Дослідження екологічно-безпечних змащувальних добавок до бурових рідин

Abstract

Застосування мастильних добавок (лубрикантів) у бурових та технологічних рідинах є ключовим для успішного будівництва нафтогазових свердловин. Вони відіграють вирішальну роль у покращенні техніко-технологічних, економічних та екологічних показників всього процесу. В останні роки у секторі промивних рідин для буріння глибоких нафтогазових свердловин особливу актуальність набули екологічно-безпечні змащувальні добавки. У роботі представлені результати експериментальних досліджень антифракційних властивостей екологічно безпечних композицій змащувальних добавок. Розроблено нову екологічно безпечну змащувальну добавку до промивальних рідин з покращеними трибологічними характеристиками, яка забезпечує безаварійну проводку стовбуру нафтогазової свердловини, в т.ч. і під час розкриття порід, що включають питні і потенційно питні горизонти підземних вод. За результатами лабораторних експериментів встановлено, найкращі показники за змащувальною здатністю, термостійкістю та стійкістю до солей мають композиції, що базуються на алкіламінних солях суміші жирних кислот рослинних олій та талової олії. Встановлено, що композиція «Бурол-2» найбільш ефективно впливає на трибологічні характеристики промивальної рідини. Коефіцієнти тертя КТК і КМТП значно знижуються при концентрації змащувальної добавки 0,5% об., при цьому адгезійні властивості досягають регламентованих значень (Кпр < 30). Оптимальною добавкою до модельних промивальних рідин цього типу можна вважати – 1,0 % об. Розроблена композиція складається з екологічно безпечних компонентів на основі алкіламінних солей суміші виділених жирних кислот рослинних олій і талової олії з добавками хімічних реагентів, що поліпшують емульгацію, протипінну дію, протидепресантні низькотемпературні характеристики. Результати досліджень, свідчать, що змащувальні властивості модельних промивних рідин мають кращі показники при їх обробці 1,0 % об. розробленою композицією «Бурол-2» порівняно з іншими змащувальними добавками, що використовуються вітчизняними буровими підприємствами. The use of lubricating additives (lubricants) in drilling and processing fluids is key to the successful construction of oil and gas wells. They play a decisive role in improving the technical, technological, economic and environmental performance of the entire process. In recent years, environmentally friendly lubricating additives have become particularly relevant in the sector of drilling fluids for deep oil and gas wells. The paper presents the results of experimental studies of the anti-fraction properties of environmentally safe compositions of lubricating additives. A new environmentally safe lubricating additive for flushing fluids with improved tribological characteristics has been developed, which ensures trouble-free drilling of the oil and gas wellbore, including during the exposure of rocks containing drinking and potentially drinking groundwater horizons. According to the results of laboratory experiments, the best indicators in terms of lubricity, heat resistance and salt resistance are found in compositions based on alkylamine salts of a mixture of fatty acids of vegetable oils and tall oil. It was found that the composition "Burol-2" most effectively affects the tribological characteristics of the flushing fluid. The friction coefficients of CTC and KMTP are significantly reduced at a concentration of the lubricating additive of 0.5% vol., while the adhesive properties reach regulated values (Kpr < 30). The optimal additive to model flushing fluids of this type can be considered to be 1.0% vol. The developed composition consists of environmentally safe components based on alkylamine salts of a mixture of selected fatty acids of vegetable oils and tall oil with additives of chemical reagents that improve emulsification, anti-depressant effect, and anti-depressant low-temperature characteristics. The results of the research show that the lubricating properties of model flushing fluids have better indicators when treated with 1.0% vol. of the developed composition "Burol-2" compared to other lubricating additives used by domestic drilling enterprises.