Способ приготовления реагента для безглинистого минерализованного бурового раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы

Способ приготовления реагента для безглинистого минерализованного бурового раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и предназначено для буровых растворов. Цель изобретения - улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение начальной фильтрации и проникновения его в пласт. Способ приготовления реагента для безглинистого минерализованного бурового раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы заключается в обработке шлам-лигнина щелочью с последующим воздействием неорганической кислотой. При этом щелочь и неорганическая кислота используются в количестве 0,16 - 0,64 и 0,1 - 0,4 мас.ч. соответственно к 1 мас.ч. шлам-лигнина.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 09 К 7/02 О о о

ЦЧ (4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4415157/03 (22) 08.02.88 (46) 30,07,91, Бюл. Мт 28 (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья и Московский институт нефти и газа им. И.M.Ãóáêèíà (72) В. В, Êàçàíñêèé, В.П. Н изовцев, В,M, Ïîäгорнов, О,А.Брагина и Г.Э.Калиневич (53) 622,243,144.3 (088.8) (56) Булатов А.И. и др. Справочник по промывке скважин. Vl. Недра, 1984, с; 60.

Казанский В.В. и Низовцев B.Ï. Буровые растворы для вскрьпия пластов в засоленном разрезе. — Нефтяное хозяйство, 1983, M 10, с. 19 — 20.

Авторское свидетельство СССР и 1067024; кл, С 09 К 7/02, 1982, Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к буровым растворам для вскрытия продуктивных горизонтов в условиях минеральной агрессии.

Цель изобретения — улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение начальной фильтрации и проникновения его в пласт.

Реагент содержит, мас.ч.: шлам-лигнин:щелочь:неорганическая кислота (HCI) = 1:(016 — 0,64):(01 — 0,4), Способ приготовления реагента заключается в обработке шлам-лигнина водным раствором едкого натра, а затем к получен„„5U„„1666507 А1 (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ БЕЗГЛИНИСТОГО МИНЕРАЛИЗОВАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА НА

ОСНОВЕ КАР БОКСИЛ СОДЕ РЖАЩЕ ГО

ЭФИРА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для буровых растворов, Цель изобретения— улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение начальной фильтрации и проникновения его в пласт. Спо"об приготовления реагента для безглгчисгсго минерализованного бурового раствора íà ..сновe карбоксилсодержащего эфира целлюлозы заключается в обработке шлам-лигнина гцелочью с последующим воздействием неорганической кислотой. При этом щелочь и неорганическая кислота используются в voличсстве 0,16 — 0,64 и 0,1 — 0,4 мас.ч. соответственно к 1 мас,ч. шлам-лигнина, ной пасте добавляют концентрированную соляную кислоту. Затем полученный реагент вводят в предварительно приготовленный раствор эфира целлюлозы (КМЦ, КМОЭЦ) в виде пасты активированного шлам-лигнина и засолоняют хлоридом натрия или калия, Экспериментальные исследования позволили определить оптимальный состав реагента и бурового раствора, Шлам-лигнин является отходом производства целлюлозно-бумажных комбинатов состава, мас. P: лигнин 50 — 60; активный ил

18-20: зола в пересчете на А рОз10 — 15; целлюлозное волокно 8 — 10: полиакриламид

2 — 3.

1666507

Для получения активной формы шламлигнина порошкообразный шлам-лигнин обрабатывают последовательна едким натром и соляной кислотой. При обработке раствором едкого натра содержащийся в 5 шлам-лигнине неактивный оксид алюминия растворяется, превращаясь в гидроксид алюминия, а затем в алюминат натрия по схеме:

А!20з + BNaOH + 3H2GQNa(AI(OH4) +, 6Na0H, причем для перевода гидроксида алюминия, содержащегося в шлам-лигнине в количестве 0,10-0,15 г, требуется в 15 соответствии со стехиометрией 0,31 — 0,47 г

Na0H. Часть алюмината натрия переводят в более активную форму — в хлорид алюминия, обрабатывая щелочной шлам-лигнин соляной кислотой; 20

Na(AI{OH)4)+ 4НС! А!С!з+ NaCI+ 4Н20.

При этом количество кислоты подбирают таким образом, чтобы диссоциированных в растворе трехвалентных 25 катионов алюминия, образующихся в результате вышеуказанной реакции, было достаточно для связывания карбоксильных групп полимеров — карбоксиметилцеллюло зы или карбоксиметилоксиэтилцеллюлозы, 30

Перевод всего алюмината натрия в хлорид алюминия нецелесообразен, так как при этом значительно снижается рН среды, вследствие чего происходит высаживание набухших в щелочном растворе целлюлоз- 35 ных волокон, Оптимальное количество соляной кислоты для обработки 1 r шлам-лигнина, найденное экспериментально, равно 0,1 — 0,4 r, Г!ри этом соотношении образуется 0,09 — 0,38 r А!С!з, что 40 вполне хватает для сшивки карбоксильных групп эфиров целлюлозы в предлагаемом буровом растворе (например, для сшивки реакционноспособных грц пп 1 r КМЦ со степенью полимеризации 700 и степенью за- 45 мещения 85 достаточно 0,09 г А!С!з, для

КМОЭЦ вЂ” 0,08 r). Избыток ионов AI3 +Håoáходим для присоединения к образованной .алюминиевой соли KMU, (КМОЗЦ) лигносульфонатов. Таким образом, оптимальное 50 соотношение шлам-лигнина. едкого натра и соляной кислоты составляет 1;{0,16-0,64):(0,1 — 0,4).

При взаимодействии активированного 55 шлам-лигнина с водорастворимыми эфирами целлюлозы происходит пространственная сшивка макромолекул по карбоксильным группам с помощью выделившихся из шлам-лигнина катионов алюминия (предполагаемая схема): — R !

С=0

О

R 0 — Al

* 3

1

С=О

1 — Н. где R — (СбНт02(ОН)20СН2 — ) или (CGH702{OH)(0СН2СH20H)OСН2 );

R — фенилпропановый фрагмент лигно1. сульфоната.

В результате такого взаимодействия образуются более крупные надмолекулярные агрегаты эфиров целлюлозы, способные химически связывать низкомолекулярные лигносульфоновые кислоты, Присутствующие в шлам-лигнине целлюлозные волокна выполняют роль армирующего материала. Полученные таким образом армированные полимерминеральные структуры обладают достаточной прочностью и устойчивостью, Полидисперсность полимер-минеральных агрегатов обуславливает повышенную кольматирующую способность безглинистого бурового раствора, Кольматирующие свойства полимерных буровых растворов оценивают по показателю начальной фильтрации, который численно равен величине объема фильтрата (Vo ) накопленного за период начальной фильтрации (То) полимерного бурового раствора через естественный песчаник, отнесенного к единице фильтрующей поверхности, Величины Т и Vo находят из зависимости объема фильтрата (Ч) от времени (Т), начальный участок которой хорошо описывается уравнением V = а Т, где а и Ь— ь константы. Графоаналитически определяют величину Т = Т, при увеличении которой искажается указанная выше зависимость, а также константы уравчения, Среднюю глубину (L) проникновения полимера в паровое пространство пород рассчитывают, исходя из допущения о равномерном заполнении раствором, содержащим полимер, эффективного объема пор (Нпср) образца длиной (I), по следующему выраже1666507

Та лица 1

Со.тан

Соаер*ание, мле.5 з иг/м т )ОП)-65/ ККОЭО (IIL".ам»- ВаС1

О

700 лигиии !

26 8 9,8

28 7э5 8 ° 9

33 5,5 8,7

26 7 ° О оэ39

32 Ь,O В,Ь

70 5,0 9,07

36 75 81

120 7,5 6,2

240 7 0 7 9

72, 77 !200

73 24 It95

71,90 I 06

9Ii90 1043

71,44 4t191

80,44 1132

7 .,87 1!97

72,50 1201

71,90 !190

О! О

0)О

О/Î

О/Î

0!Î

0/Î

О/Î

Î/0

О/О

0,03

0,10

t) 25

<), 25

0,40

A,4О

О,ЬО

0,20

0,40

0,1

0,16

II 40

5 0,40

О,ЬЬ

0,66

0,73

0,Э0

0,66

26

- 5

0,3

0,5

1,25

1,25

2,0

2,0

2 2

1,0

2,0

1 0,8

2 1,0

3 1,2

4 1,2

5 1,5

6 1,5

1,6 8

24 !

24

0,8

1,0 таОл . це нффициеит сстаиониие лроцае)еоети

0,38

0,32

0,31

0,52

0,69

0i 1

0,48

0,5!

0,57

17,20

6,05

2,00

1,48

0,63

0,40

1 90

1,10

0,55

3,29

I,16

О 40

0,30

0,12

0i08

0,36

0,20

0,10

75 ° О

74 ° 0

73,0

91,9

71,44

80,44

72,5

71,94

7l 44

24

24

5

2,0

2,0

81 О

2

1,2 ! ° 5

1,5

0,8

1,0

l,2 0,3

2,0

2,0.

1,0

2,0

2,0

0,25

Ое40

0,40

0,20

0,40

0,40

0,40

0,66

0,6Ь

0,30

0,6Ь

0,6Ь

24

24

qI,0

Vo нию: - — / 1, При этом учитывают, по что по завершении начальной фильтрации в проницаемую среду проникает только фильтрат раствора, а на входных участках поровых каналов формируется фильтрационная корка (пленка), В табл.1 приведен состав и свойства полимерных буровых растворов, В табл.2 представлены кольматирующие свойства полимерных буровых растворов.

Способ приготовления реагента обеспечивает снижение материальных затрат на приготовление и поддержание необходимых технологических параметров промывочной жидкости в процессе ее применения за счет сокращения суммарного расхода наиболее дорогого компонента раствора — высокомолекулярного соединения, в среднем в два раза, Одновременно повышается надежность. вторичного вскрытия продуктивных горизонтов перфорацией за счет более чем двукратного уменьшения глубины проникновения полимера в паровое пространство пород, о чем свидетельствует двукратное увеличение коэффициента восстановления проницаемости и, как следствие, повышается продуктивность скважины, 5 Равновесная скорость фильтрации полимерного бурового раствора, приготовленного с реагентом по изобретению, по сравнению с известным снижается с 7 до

1,93 см /30 мин, показатель начальной з

10 фильтрации уменьшается с 0,7 до 0,25 смз/см2.

Формула изобретения

Способ приготовления реагента для безглинистого минерализованного бурово15 го раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы. включающий обработку шлам-лигнина щелочью, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества реагента, обеспечивающего сни20 жение начальной фильтрации бурового раствора и проникновения его в пласт, после обработки щелочью шлам-лигнин дополнительно обрабатывают неорганической кислотой, причем щелочь и неорганическую

25 кислоту используют в количестве 0,16-0,64 и 0,1-0,4 мас.ч. соответственно к 1 мас.ч. шлам-лигнина.