини мінералізована, глиниста, стабілізована крохмальним сополімером "POLYSAL". Об'єм промивальної рідини в свердловині та циркуляційній системі бурової установки 200м3. Робоча концентрація змащувальної добавки в промивальній рідині складала 0 5% об. Промислові випробування показали, що обробка змащувальною добавкою мінералізованої промивальної рідини не впливає на реологічні показники рідини, а лише поліпшує її змащувальні 5 28169 показники. За період випробувань не відбувалось технологічних ускладнень, пов'язаних з "прихватом" бурильного інструменту, а промивальна рідина впродовж інтервалу 26032740м мала задовільні змащувальні характеристики. Технологія виготовлення змащувальної добавки до промивальних рідин АЗМОЛ Бурол полягає у наступному. До варника, забезпеченого перемішувальним пристроєм і обігріванням, завантажують послідовно кислоти, виділені з рослинних олій, триетаноламін, поліетиленгліколеві ефіри моноалкілфенолів, поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти з додавання препарату ОС-20 та воду. Одночасно з початком завантаження компонентів вмикається перемішувальний пристрій та обігрівання. Підйом температури припиняється при її досягненні 5070°С. При цій температурі реакційна суміш перемішується протягом 2-3 годин, аналізується і зливається у тару. Основні фізико-хімічні характеристики змащувальної добавки АЗМОЛ Бурол наведені у таблиці №3. На змащувальну добавку АЗМОЛ Бурол є технічний опис ТО 24.6-00152365-158-2004, а також необхідна технічна документація, що дає право на промислове виробництво та застосування. 6 ЧКМ: - навантаження 126 зварювання - навантаження критичне 80 - індекс задиру 35,18 126 126 112 126 80 35,11 80 35,43 80 33,40 80 35,17 Найменування показника Зовнішній вигляд для температури (20±5)°С Запах Температура застигання, °С, не вище Кислотне число, мг КОН/г, не менше Лужне число, мг КОН/г, не менше Норма Однорідна Специфічн мінус 7 25 80 Таблиця 1 Найменування компонентів Прототип Олива желюгова легка Поліетиленгліколевий ефір моноалкілфенолу С9Н19С6Н4О(С2Н4О)10Н Триетаноламін Пентамер пропілену Поліетиленгліколевий ефір моноалкілфенолу Неонол АФ 9-4 Поліетиленгліколеві ефіри стеаринової кислоти з додаванням препарату ОС-20 етаноламіни Кислоти, виділені з рапсової олії Кислоти, виділені з соняшникової олії Кислоти, виділені з бавовняної олії Вода № зразка 5 5 45 1 2 3 4 7,5 7,5 40 25 25 25 15 5 5 5 5 5 5 5 9 10 22 30 22 22 22 22 5 5 5 3 2 7 5 5 5 5 5 3 2 7 5 25 17 10 15 20 15 15 15 17 17 17 48 48 48 65 53 40 57 61 49 48 Таблиця 2 Найменування показників 1 Температура застигання, -10 °С Кислотне число, мг 31,4 КОН/г Лужне число, мг КОН/г 108,1 Мастильні властивості на 4 2 3 4 № зразка 5 6 7 8 9 10 -8 -7 -9 -8 -7 -8 -7 -9 -8 33,5 30,5 19,5 28,1 37,0 27,9 28,5 29,1 32,1 109,1 107,0 64,8 95,4 129,6 95,1 95,8 96,1 107,5