Промывочная жидкость

Промывочная жидкость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к промывочным жидкостям, используемым при бурении скважин, преимущественно геологоразведочных, на твердые полезные ископаемые. Цель - улучшение качества промывочной жидкости за счет повышения ее устойчивости при одновременном снижении ее токсичности. Промывочная жидкость содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: глина 2,0 - 4,0

продукт гидролиза полиакрилонитрила, привитого к бутадиен-стирольному каучуку со степенью гидролиза 30 - 50% и содержанием бутадиен-стирольных звеньев (на сухое вещество) 1,5 - 2 мас.% 0,2 - 0,5 и вода - остальное. Использование жидкости позволяет повысить показатели устойчивости суточного отстоя, стабильности и фильтрации, а также улучшить природоохранные свойства. 1 табл.

СОЮЗ CGHETCHHX

СОЦИАЛИОТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- гГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4445086/24-03 (22) 20.06.88 (46) 30.06.90. Бюл. N 24 (72) Ю.П.Яковлев, М.Ф.Мамедов, В.Н.Горин, 3.М.Муслим, Б.P.Ñåðåáðëков, В.M.Èèðèàíàøâèëè и С.Г.Халилов (53) 622,243.144.3 (088.8) (56) Нефедов В.П. и др. Технология приготовления и применения полимерных и полимербентонитовых промывочных жидкостей. Л.: ОНТИ ВИТРа, 1979, с.46.

Кистер Э.Г, Химическая обработка буровых растворов.. М.: Недра, 1972, с.195.

Авторское.,свидетельство СССР

Ю 1229219, кл. С 09 K 7/02, 1984. (54) ПРОМЫВОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ (57) Изобретение относится к промывочным жидкостям, используемым при

Изобретение относится к промывочным жидкостям, используемым при бурении скважин, преимущественно геолого-разведочных, на твердые полезные ископаемые.

Цель изобретения - улучшение качества жидкости за счет повышения ее стабильности.

Промывочную жидкость, содержащую, мас.ь от массы жидкости: глина 2, ГИАБС 0,2 со степенью гидролиза 304 и содержанием бутадиен-стирольных звеньев 1,5 мас.4 от массы полимера, о готовят при температуре 21 С следующим образом.

„„SU„„1574621 А 1

2 бурении скважин, преимущественно геолого-разведочных, на твердые полезные ископаемые. Цель - улучшение качества промывочной жидкости за счет повышения ее устойчивости при одновременном снижении ее токсичности.

Промывочная жидкость содержит следующие компоненты при их соотношении, мас./: глина 2,0-4,0; продукт гидролиза полиакрилонитрила, привитого к бутадиен-стирольному каучуку со степенью гидролиза 30-50 и содержанием бутадиен-стирольных звеньев 1,5

2 мас.4 (на сухое вещество) 0,2-0,5 и вода. — остальное. Использование жидкости позволяет повысить показатели устойчивости суточного отстоя, ® стабильности и фильтрацйи, а также улучшить природоохранные свойства.

1 табл. С:

В сосуд наливают 1000 г воды, вводят 20 r глины, перемешивают 15 мин, вводят 2 г ГИАБСА свежего без замораживания-размораживания и перемешивают смесь 15 мин.

ГИАБС синтезируют следующим образом.

При работающей мешалке в реактор подают расчетное количество водной дисперсии бутадиен-стирольного каучука и раствор инициатора. Затем подают расчетное количество нитрила акриловой кислоты. При определенной температуре в течение 15-20 мин в реакционную массу вводят. расчетное

1574621 фсн -GH cH -сн)у- сн сн=сн сн сн cHq+

CONH COONa количество водного раствора активатора. Компонентами каталиэаторной системы являются персульфат калия и тиосульфат натрия. По завершении реакции полимериэации для отделения непрореагировавшего мономера суспензию полимера нагревают до более высокой температуры. где n = 1 000-1 500; x = 50-70 мол. 4 11 у = 30-50 мол.3; э = 1,5-2,0 мас.4.

Введение в промывочную жидкость укаэанного полимера позволяет повысить ее качество благодаря лучшей 20 (по сравнению с гипаном) стабилизирующей способности, сохранению этой способности в течение нескольких лет (в то время как зарубежные акриловые полимеры имеют срок гарантии от 4 до 25

6 мес), а также при замораживанииразмораживании.

Затем по известным методикам измеряют суточный отстой (ТУ 25-0825967), стабильность (ТУ 25-0826 1-67), плотность (ТУ 25-08543-69), показатель фильтрации-водоотдачи (ТУ 2508260-67), толщину фильтрационной корки (микрометром), условную вязкость (ГОСТ 9070-75, ГОСТ 8420"70).

Результаты измерений этих параметров промывочной жидкости приведены в таблице. Численные значения всех параметров удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к ним. Промы- 40 вочная жидкость с гипаном (0,24) имеет неудовлетворительные значения следующих параметров: суточный отстой

14ь, фильтрация - водоотдача 22 смз/

/30 мин, по значениям стабильности, 45 толщины фильтрационной корки предлагаемая жидкость превосходит жидкость-" .прототип.

Нижним пределом содержания глины в предлагаемой жидкости было 2 мас.4 от массы жидкости, что обусловлено необходимостью получения определенного значения не только суточного отстоя (04), но и фильтрации-водоотдачи (не более 12 см /30 мин). При уменьшении содержания глины эти noS5 казатели возрастают.

Нижний предел содержания ГИАБСР

0,2 мас.Ф от массы жидкости обусловДалее проводят реакцию щелочного гидролиэа при 98-100 С, молярные соотношения CN : NaOH = 1:0,6-0,8; продолжительность гидролиза 90 t20 мин, ГИАБС соответствует следующей бвутто-формуле: лен тем, что при меньшем его количестве предьявляются стабилизирующие свойства прототипа, то есть при меньших концентрациях появляется суточный отстой, показатель фильтрации-водоотдачи становится больше

12 смз/30 мин.

Нижний предел содержания в ГИАБСе бутадиен-стирольных звеньев 1,5 мас.Ф обусловлен тем, что при меньшем их содержании ГИАБС по стабилизирующим свойствам становится аналогичным прототипу. Нижний предел степени гидролиза ГИРБСа, равный 30, обусловлен тем, что при меньшей степени гидролиза ухудшается гомогенность раствора полимера, появляются комки, сгустки вследствие неполной растворимости полимера при этой степени гидролиза.

Верхний предел содержания глины обусловлен требованием умеренности расхода алмазов в породоразрушающем инструменте и оптимальной проходки одним породоразрушающим инструментом, так как эти показатели зависят от содержания глинистой твердой фазы в растворе.

Верхний предел содержания ГИАБСа

0,5 мас.3 обусловлен необходимостью обеспечения определенной продолжительности бурения скважины без дополнительной обработки жидкости реагентом. Верхний предел содержания бутадиен-стирольных звеньев 2 мас.3 от массы полимера обусловлен тем, что при больших значениях образуется неоднородная водно-полимерная система, в которой появляются нерастворяющиеся сгустки полимера вследствие

его сшивки с бутадйен-стирольными фрагментами. Верхний предел степени гидролиза 503 обусловлен тем, что для данного сополимера это является максимально возможным технологически.

1 6 дисперсии, наблюдается потеря устойчивости промывочной жидкости.

В предлагаемой промывочной жидкости с использованием ГИАБСа в нем с понижением температуры также происходятт конформа ционные изменения, одна ко взаимодействию карбоксильных и амидных групп препятствуют бутадиен-стирольные звенья. Они предопределяют образование определенной макромолекулярной структуры, в которой карбоксильные группы не теряют способности стабилизировать глинистую дисперсию.

Последнее наблюдается в рассмотренном эксгерименте.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что введение в промывочную жидкость ГИАБСа позволяет улучшить показатели устойчивости промывочных жидкостей - суточного отстоя, стабильности, а также фильтрации-водоотдачи.

Кроме того, использование предлагаемого состава промывочной жидкости позволяет улучшить ее токсикологичесwe свойства, то есть она становится более экологичной.

Формула изобретения

Промывочная жидкость на водной основе, включающая глину и полимер, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества жидкости за счет повышения ее стабильности при одновременном снижении ее токсичности, она в качестве полимера содержит привитый к бутадиен-стирольному каучуку продукт гидролиза полиакрилонитрила со степенью гидролиза

30-503 и содержанием бутадиен-стирольных звеньев (на сухое вещество)

1,5-2,0 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.4:

Глина 2,0-4,0

Привитый к бутадиенстирольному каучуку продукт гидролиза полиакрилонитрила со степенью гидролиза 30-50% и содержанием бутадиенстирольных звеньев (на сухое вещество) 0,2-0,5

Вода Остальное

5 157462

Составы промывочных жидкостей, представленных в таблице (пп.10-12), готовят по способу, описанному выше.

Однако в этих примерах для исследова5 ния влияния отрицательных температур на технологические свойства ГИАБСа и промывочных жидкостей с ним водный раствор ГИЯБСА подвергался заморажио ванию при температуре -1О С, выдержи- 10 вался при этой температуре 24 ч, потом размораживался при температуре

+21 С, а при достижении температуры полимерного раствора +21 С вводился в промывочную жидкость. Численные значения параметров промывочных жидкостей приведены в таблице (пп.10-12).

Практически они не уступают параметрам жидкостей с ГИЯБСом без его замораживания (таблица, пп.7-9), то есть удовлетворяют требованиям, и превосходят параметры жидкостей с гипаном, подвергавшимся замораживанию-размораживанию (таблица, пп.4-6).

В этом случае у гипана показатели суточного отстоя стали равными 10-603, а стабильности — от 5 до 75 кгlмз, что недопустимо.

Положительные результаты опытов с замораживанием-раьмораживанием 30

ГИАБСа были получены и в полевых условиях, когда раствор ГИАБСа в больших обьемах (до 10 т) подвергался естественному замораживанию при температурах -10; -15, -25 С с последу- 35 ющим размораживанием, после этого готовили промывочные жидкости с параметрами, не уступающими данным пп.7-12 таблицы.

Потеря устойчивости известной 40 промывочной жидкости на основе гипана обусловлена конформационными изменениями макромолекул гипана при понижении температуры. Эти изменения соизмеримы с расстоянием как между 45 амидными и карбоксильными так и межмолекулярными группами. Известно, что амидные группы в растворе способны заряжаться положительно за счет ионов водорода. При сближении протонизированных амидных и карбоксильных групп возможно образование макромолекулярных ассоциатов, которые при повышении температуры не разрушаются, при этом карбоксильные группы не участвуют в стабилизации глинистой

1574621 с

1

1

3

1 Z>Z

1 4> Х

Хф а о и

3 C

I ф ! Z

I 4I ! t5

3 а

С4 lA о м сЧ со осо

СО с.> (Ч (Ч о(Ч.О СО (УЪ ооо с> о о (ч о мъ

l С> о о о о о а м ч ооо ооо м (ч о о о

«О ОЪ О о о ооо а сч

5 М(Ч ооо 1.! о с> о

ОЪ Л В

-о во о

СО О й

О

lZl о иъо ла в оо.0 сО «О сч асо (4

I

I 1 4>Ф ! I- I- Z

I ОИол

1 С Z мъ м

tA lA (Ч

OO вав

С 4 (Ъ о с» о мъ мъ (4 tn

Cl Cl а а а (Ч (Ъ о с» о а

Cl а а а сч м о о о мъ а ln (ч м ооо

О а а а

ln л ло

- 3 сс3 О о о о ооо ю о О>ъ бл>* О

ozu

OOO ооо с» о о ооо о оо мъ о

t0 I с» с»0

1 I 3"

I Э Ф (0

I-аа

СЧ СЧ

СЧ (4 (Ч сЧ сЧ сЧ

+++ (б СЧ (4

+ + +

1

1 1

1 X

I I-O

v и»

z W ах

1 Э I

1 Y >0 ф х

1 (5 х

1 о

4> a(o

Э* СФ40

3-e z

ОС(-С

1 о с> о

»та ооо

М.» В о оo

Г«Ъ N lA ооо м-т в

>с Ф

Ъ Э50

Z 4l

0ZV э е а (4! 1 I

z z аэ tz(-! 4l x to u

1(ZZ I I оф л*

1 (> 3330 Э

1 и ъ ал ис л с» с 4 мъ

1 О

СЧ а л с» (Ч

С> (3

1 о а

1

1 Ф40 о и

4l 2

1 Ц э z а >1 L

I X Y

I tZ

Э

X 3(1 Z

e lz

8 ъ з

>- О

I g Ф

4» Ъ

1 O

1 (О

I «4 т

1 3

1

I lO

tz

3 О

1 (О

1 во сч| >а ооо ао счма ооо ао сч миъ ооо

ln О с| ма ооо

1 3 I мъ

OQ «(» lA лов

ОЪ О\ ОЪ иъ сооа

ЛЪО а

ОЪ ОЪ ОЪ

lA

4О «О иЪ с омъ

ОЪ ОЪ О\

lA

СОСО а

t о и ъ

ОЪ ОЪ ОЪ

lA соч» а лч» в

ОЪ ОЪ О с иъ со оа л,о а

ОЪ ОЪ ОЪ

I ф

1 Z

I X с

I 1 б

1 Z

1 ф с з

1 3-! (4М»

СЧ (Ъ- мъ о

СЧ (\МЪ о о о

МЪ О (Ч«сиЪ

О С» О

I

1

I б

1 б

1 C

1 с. с (о (ч мФ а б б

O(zz

zvx

lO С l5

to to a

Ф о

"X

>Z 34 Ф

Зфф

Фаа! 3

O (4 Z

Z V 33 фсф

t4 e a

Ф о

-z z

>Z 33 б>

Z lO lO

3(аа

l и о

С Y

Э

o a (О >1

Э с!

U о с

Э

4l и

Э

Ф и

t4

z e

Z C

Ф *

Ф l

1 е 1

Ф б> Т

Иэ3( (о Ф а ф -о

ctz z

zxe

1- 3(Ф

1 l

I u 1

z x а ©

1- с

I Y.

I lO l5 а х .3 ф X (Х>1

I (t

0 z

1 Z

Э Э

Z 1

Ф

Э а с х

z

fO (>

Фо

zo

СЧ

Э + ъ ф z

a a х с

z

Э 33

30 |0 а

-о

>z z

X l0

33 сб

1 х о

Э

a e

>- z

Э 4I г а Y о и со и t4> сс

t4 Z

Ф I

С 4>

X l0

Z <

lO

Ф 1 ко

И со с

tO m

Ф 3

z c

f0 l3l

4> Ф

l5 а

1 о (о с

a z

С 11 lZ ъ о ф ZZI IаОо Оси

30 э а о x o

Оt>СФ((r

1 I

С lO Ik

Э С. 4> а l0 ссэ

3- >Z

zvo о z

ЭФГЗ

3-ZOi

1 41 З Ъ 0

eozr

Х |- О (4 о u.az

IC»C43!

1!

I I

I 5l 4l

0 б бссфи

u to (4 O u лъфх

1(-zr 1

I 1

I z ! 1 1 ф

>-(4OZ

1 4> Z (Z ФЛ

С ООС ° С>

I Z ф Ф (ЕМ ! В а оил !!

4l п

43(- Ъ фсиол

1O3(» Z Y!

Оаooла счс с .0 иъ о

OOO OOO (ч (ъ-т сч м.Ф

I

I

1

1

I !

1 !

I (1

1

3

1

I

I

I !

I

I

1 !

1 !

1

1

>

1

1 !

I б

I ,I

1

1

1

1

1 б

1

1

I

1

1

I

I

I

1

1

1

1

I

1

1