Способ обработки бурового раствора

Способ обработки бурового раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 09 K 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д:.

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t. а а (21 ) 3632481/23-03 (22) 05.08.83 (46) 30.08,86. Бюл. 32 (7!) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А. Г. Потапов, Т. П. !Перман, А. И. Ишанов и А. Н. Ананьев (53) 622.243.144.3(088.8) (56) Kroll Z., Swinarsky А. Mechanizm wiarania siarko wadoruprzcz

eryste !,lenki i wodorothenki zelаzowe, Gi Н! Chem. Stozow, 1963, !1- 2, с. 209-222 °

Инструкция по применению реагента Ж-7 для нейтрализации сероводорода нри бурении нефтяных н газовых скважин. РД 39-2-758-82, 1982.

„.SU„„1253980 А 1 (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО

РАСТВОРА, включающий введение реагента — нейтрализатора сероводорода на основе оксида железа (111 ) и регенерацию бурового раствора, подвергшегося воздействию сероводорода, отличающийся тем, что, с целью повышения поглотительной способности, снижения расхода реагентов на обработку и восстановления технологических свойств отработанного бурового раствора, регенерацию отработанного бурового раствора проводят путем барботажа через него воздуха при температуре 20-50 С с расходом 7,5-15 м /ч и l м раствоз ра в течение 1-5 ч.

Количество

Н Б, десорбированного иэ раствора мг/дм

Время продувки инертным газом, ч, с производительностью

7,5 мз/ч на

1 и раствора

Количество

Н Б, пропущенного чеКоличество

Н Б, связанного раствором, мг/дм рез раствор, / 3 эа цикл сум1ла за цикл сумма цикл сумма цикл сумма

4172 4172

3812

388 388

904 1392

1004 2296 — 2808

584 2880 — 2224

450 3330 — 1774

312 3640 — 1462

Т а б л и ц а 2

Количество Количество

Н Б, десор-, Н Б, связан1 бнрованного ного раствоиэ раствора ром, мг/дм мг/дм

Количество

Н Б, пропущенного через раствор, мг/дм

Время продувки воздухом, ч с произвоцительностью

7,5 м /ч на

i м раствора за эа эа

1 за цикл сумма цикл сумма 1 цикл сумма цикл сумма

1195 1195 12,5 12),5 807 807 388 388

600 1795 5 17„5 102 909 498 886

1 I

Изобретение относится к нефтяной и газовой промьппленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин в условиях сероводородной агрессии.

Цель изобретения — повышение поглотительной способности, снижение расхода реагентов и восстановление технологических свойств глинистоro бурового раствора, подвергшегося воздействию сероводорода.

Пример 1. В емкость (реактор), содержащую ЗОП мм глинистого раствора (см. табл. 4) и 10 мас.X реагента нейтрализатора Ж-7 (Fe Оэ). из газовогд баллона со скоростью 4 дм /ч подавался инертный гаэ с сероводородом, концентрация послед4560 4560 I 1

546 5104 7,5 8 5

5104 11 19,5

5104 16 35,5

5104 I О 45,5

5104 11 56,5

253980 2„ него 0 15-0,2 г/дм . Объем газа замерялся газовым счетчиком, а концентрация сероводорода в нем определялась йодометрическим титрованием пробы, отобранной шприцем из потока газа. Не связанный в буровом растворе сероводород улавливался в склянках Дрекселя, заполненными ацетатом кадмия. Иосле прекращения

1п подачи сероводорода в данную емкость из автономных баллонов со скоростью

7,5 м /ч в одном случае подавали

3. инертный газ, а в другом — воздух.

Подача длилась до тех пор, пока не

15 прекращался выделяться из бурового раствора сероводород., Результаты лабораторных исследо-, ваний сведены в табл. 1 и 2

Т а б л и ц а I

1253980 4

Продолжение табл. 2

f t

Время, продувки воздухом, ч с производительностью

7,5 м /ч на

1 м раствора

Количество

g $ связан кого раство ром, иг/дмз

Количество

Н $, десорбированного из раствора, мг/дмз

Количество

Н 8, пропущенного через раствор, мг/дм за цикл сумма

SG цикл сумма эа цикл сумма за цикл сумма

Расход воздуха и в1ч з на l м бурового раствора

Время обработки, ч

2 3 6

800

7,5

0,75

1950 3745 47 64,5

1686 5431 95 159,5

1200 6631 35 194 5

Из приведенных данных в табл. 1 и 2 видно, что прн продувании инертным газом 1 л бурового раствора, .через который перед этим было пропущено 5104 мг сероводорода, из раствора эа 56 5 ч уходит 3640 мг несвязанного сероводорода и в растворе

25 остается 1462 мг.

При продувании воздухом 1 дм бурового раствора, через который перед этим было пропущено 6631 мг сероводорода, из раствора за !94,5 ч ухо- ЗО дит l330 мг и в растворе остается

5302 мг, что позволяет сделать вывод о том, что находящийся в воздухе кислород повышает более чем в, 3 раза поглотительную способность бурового 35 раствора вероятно как за счет регенерации реагента нейтрализатора по реакции

2Fe S +30 +6Н 0=2Fe 0з-ЗН О+6$, так и сам участвует в нейтрализации 40 сероводорода.

Пример 2. Для выявления оптимального режима обработки через порцию бурового раствора (0,9 дм ), 3 содержащего 107. смеси ЖС-7, в тече- 45 нии 2 ч барботировался сероводород.

Затем буровой раствор перемешивался в течение 1 ч без барботажа. После, чего через него в течение 5 ч барботировался гелий. Концентрация сульфи-50 дов в буровом растворе 2720 мг/дм .

Затем буровой раствор разделили на три порции по 0,3 дм и через каждую барботнровали воздух с постоянной скоростью (различной для каждой пор- 55 ции), периодически контролируя концентрацию сульфидов в буровом растворе.

209 1118 1741 2627

99 1217 1587 4215

113 1330 1087 5302

Результаты эксперимента приведены в табл. 3.

Таблица 3

3000 2130 !160 200

2720 2000 1200 220

2720 2050 1100 180

2720 2400 1600 1200

Иэ табл. 3 видно, что снижение расхода воздуха с 800,0 до 7,5мз/м .ч мало сказывается на эффективность регенерации сульфидов, однако дальнейшее снижение расхода (до 0,75м /еГч} приводит к резкому снижению эффективности обработки. Полученные результаты объясняются тем, что регенерация идет при контакте сульфидов с растворенным кислородом, в результате расхода воздуха 7,5 и выше достаточно для поддержания насьнцения бурового раствора кислородом,а при меньших расходах раствор не насыщен кислородом.

Таким образом, для снижения концентрации сульфидов с 1100-1200 до 200 мг/дм достаточно проводить обработку в течение 3 ч, Опыт про2539

80 б крупные газовые пузыри, барботируясь через буровой раствор, облегчает десорбцию растворенного газа и также удаление микропузырьков газа, которые часто не могут высвободиться из раствора даже в вакуумном дегазаторе. При этом раствор освобождается от газа в том.числе и от сероводорода, который не успел прореагировать с реагентом нейтралиэатором, при этом происходит окисление сероводорода кислородом воздуха.

Обычно в растворе после дегазатора содержание остаточных га-.îâ незначительно и это не оказывает влияния на его коррозионную активность.

Для барботажа в приемную емкость при бурении скважин в условиях сероводородной агрессии и АВПД необходимо иметь запасной объем, свойства которого поддерживают в рабочем состоянии. Это позволяет проводить обработку раствора воздухом в емкости, периодически проводя обмен между рабочим и запасным растворами.

Пример 3. Параллельно проводились исследования структурно-механических свойств буровых растворов.

Тип раствора Бремя

1 продувки ч

Тип обрабо ки раствора

СНС дПа

4/45

200

ГКР, состав бентонитовая суспензия+

+0 1% СаС1 „

1. Обработка

3/ э Н с. г

10,2 6

6,55 8

+0,2% СаО

+5% Т-66+

6% П1Р

+10% ЖС-7

2. Продувка инертным газом с производительностью

75м/чна1м

1-ro раствора

Паста 6,9

90/183 8,9

30/123 9,0

5 1 водки скважин в условиях сероводо; родной агрессии показывает„что даже в сильна "àçèðîâàííûõ пачках бурового. раствора концентрация сульфнФ дов iJe превышала 1000 мг/дм, следовательно, заданный интервал обработки 1-5 ч считается оптимальным„

Это время приблизительно равно циклу циркуляции и отдельные сильно . .газированные забойные пачки могут на время одного цикла направляться на регенерацию в специальную приемную емкость.

Основные эксперименты проводились при температуре воздуха и раствора 20-25 С. Повышение температуры приведе к росту скоростн регенерации. В то же время температура выходяшего из скважины б poBoro а створа достигает 40-50 С и понижение температуры воздуха (в зимнее время) не приведет к резкому снижению эффективности обработки, тем бслее что в компрессоре воздух нагревается за счет энергии сжатия. Оптимальный режим работы обработки бурового раствора воздухом в отдельной емкости следующий: расход 7,515 м /ч на 1 и бурового раствора с концентрацией реагента ЖС-7 1-10% смеси.„ температура 20-50 С,, время обработки 1-5 ч.

Практическое использование способа предусматривает обработку бурового раствора воздухом дьумя способами.

Барботаж в желобе до вакуумнoго дегазатора. Барботаж крупных газовых пузырей через раствор до вакуумного дегазатора улучшает глубину дегазации бурового раствора, т.е, В емкость, содержащую буровой.. раствор, подавался сероводород. Перед подачей и после продувки бурового раствора сероводородом производился замер параметров раствора по фильтрации, статическому напряжению сдвига (СНС), вязкости и рН. Затем данный раствор, продували: воздухом со скоростью 7,5 мз/ч, производя при этом через каждый 1 ч замер нужных параметров.

Результаты сведены:... в табл. 4.

Таблица 4

Продолжение табл. 4 .

1 2539 8О

4 5 б

200 7,8

4/75 9,6

3/33 9,6

3, Продувка воздухом с производитель3 ностью

7,5 и з/ч 1-го 5 раствора на 1 м

4,5

4 ° Обработка химреагента 1-го раствора

Na0H 0,25Х

УШР 17

Вода со всеми компонентами, входящими в раствор, 10Х

27/60 9,55 6

Данные исследований показали, что ухудшенные сероводородом технологические свойства бурового раствора полностью восстанавливаются при продувке кислородом воздуха, что позволяет сократить расход реагентов (табл. 4, и. 4), необходимых для этой цели.

Составитель В. Борискина

Редактор М. Недолуженко Техред И.Попович

Корректор M. Поко

Заказ 4685/28 Тирах 644

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное производственно-полиграфическое предприятие, r. Укгород, ул. Проектная, 4