Способ получения реагента для глинистых буровых растворов

Способ получения реагента для глинистых буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТЮРОВ путем взаимодействия лигносульфона ов с добавкой, отличающий с я тем что, с ц«31ью уменьшения пенообразования реагента в растворе и снижения его водоотдачи, взаимодействие лигносульфонатов с добавкой проводят при 90-9 в течение 0,5-2,0 ч при рН 5-6,5, а в качестве добавки используют а1данокислоты или аминокислотосодержащие продукты в количестве 5-15% от массы лигносульфонатов. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качебтве аминокислотосодержащих продук тов и аминокислот используют или триптофан, или апкилоламид, или продукты гидролиза серной кислотой отг ходов кожевенного производства: мездру, мездровый клей, кожевенную пыль, стружку хромового дубления. 3.Способ ПОП.1, отличаi ющийся тем, что реагент в пресные глинистые растворы вводят в (Л количестве 1-3 мас.%, а в минерализованные - 3-5 мас.%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 С 09 К 7 02.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3400021/ 23-03 (22) 23 ° 02.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) Ф.Ф.Иожейко, О.В.Шуляковская и В.Ш.Шмавонянц (71) Институт общей и неорганической химии AH БССР (53) 622.243.444.(088.8) (56) 1. Рязанов А.Я. Справочник по буровым растворам. И., "Недра", 1979,. с. 74.

2, Там же, с. 80 прототип (54) (57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ путем взаимодействия лигносульфонатов с добавкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения пенообразования реагента в растворе и снижения его водоотдачи, взаимодействие лигносульфонатов с до„„SU„„1067023 А банкой проводят прн 90-97 С в тече- ние 0,5-2,0 ч при рН 5-6,5, а в качестве добавки используют аминокислоты или аминокислотосодержащие продукты в количестве 5-15Ъ от массы лнгносульфонатов.

2. Способ по п. 1, о т л ич, а ю шийся тем, что в качестве аминокислотосодержащих продук" тов и аминокислот используют или триптофан, или алкилоламид,или продукты гидролиза серной кислотой от-, ходов кожевенного производства: мездру, мездровый клей, кожевенную пыль, стружку хромового дубления.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что реагент в Я

Р пресные глинистые растворы вводят в количестве 1-3 мас.%, а в минерализованные - 3-5 мас.Ъ.

1067023

Изобретение относится к бурению скважин в соленосных отложениях и может быть использовано s нефтяной и газовой проьыаленности, а также в геолого-разведочном бурении.

Известны реагенты для обработки бурового глинистого раствора, напри- . мер углещелочной реагент (УЩР ) (1 1.

Однако данный реагент в присутстн ии хлори стого натрия коагулирует.

Наиболее близким техническим ре- 10 шением к изобретению является способ получения реагента для глинистых буровых растворов путем взаимодействия лигносульфонатов с добавкой (2).

Недостатком изнестного способа получения реагента, содержащего лигносульфонат и фенол КССБ-2 является то, что. при этом образуются реагенты, обладающие сильным вспениванием.

При этом нспенинание растворов происходит уже при небольшом содержании лигносульфонатов (0,2-0,3%) и резко возрастает с ростом их концентрации. Следствием этого является снижение удельного веса раствора и ухудшение промывки скважин иэ-за неудовлетворительной работы насосов.

Цель изобретения - уменьшение пе» нообразонания реагента в раСтворе и снижение его водоотдачи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения реагента для глинистых буровых растворов, взаимодействие лигносульфонатов с добавкой проводят при 90- З5

97ОС н течение 0,5-2,0 ч при рН 56,5, а в качестве добавки используют аминокислоты или аминокислотосодержащие продукты в количестве 5-153 от массы лигносульфонатов. 40

Кроме того, в качестве аминокислотосодержащих продуктов и аминокислот используют или триптофан, или алкилолаьяд, или продукты гидролиза серной кислотой отходов кожевенного 45 произ нодства: мездру, мездровый клей, кожевенную пыль, стружку хромового дубления.

При,утом реагент н пресные глинистые растворы. вводят в количестве

1-3 мас.Ъ, а н минеральные 3-5 мас.В.

Реакция поликонденсации лигносульфонатон (ЛС) с аминокислотосодержащей добавкой протекает интенсивно при кислой реакций раствора. Однако при рН реакционной среды меньше 5 идет образование трехмерных пространственных соединений, что существенно уменьшает растворимость образовавшегося реагента в воде. При рН больше 6,5 при 90-97 С в течение 0,2 - 60

2 ч не достигается полное взаимодей-. ствие ЛС с модифицирующей добавкой.

Реакция практически заканчивается за 0,5-2 ч, При уменьшении температуры ниже 90 С резко замедляетея 65 реакция конденсации. Выше 97 С прои ходит закип;.ние продуктов и соответственное вспенивание, что затрудняет ведение технологического процесса синтеза. Введение добавки меньше 5% от веса лигносульфонатов недостаточно, так как такой реагент не улучшает технологические свойства буроного раствора. Добавлять больше

15% аминокислотосодержащей добавки ° экономически нецелесообразно, так как увеличение добавки практически больше не улучшает технологические свойства.

Пример 1. Приготонление реагента на основе ЛС проводят В трехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником и мешалкой. Для этого берут 25%-ный раствор ССБ в количестве 500 мл, и добавляют 50 мл

25%-ного раствора гидролиэованных отходов кожевенного производства или аминокислот. Полученную. смесь при постоянном перемешивании выдерживают при 90 С в течение 2 ч при рН реакционной среды 5,0.

Пример 2. Приготовление реагента на основе ЛС проводят в трехгорлой.колбе, снабженной обратным холодильником и мешалкой. Для этого берут 25%-ный раствор ССБ н количестве 500 мл и добавляют 25 мл

25%-ного раствора гидролизованных отходов кожевенного производства ли аминокислот. Полученную смесь при-постоянном перемешивании выдер" живают при 95ОС в течение 1 ч при рН.реакционной среды 6,0.

Пример 3. Приготовление реагента на основе ЛС проводят в трехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником и мешалкой. Для этого берут 25%-ный раствор ССБ в количестне 500 мл и добавляют

75 мл 25%-ного раствора гидролизованных отходов кожевенного производства или аминокислот. Полученную смесь при постоянном перемешивании выдерживают при 97 С в течение

0,5 ч при рН реакционной среды 6,5.

Экспериментальная проверка реагента, полученного по данному спо. собу, йроведенная в лабораторных усВ яовиях, подтверждает его хорошие технологические свойства. Исследова. ния проводят с использованием в качестве глинопорошков глинисто-соленых шламов - отходов Солигорского калийного комбината. Глинисто-солевой.шлам представляет собой смесь глинистокарбонатных минералов (60-70%) и неорганических водорастворимых солей (30-403), где глинистая компонента включает гидрослюды (45-48%), монтморилонит (3-7%), ! карбонаты в виде кальцита и доломита (до 40%}, хлориты (до 5%), а со1067023 левая - хлористый калий (5-10%), хлористый натрий (20-30%). По гранулометрическому составу глинистосолевой порошок представляет собой полидисперсный продукт, содержание частиц в. котором с размером 10 мкм составляет около 70%.

В качестве реагентов-стабилизаторов применяют КМЦ или крахмал, используемые на отечественных буровых промыслах. В качестве дополнительного реагента используют модифициро-. ванные ЛС, полученные по предлагаемому способу. Технологические показатели буровых промывочных растворов, обработанных реагентом, полученным по предлагаемому способу, представлены в табл. 1.

Иэ данных табл. 1 видно, что технологические свойства буровых проьывочных растворов, приготовленных на глинисто-солевом порошке - отходе калийных предприятий БССР, являются неудовлетворительными. Они имеют высокие значения водоотдачи и суточного отстоя (пример 15). Для получения на их основе качественных буровых растворов их необходимо обрабатывать большим количеством,высокомолекулярных защитных реагентов на основе полисахаридов типа КМц или крахмала.

Однако при. этом имеет место заметное загустение раствора. Для устранения этого недостатка требуется вводить, дополнительно реагент-понизител вязкости типа ЛС (примеры 1 и 21 °

При совместной обработке буровОго

° раствора предложенным реагентом и КМЦ или крахмалом стабилизирующее действие реагентов-полисахаридов резко усиливается. При этом качест венные показатели бурового промывоч ного раствора достигаютая при расходах КМЦ или крахмала (0,5-1,0%:от

Т а бл иц а 1

Показатели растворов

T 100, 200 с

Р

MF c/ ñì

0, К

% -мм в, мл

13,7

1 «"П1 2,0 КССБ 4,0 12,8 9,1

1,8 2,9

0 2,6 2,4

Крахмал 2,0 КССБ 4,0 16,1 36,5 45,6

3 КМЦ 1,0

ССБ,модифицированная алкилоламидом 4,0

121 76 21 3 3 0

1,5

Крахмал 1,0 То же 4,0 8,2 25,8 30,4

2.2

КМЦ 1.0 ССБ. модифицированная триптофаном 4 0 10,1

2,1

6.1 15.2

При- Реагент- Дополнительный мер стабилиза- реагент, % тор, % объема раствора), т. е. в 2-4 раза меньших, чем в отсутствие реагента.

В табл. 2 представлены технологические показатели минерализованных буровых растворов, обработанных CCB

5 модифицированной аминокислотосодерI жащими продуктами, в табл. 3 - то, же, для минерализо" анных буровых растворов, обработанных ССБ, модифицированной различными аминокисло10 тами в табл. 4 — то же, для пресных буровых растворов, обработанных

ССБ, модифицированной гидролизованными . отходами кожевенного производ,ства; а в табл. 5 — то же, для насыщенных по NaC1,буровых растворов.

Например, добавление 3-5% ССБ, модифицированной ам нокислотосодержащими продуктами или аминокислотами, в глинйстый раствор обуслов;ливает незначительное изменение технологических свойств даже после длительного прогрева (6 ч J в автоклаве при 180 С. До такой же температуры сохраняется термостойкость

КМЦ в насыщенных поваренной солью глинистых растворах. Термостойкость. же растворов, .обработанных КССБ-2 не превышает 150 С. Предлагаеьый реагент более термостойкий, чем

КССБ-2.(пример 7, табл. 3>.

Целесообразность использования предлагаемого способа приготовления реагента для обработки бурового глинистого раствора очевидна. При его осуществлении получают раствор с

35 хорошими структурно-механическими и технологическими свойствами, содержащий в 2-4 раза меньше дефицит«

1 ных и дорогостоящих пеногасителей.

Доступность бросового сырья, простая

4п технология получения позволяет организовать производство предлагаемого реагента на любой буровой.

1067023

:Прополжение табл.1

Реагентстабилизатор, %

Показатели растворов

Дополнительный реагент, %

Пример к, мм

В, 0, мл %

° ««

3 0

4 0 11,1 10,1 18,2

2.0

То же

Ь Крахмал 1.

7 КМЦ 1.0

114243395.50

2.1

15.2 22 2 25,0 0 0

ССБ, модифицированная гидролизным мездровым клеем 4,0 12,8 4,3 10,8 0 0

9 KMII 1,0

1,5

40.1319317300

10 Крахмал 1,0 То же

1,0

9(0 5 10 14

9,1 5 1,0 1,6

9,4

4,6

12 Крахмал 1,0 То же. 4,0 10,0

3,0

1,0 ССБ, модифицированная гидролиэной стружкой хромового дубления кож 4,0 11,0

13 KMIJ, 39 5

45,6

0 0 1,9

0 0 1,0

56 10,7 6,0

14 Крахмал 1,0 То же 4,0 8,4 10,5 . 14,8

15"

8,0

15,8

7,7

Исходная 15%-ная глинистая суспензия.

Таблица 2

Показатели растворов

Реагентстабилиэатор, %

Дополнительный реагент, %

Пример

Т200

100 с

P. (Pgy B g 0 р

M1 C/CM мл %

К, MM

12 8 9 1 13 7 8 1 8 1 12 2 9

16,1 36,6 45,6 0 2,6 1,11 2,4

ССБ. модифицированная гидролизной пылью 4 0

9 Крахмал 1,0 То же 4,0

1,0 ССБ, модифицированная гидролизной мездрой 4,0

1 КИЦ 2 КССБ-2 (Прото-.: тип } 4

2 Крахмал 2 КССБ-2(Прототип) 4

T ilM,, 200 мГс/

:с

Удельный вес, г/GM3

1067023

Продолжение табл. 2:

Показатели растворов

Реагентстабилизатор, В

Дополнительный реагент, В

Пример

М ««

Т 1 мГс/см

100 2

О, Ф

12,1 7,6 21,3

3 КИЦ 1

ССБ, моди фицированная алкилоламндом 4

3 О 1,27 1,5

4 О 1,25 2,2 ", 4 8,2 25,8 30,4

5 КМЦ 1

ССБ,модифицированная гидролизованными отходами кожевенного производства 4

11,0 39,5

45,6

1,27 1,9

О О

1,26

1,0

4 8,4 10.5 14,8 О О

7 КМЦ 1

ССБ,модифицированная монозтаноламином 4

141 61 152

3 О 126

1,5

2 О 125 17

7,6 21,2

9,7

Таблица 3

Показатели растворов

Дополнительный реагент, ф

Реагентстабилизатор,Ъ

При мер

2ОО И

100" мГс/см с в, о, мл Ъ

К, MM

1 ССБ,модифицированная DL, .

-триптофаном 4 . 10,1 6,1 15,2

1 То же 4 11,1 10,1 18,2

2,1

2iO

5 О 1,27

3 О 1,25

2 Крахмал

3 КМЦ

ССБ,модифицированная

-глутаминовой кислотой 4

10,2 25,7 37,1 . О О . 1,26 1,7

О D 125 .19

4 11,8 36,4 42,5

1 То же

4 Крахмал

5 КМЦ

1 ССБ,модифицированная $g,—

-валином 4 12 5 6 1 13 7

5 О 1,26 1,8

2012518

1 То же 4 10 2 7 6 21г2

После 6-часового прогрева при 180 С

6 Крахм ал

ССБ,модифицированная гидро- лизованн 4ми От 10 р1 .ходами кожевенного производства 4

1,21 1,7

42,1 52,3

4 Крахмал 1 То же б Крахмал 1 То же.8 Крахмал 1 То же

«М» В «М ю

УдельНый вес, г/сн®

Удельный вес, г/см

1067023

Таблица 4

Показатели растворов

Дополнительный реагент, Ъ

Пример

100, 1 мГС/

10 мл

О, В

К, MM

1 Крахмал 1 КССБ-2 Прототип)4 11,4

5,8 6.

2,0 2,5

3,8

ССБ,модифицированная 0,5 8,4

2 То же 1

4,3

9,2 3 0,6 2,0

115 2 0 1 5

5.,7

1,0 7,2

То же

2 0 6 4 6 0 12 3 О 0 . 1 0

3 0 5,8

6 5

12„7

0 0 0,9

4,0 5,9 6,1 12,0 0 0 0,9

Таблица 5

Показатели растворов

Дополнительный реа гент, Ъ

Пример в, о, мл Ъ к, мм

10 мГс/см

1 Крахмал 2

16,2 . 7,6 21,3 5,0 0,62 2,6

2 То же

14к7 7ю2 15r1 29ю0 5ю62 4к2 и.

ССБ,модифицированная 1

9,5 8,4 - 14,5

1,5

2 . 6,9 13 1 17,3

1,5

1 То же

3 6,5 9,8 .17,9 3,0 0,5

1,3

6,2 8,0 19,7

6,3 6,1 12,9

6 2 6 О 13 0

1,2

1,0

1,5

Ю» \

Составитель А. Симецкая

Техред;В.Далекорей Корректор С. Мекмар.

Редактор Т. Колб

»»»

Заказ 11151/28 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного кожтета СССР по делам изобретений и открытий

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

»»»4»»»»»»»Ф»О»» »«»»»»

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

Реагентстабилиз атор, 3

Реагентстабилизатор, Ъ

КССБ-2 (Про- 4 тотип)!

КССБ-2 (Прототип, 4

9,0 8 1

5, 0 7,5

О 0

0 О

0 0