Способ получения порошкообразного реагента для малоглинистых буровых растворов

Способ получения порошкообразного реагента для малоглинистых буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ, в частности к разработке реагентов, для обработки буровых растворов. Цель изобретения - повышение ингибирующей способности реагента. Способ включает гидролиз полиакрилонитрила щелочного и обработку его метилдиметилсиликонатом NA (К), затем эту смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не выше 90°С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: полиакрилонитрил 5 - 16

щелочь 4 - 13

гумат калия 68 - 89 и метилсиликонат NA (К) 1 - 3. Использование реагента позволит повысить устойчивость стенок скважины, снизить до 40% расход полимера и до 30% снизить время на приготовление бурового раствора. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!is С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

68-89 (21) 4708074/03 (22) 20,06,89 (46) 15.08.91. Бюл.N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) М.И.Липкес, А,Н.Басанов, Л.А.Мелехина, Е.Н.Бурун ова. С.Т, Борзова, Л.В.Дамурчиева, А,С.Шапатин, И.В.Демидов, М.Е.Цельнер, С.Е.Хачай и Г.Я.Жигалин (53) 622.243.144.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1377288, кл. С 09 К 7/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N1447830,,кл. С 09 К 7/02, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1068457, кл. С 09 К 7/02, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ МАЛОГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ. в частности к разработке реагентов для обработки буровых растворов.

Цель изобретения — повышение ингибирующей способности реагента, Способ получения порошкообразного реагента включает гидрОлиз полиакрилонитрила щелочью и обработку его метилдиметилсиликонатом N3(K), после чего полученную смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не более 90 С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Полиакрилонитрил 5 — 16

Щелоч ь 4 — 13,. RJ, Ä 1669968 Ai (57) Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и гаэ, в частности к разработке реагентов для обработки буровых растворов, Цель изобретения — повышение ингибирующей способности реагента.

Способ включает гидролиз полиакрилонитрила щелочного и обработку его метилдиметилсиликонатом Na(K), затем эту смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не выше 90 С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: полиакрилонитрил 5 — 16; щелочь 4 — 13; гумат калия 68-89 и метилсиликонат Na(K)

1-3. Использование реагента позволит повысить устойчивость стенок скважины, снизить до 40% расход полимера и до 30% снизить время на приготовление бурового раствора, 3 табл.

Гумат калия

Метилдиметилсиликонат Na(K) 1 — 3

il р и ме р, Приготовление реагента.

В колбу загружают 1530 r воды, в ней растворяют 73 г JaOH и добавляют 97 г

ПАН. Гидролиэ осуществляется на кипящей водяной бане при перемешивании в течение

2 — 3 ч. В полученную массу добавляют 80 г метилдиметилсиликоната Иа(К) 34%ной концентрации, В сушилку с кипящим слоем подают гумат калия в количестве 906 г (25%-ной влажности), создают псевдоожиженный слой и через форсунки распыляют в этот слой раствор гипана с кремнийорганиче1669968 ре, что предотвращает циклизацию и образование поперечных сшивок как в самом гипане, что сказывается на понижении коэффициента активности, так и в системе межмолекулярных связей полимерме»илдиметилсиликонат Иа(К). В итоге значителы1о замедляются все деструктив-! t t te 11роцессы и улучшается качество реа1ен» а:

Гипан

t ñóøêè, С

Кр (коэффициент активности) 15

150

Снз (Si — О

ОИГ1 (К) 10,22

9,23

5,7 з !

5<- 0 — ¹» (К)

С 3 (К) Цо 020 и;п1 =- 1;1 - 4;1; содержание дифункциональных звеньев 20-50 .

При таком соотношении звеньев дости- 25 гается наибольший ингибирующий эффект.

Нанесение жидких ингредиентов гипана и кремнийорганической добавки на твердую фазу уматов калия осуществляется в "мя(ких" условиях при 80-90 С в 30 псевдоожиженном слое. В результате из получаемого порошкообразного реагента удаляется избыточной аммиак, снижается общая щелочнос»ь, происходит более интенсивное взаимодействие все;. 35 ингредиен гов комбинированного реагента l1усилие его ингибирующей способности.

Ионы калия, образующиеся при диссоциации гума1ов калия, имеют относительно небольшой размер гидратной оболочки, 40 что позволяет им легче и дальше прон,1 кать в микротт>ещины твердью глинист:, х пород, замещая ионы натрия и кальция, а образовавшаяся калиевая (более стойкая и менее гидратированная) форма 1лини- 15 стого минерала в меньшей степ е11и набухает. Кроме того, одновременно кремнийорганическая добавка вследствие своей дифильности адсорбируется на глинистых минералах, создавая гидрофобный 50 барьер, препятствующий кон»ахty глин с водой. В результате оба процессл, л йс»н„я в одном направлении, предотвращ; ют увлажнение, набухание и диспер ирование глинистых пород, т.е. увеличивают 55 ингибирующую способност, комбинированного реаген та.

Предлагаемый способ предусматриьае1 введение процесс > при пониженной (по сравнению с прото1ипом) температуской добавкой. Температура в псевдоожиженном слое поддерживается 80-90" С, что исклк>чает деструкцию полимера. При этом полу кают реагент следующе1о состава,мас, (в пересчете на сухое вещество); гумат калия 77,5; гипан 19,4; кремнийортаническая добавка 3,1.

Реагенты с другими соотношениями компонентов готовят аналогичным образом.

Метилдиметилсиликонат Na(K) представляет собой кремнийорганическую жидкость 30ф,-ной концентрации следующего состава:

Ингибирующую способность оценивали по диспергированию крупки из кернов (фракция 1 — 2 мм) во вращающихся автоклавах при 80 С в течение 16 ч и последующем рассеивании крупки на ситах.

Ингибирующая способность комбинированных реагентов приведена в табл.1.

В табл.2 и 3 приведены технологические показатели буровых растворов на основе комбинированных реагентов.

Из табл.1 видно, что 1 гумата калия не обеспечивает стабилизации глинистой суспензии и водоотдача становится полной после прогрева до 150 С, а все комбинированные реагенты, взятые в количестве

1, goto r хорошую водоотдачу до и после

opotpet-a до I50 Ñ и не уступают по этому показ те 1ю 11стому гипану. причем рН жидt oto р=:.1ген1а, имеющего сос1ав, мас, : гумаг >:алия 80; ПАН 11,4; МаОН 8,6, - равен

11,05 i1 выше соответствующего порошко. "разного (9,31).

Данные табл.2 показывают, что ингибирующая способность комбинированных реагентов выше, чем у чистого гипана, и

11овышается по мере увеличения содержания I óматов калия, причем при соотношении 1умат; ПАН; йаОН 90:5,7:4,3 (мас. ) наблюдается синергетический эффект.

Введение дополнительной модифицирующей кремнийорганической добавки еще более повышает ингибирующую способность реагентов. Для сравнения приведена диспергирующая способность комбинированного реагента на основе гумата натрия (УЩР) и гипана, которая выше, чем соответствующий показатель чистого гипана.

Как видно из табл.3 5 -ная бентонитовая суспензия, обработанная комбинированным реагентом, имеющим в своем составе в2,5 раза меньшее количество пол1669968 имера, после термообработки до 200 С обеспечивает практически одинаковый уровень фильтрации в сравнении с гипаном, Реагент, полученный по предлагаемому способу, позволяет повысить устойчивость стенок скважины, значительно (на

30-40 ) снизить расходы дефицитного полимерного компонента, на 20 — 307ь снизить время, связанное с приготовлением, обработкой бурового раствора и борьбой с осложнениями.

Формула изобретения

Способ получения порошкообразного реэгента для малоглинистых буровых растворов, включающий гидролиз полиакрилонитрила щелочью с последующей сушкой на твердой фазе,от лича ющи йс я тем, что, с целью повышения ингибирующей способности оеаген а, перед сушкой гидролиэсванный полиакрилонитрил обрабатывают метилд:м етилсиликонатом натрия или "- лия, 5 в качестве твердой фазы йспользуют гумат калия, а сушку производят в псевдоожиженном слое при температуре не более 90 С, причем полиакрилонитрил, щелочь, гумат калия и метилдиметилсиликонат натрия или

10 калия используют при следующем соотношении компонентов, мас. :

Полиакрилонитрил 5-16

Щелоч ь 4 — 13

Гумат калия 68-90

15 Метилдиметилсиликонат натрия или калия 1 — 3

Таблица 1

Состав комбинированного реагента,$

Реа гент

Фракции крупки после диспергиования в течение 16 ч и и 80 С

ГКР

ПАН

>1,0

>0,2

NaOH

Кремнийорганическая обавка

Перешло в раствор

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

2,0

1,0

2,0

1,0

П р и м е ч а н и е. В растворе 1 реагенты ) Жидкий комбинированный реагент

2

4

6

8*

11

12

13

14

16

17

86

80*

78,5

79

79

78

77

59

68

У Р80

57

23

17

1 1,4

5,7

11,4

11,4

11,4

11

11

11

22

16,0

7,5

11,4

43

17

13

8,6

4,3

8,6

8,6

8,6

8

17

13,0

5.5

8.6

26,32

27,41

42,21

53,61

67,37

75,94

69,99

39,43

53,0

52,4

69,79

70,46

71,0

52,25

61,2

69,90

70,2

15,96

11,01

16,94

11,14

7,61

4,73

4,38

6,54

15,3

9,1

11,74

9,02

7,00

7,0

14,15

10,94

11,6

13,14

10,0

62,67

55,65

46,65

38,82

27,9

19,68

23,47

45,27

37,9

35,86

23,19

22,54

22,0

33,24

27,86

18,5

16,66

74,04

1 I) I, < I q 6 Л

<):

<(>

z ю а и? и? с cci c>D I» с)) о с и о

С)

lA

-z

CL л) Р- (О сО с» со а) m

)с о о (о .

<()

Р

° i:Ë л и (о о о

Т с ) Р. о со

Ф) tI - - 1 СС (D

>Ф с и о г: .

> аъ ! r"

> !

> Т > а> г.. т сч (о

С>.

Z ()) с

Ф о

>о

< )

ГЧ и) (D

CL >о е

<)) с) I (D х

S с о

> о

<(>

CL

П)

Iс ) и )

% C T % оо

Т*!

Ы

CL

C)

IX (а

z о а т с) I с-4 (. ((<-4 (<)

=-1-->

Х с..

С5

<)> о

z

<() о о.

z и

<() о с м S

1Я м,"

Ф Ф о с

z (() а

o „„)<

") со с< > со со Я

К

Ю

X о

>с

O) с(>

С< с> „т

- l(>

C т> cc) > (r) о л

Ln < cI ° (О> а) () I л

>о о

>х (D ( (>) (D с

-счc -тlnLC) с(>

S х о

IZ

Ф (о о .

1Л о (»

5 с()

Х

CL с>

С

<()

O. о

>(<()

r с)

> о о

CL

) (L)

S с

>с<)

<9

<(>

C)

<)>

Е

Yо (D т

< о о

z х ())

Iо и> сз и? а? и? и) с 4 сч и? ,д,. осч ) (то

- Р-° — ч сс) ю — а м г-- I - со т со а? о о а> (z> со <>D cc. cc> cc> ж с)> cr co

Р < ;о и) и. ln к) loи) Ln - - Ln

» <».. »»» =»

ic) и> ю и. и) Ln и) л Р л- и) c), r- а> о о -т с; сч т С ) «(Т й> С > Р - - (с сч сч ч сч сч сч сч с ) . и? Сч " с . с ", о з о - сЧ сч Pl - с Р N Р»

Ф t — а?и?С>irJ ст ОI ln (о и) со Р-- л <о сп с) со СР С ) (> Са V СГ СО C)) е- ма> с) о> а) C»; cr> c)> а) а о) () () и) и) и) Ln и) и) и) In сч сч и) . » . и), — Iс— сч "4 о -- ч сч с» с > и? (") о >

o „- л Р.- <о Cc) r- и ) со o (C) т е — т- с- С4 с < I«, Со Ln Р- 4 (;> - ж (о л-,.- r- л- л- w л а>

In ) () I t t > I > о

1669968