Гуматный реагент для обработки буровых растворов

Гуматный реагент для обработки буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГУМАТНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержавши бурый уголь, гидроокись щелочного металла и модифицирующую добавку, о тличающийся тем, что, с целью улучшения качества реагента за ,счет повышения его ингибирующего действия на буровые растворы, в качестве модифицирующей добгшки реагент содержит гидроокись алюминия при следующем соотношении компонентов , вес.% Бурый угол 75-77 Гидроокись щелочного металла J8-19 Гидроокись алюминия4-6

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1 46271

З(Я) С 09 К 7Р02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

18-19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3387233/23-03 (22) 29,01.82 (46) 07.10.83. Бюл. 9 37 (72) Е.Д.Щеткина, M.И.Липкес, А..Г.11дивани, P.M.Ченпова, И.Ф.Зинчук

Б.И.Шнапер и P.С.Лернер (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622.243.144.3(088.8) (56) 1. Создать и освоить в производстве химические реагенты и материалы

Отчет ВНИИБТ по теме 9 49, Г.С.

В 7202607. 1981, с.10-29.

2. Авторское свидетельство СССР

В 883139, кл. С 09 К 7/04, 1978 (прототип). (54) (57) ГУМАТНЦЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВ11Х РАСТВОРОВ, содержащий бурый уголь, гидроокись щелочного металла и модифицирующую добавку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества реагеита

sa счет повышения его ингибирующего действия на буровые растворы, в качестве модифицирующей добавки реагент содержит гидроокись алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.й

Бурый угол 75-77

Гидроокись щелочного металла

Гидроокись алюминия 4-6

1046271

Таблица 1

Крупность, мм

Состав реагента, I

+1,6 (-1,6 )-1 0 (-! 0)063 (063)0, 16 -О, 16

Остаток на сите, Х

13,0

2,4

14,2

68,2

КОН 25,0

Бурый уголь 75, 0

М (ОН) 3,0

12,7

3,0

2,0

15,0

67,3

КОН 19,0

Изобретение относится к буровым растворам, применяемых в процессе проводки нефтяных и газовых скважин а также бурения шахтных отвалов в неустойчивых глинистых породах.

Известен гуматно-калиевьгй реагент получаемый обработкой бурого угля едким кали и используемый в системах ингибированных растворов (1 ).

ОДнако этот реагент обладает относительно невысоким ингибирующим действием, в связи с чем дополнительно в системах в качестве ингибитора применяют электролит, как правило хпористый калий. Кроме того, при вводе последнего отмечается резкое повышение водоотдачи и ухудшение реологических свойств раствора — рост вязкости и статического напряжения сдвига. Для нормализации этих пока. зателей необходима обработка раство- ра солестойкими реагентами, как праВило дорогостоящими полимерными материалами (КИЦ, акриловые полмеры и т.п.), что увеличивает время, затрачиваемой на химическую обработку раствора, усложняет ее ввиде многокомпонентности состава и в конечном итоге удорожает ее вследствие названных причин и необходимости применения дорогостоящих материалов.

Известен гуматный реагент для обработки буровых растворов, содержащий бурый уголь, гидроокись щелочного металла и модифицирующую добавку (2 ).

Недостатком этого реагента, содержащего в качестве модифицирующей добавки триэтаноламина, являются высокие значения эффективной вязкости, статическое и динамическое напряжения сдвига, обработанных им суспензий при попадании в них пластичных глин, з

Цель изобретения — улучшение качества реагента за счет повышения его ингибирующего действия на буровые растворы.

Поставленная цель достигается гуматным реагентом для обработки буровых растворов, содержащим бурый уголь, гидроокись щелочного металла и моди— фицирующую добавку, в котором в ка1р честве модифицирующей добавки содержится гидроокись алюминия, при следующем соотношении инградиентов,вес.Х

Гидроокись щелочного металла 18-19

Бурый уголь 75-77

Гидроокись агпоминия 4-6

Пример. Навеска измельченного бурого угля (с содержанием гуG миновых 37X) обрабатывалась смесью едкой щелочи (КОН или МаОН) и гидрата окиси алюминия, растворенных в таком количестве воды, чтобы общая влажность смеси с учетом влажности бурого угля составляла 55-60Х.

Реакционная масса тщательно перемешивалась до завершения реакции взаимодействия бурого угля с гидроокисями, после чего реагент подсушивался до остаточной влажности 15-20Х.

Ингибирующая способность реагента оценивалась по диспергируемости шлама в 5Х-ных растворах реагентов различных составов. Для этого применялась специально отсеянная фракция гидрослюдистой глины размеров(-2,5 )i,6 мм. Навески такой глины помещались вместе с растворами реагентов в плотно закрывающиеся сосуды и подвергались 2-часовому перемешиванию.

Затем, пользуясь набором сит, проводили фракционный анализ проб. Результаты по диспергированию представлены в табл.1 °

1046271

Продолжение табл.

Крупность, мм

Состав реагента,, +1,6 (-!,6)-1,0 (-1,0)-0,63 (-0,63)-0,16 -О,!6

Остаток на сите, Х

Бурый уголь 78,0

Al(ОН) 4,0

8,0

1,4

2,9

8,6

80,0

7,5

1,6

1,3

7,9

81,7

7,0

1,4

7,6

82,2

7,4

1,4

1,4

8,8

81,0

7,0

1,4

),2

7,8

82,6

8,8

2,4

2,0

10,0

76,8

К0Н 19,0

Бурый уголь 77,0

Al (0H) 5,0

КОН 18,0

Бурый уголь 77,0

А1(ОН)3 5

КОН 18,5

Бурый уголь 76,5

Al(0H)g 6,0

КОН 18,0

Бурый уголь 76,0

Аl(ÎH)з 7,0

КОН 20,,0

Бурый уголь 73,0

Аl(ОН) 10,0

КОН 17,0

Бурый уголь 73,0

Как видно из табл.1, в растворах реагентов, содержащих в своем составе 80-82Х гидроокиси алюминия глина представлено исходной фракцией

+ 1,6 мм, тогда как в реагенте без гидроокиси алюминия эта фракция составляет только 68%. Увеличение содержания гидроокиси алюминия в реагенте свыше 6% практически не изменяет степени диспергирования глин. Даже 15%-ная добавка бетонита в раствор, обработанный предлагаемым реагентом, не вызывает значительных изменений реологических показателей (условной вязкости, предельных дина50 мического и статического напряжений сдвига); начальные реологические показатели буровых растворов, содержащих предлагаемый реагент также ниже, чем у растворов с гуматно-ка55.ëèåâûì реагентом при практически одинаковой величине водоотдачи, Иэ этой таблицы также следует, что повышать содержание Al(OH) свыше 6Х не1046271 целесообразно, а ЭХ-ные добавки недостаточны.

В табл.2 приведены показатели

Т а Ь л а д а 2 см

Исходный раствор+реагеит

l,О 0/0 14,0 9, 3

4,0 1,04 В,о О

Тот ае раствор+

+ глина

5>0 1>0 4>8 1 ° 06 6>О 10>5 0/)5 )0>3 9>2

5,0 ),О )5,4 1,09 12,0 8),0 48/65 8,3 9,5

То не

5,0 0,7 н/т 1,)2 Не определяется 6>5 9,4

Исходный раствор реагент

2,0

Тот ае раствор 1

+ глина

5,0 1,0 4>6 I >07 5>5 4>0 016 9>0 9>7.

5,0 1,0 8,2 1,09 12,5 20,0 18/32 7,7 9,6

5,0 0,7 н/т I,)2 Не определяется 5,8 9,5

То не

Исходный раствор>

+ реагент

О/О !0,0 9,6

4,2 1,05 3,5 3,0

3,0

Тот ае раствор

+глйна

5,0 )>О 4,7 1,07 6,0 7,5 О/5 8,5 9,8

5,0 1,0 7,6 1, 10 )0,5 28,3 3/IS 7,0 9,6

5,0 0,7 34,6 l,)2 )5,0 7 1,0 62/SS 5,7 9,6

То ае

Исходны!) раствор + реагеит 4, О

Тот ае раст вор + глина, 5,0

То аео

0,8

5 0

i,0

«> °

Исходный раствор + реагеит 5,0

Тот х>е раствор

+ глина

0,8

5,0

5,0

5>0

То ме

l,0

5,0

Исходиьй раствор+

+ реагент

6,0

Исходи>й 6й"иы))

Ьентоиитовай раствор растворов, обработанных реагентом состава,г:. бурый уголь 100, КОН 25, А1(ОН)з 7,5.

4,0 1,04 2,0 3,0 0/О 16,0 8,95

40 104 30 15 О/О 1)О 955

4 3 ) 05 4 0 )2 0 О/6 8>0 9 65

8,4 I,II )3,0 24,0 9/23 7,0 9,3

5>4 1>08 7>0 )9>5 4/Il 7 5 9 55

24>8 ) >13 22 О 66 О 24/52 5, 9,45

4 6 1,06 4,5 105 О/8 7 О 9 7

5 6 1,09 6 0 22 5 8/15 6,9 9,6

9,2 1,12 I ),0 39,0 16/29 6,4 9,35

26>0 1„14 23,0 85,5 33/62 4,9 9,5

5,2 1,06 4,5 18,0 6/ I l 6,6 9,75

l 0/)627 l

S,0 0,8 6,8 ),09 6,S 40,5 13/23 6, 1 . 9,65

IO 9 1,12 ll 5 52 S 28/37 5,0 9,35

29,6 1,)4 24,5 105,0 4Ь/85 4,3 9,55

То не лиевым Реагентом с добавкод триэтаноламина.

В табл.Э приведены показатели, растворов, обработанных гуматно-каПоказатели раствора

2н.ХОН бентоПроба

40 104 20 30 О/О 160 895

О/О 13 5 9,4

40 ) 04 35, 0

5,0 1,0 5,0 1,07 6,5 )2,0 О/)5 9,4 9,2

5,0 1,0 38,2 1,08 13,5 88,S 62/7) 8,5 9,5

То не

S,O О, 7 н/т l, 12 Не онределаетсе 6,8 9,4

О/О 1l 0 9 45

40 104 35 0

5,0 ),0 4,8 1,07 6 5 4,5

То не

5,0 1,0 9,4 1,09 37 ° 5

S,0

0,7

6,3 9,45,н/т Не определаетсн

° I

5,0 1,0 5,0 1,07 6,0 7,5 О/5 Ь,S 9 ° 35

4,2 1,04 3,5 3,0 О/О 9,5 9,4S

3,0

50 )О 8) 1,10 120 255 О/3I 73 955

5,0 0,7 47,,8 1,32 16,0 156,0 95/IIO 5,0 9,4S То хе

44. 3 05 4 5 13 5 О/8 8rS 95У

4,0

Тот не раст° ор + глина

Исходный 6Х-ный бентонитовый раствор

Исходный раствор + реагент 1,0

Тот хе раствор

+ глина

Исходный раствор + реагент 2,0, Тот не растворе

+ reea

Исходный раст» вор + глина

Исходный раствор + раа гент

Исходный раствор + глина

Исходный раствоф + ренгент

S,0

5,0 ),0 \. 1 сПз

О/8 9,4 9 65

28/36 7,8 9,55

1046271

Продолнение табл,3. раство

JIHNbl кааателн раствора

СИ11ИО > игс/си2

В сн

Т дн сн енто"

Тот не р-р Ф

+ глина

60 08 58 108 75 195 О/25 76 945

То не

5,0

5,0 1,О 34,4 1>13 22,5 108,0 64/89 4,6 9,45

Исходный раствор + реагент . 5,0

Тот ве раствор

+ глина

10/21 5,? 9,3

26/44 5,7 9,3

6,4 1,09 6,0 36, О

11,2 . 1,12 14,5 39>0

0,8

S,О

То ве

5,0

7,0

5,0

Исходный раствор 4 реагент

Тот ве раст-. вор + глина

10/13 7 О 9 65

S8 106 45 390

6,5 9,55

7,6 1,09 6,5 54 0 .33/36

0,8

5,0

38/52 5,5 9,35

12,6 1,! 2 13,0 55,5

5,0

То не

36,0 1, 14 26,0 124, 5 89/ 115 4, 2 9,5

5,0

Составитель Г.Сапронова

Редактор Г.Безвершенко Техред 11,Надь Корректор B.Ãèðíÿê

Заказ 7652/23 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб» д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Данные табл,1-3 свидетельствуют, что гуматный реагент, содержащий гидроокнсь алюминия, обладает высо-. ким ингибирующим действием, эффективно предотвращает набухание и диспергирование глины, обеспечивает оптимальные структурно-механические, вязкостные и фильтрационные свойства бурового раствора.

Использование изобретения позво- 40 ляет проводить безаварийной бурение в осыпающихся и набухающих породах, сократить время на приготовление, обработку и утяжеление растворов, 10,2 i, l l 14,5 31,5 15/41 6,7 9,30

5,0 10>б 5,0 24,0 О/11 7,5 9,60

28,6 1,14 25,0 97,5 74/98 4,7 9,45 уменьшить затраты на химическую обработку эа счет сокращения реагентов и материалов.

Способ получения реагента состоит в смешении бурового угля со смесью щелочи (KOH или NaOH) и гидрата окиси алюминия, что вписывается в существующую технологическую схему производства гуматных реагентов. В связи с этим производство предлагаемого гуматного реагента не требует организации нового производства или переоборудования действующего.