Способ модификации буровых растворов

Способ модификации буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И E !ii) 5ll9499

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.73 (21) 1888811,/05 (51) М. Кл. С 09К 7/02 с присоединением заявки Хв 1888812/05

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76. Бюллетень . А 14

Дата опубликования описания 09.06.76 (53) УДК 622.243.144.2..002.2 (088.8) ао делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. М. Тимохин, В. H. Тесленко, В. Д. Городнов, П. И. Колесников, Б. К. Челомбиев и А. И. Бринцев

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. M. Губкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способу модификации буровых растворов различной степени минерализации, предназначенных для бурения глубоких и сверхглубоких скважин на нефть и газ, B процессе бурения с ростом температуры до 180 — 200 С и увеличением минерализации резко снижается активность применяемых реагентов, так как они подвергаются термоокислительной деструкции с потерей стабилизирующих свойств. В частности, один из наиболее эффективных синтетических реагентов — стабилизаторов для высокоминерализованных буровых растворов — карбоксиметилцеллюлоза (KMLI) — подвергается термоокислительной деструкции при 130 — 160 С.

Известны способы модификации буровых растворов обработкой КМЦ и ингибиторами термоокислительной деструкции (фенол, дубильные вещества и др.) или продуктами их взаимодействия (карбофен, карбанил и др.).

Однако известные способы либо не обеспечивают достаточно высокой термостойкости, либо применяемые в известных способах ингибиторы обладают повышенной токсичностью, что затрудняет их применение.

С целью повышения термостойкости буровых растворов в предлагаемом способе используют продукт взаимодействия карбоксиметилцеллюлозы с сульфаминовой кислотой или карбамидом.

Синтез карбосульфамина (продукта взаимодействия КМЦ с сульфаминовой кислотой)

5 и карбоксидиамида (продукта взаимодействия

КМЦ с карбамидом) осуществляется следующим образом.

Целлюлозу (вискозную или другого типа) обрабатывают водным раствором едкого натра

10 концентрации 240 г/л при 19 — 23 С в течение

1 ч, отжимают от избытка водного раствора, щелочи до 2,6 — 2,7-кратного веса по отношению к весу исходной целлюлозы, измельчают в течение 2 ч, после чего к ней добавляют

15 сульфаминовую кислоту или карбамид из расчета 3 /о от веса целлюлозы или 1 /О от веса готового продукта. После перемешивания в течение 30 мин с ингибитором реакционную смесь обрабатывают монохлорацетатом нат20 рия в соотношении 2 моля на 1 моль целлюлозы.

Некоторые условия получения и свойства карбосульфамина и карбоксидиамида приведены в табл. 1.

25 Карбосульфамин и карбоксидиамид представляют собой порошкообразные вещества, легкорастворимые в воде и буртовых растворах. Обработка ими буровых растворов различной степени минерализации осуществляет510499

Таблица

Условия получения и свойства карбосульфамина и карбоксидиамида

Содержание основного вещества в синтезированном продукте, %

Мольное соотношение целлюлоза: гидрат окиси натрия: монохлорацетат натрия:ингибитор

Степень замещения синтезированного продукта

Степень полимеризации синтезированного продукта

Применяемый ингибитор

Пример

Сульфаминовая кислота

1:2:2:0,5

78,3

503

50,1

1:2:2:0,1

1:2:2:0,05

1:2:2:0,025

1:2:2:0,5

1:2:2:0,1

1:2:2:0,05

1:2:2:0,025

78,4

78,5

78,6

79,8

80,1

80,6

81,3

504

507

506

448

452

451

50,2

50,4

49,8

48,3

48,2

49

48,4

Карбамид

Таблица 2 результаты обработки буровых растворов из кудиновской глины образцами карбосульфамина и карбоксидиамида

Показатели бурового раствора до термостатирования

Показатели бурового раствора после термостатирования

o > и аж

> 7tl о ,„а

Д а> а сои ,3 О аа >- О

>а о аv î»:

И и а

>>> >>> -» аа

Буровой раствор

К, Взо, снс,i„, мг/смТгаа>

Tloo снс,, МГ/СМ3

Взо, см3

К, (г/см

» г/см рн рн с ма мм

7 1,31 7,1 30/63

8,7

О/О

1,30

Буровой раствор<-30а; хлористого натрия+

+2,5% КМЦ 500

Буровой раствор+30а, хлористого натрия -++2,5% карбосульфамина

190 5 2

)30

0,5

9,5 1,30 17

1,30 16

9/15

1,30 б/15

9/18

4,5

5,5

9,190 + 5

8,5190 5

0,5 б/9

1,30

9,5 1,30 15

1,30 14

6/21

9/24

8,5

190+ 5 2

190 5 6

4,5

5,5

0,5

0,5 б/12

1,32

9,5 1,31

1,31

48/66

39/57

14

8,5

190+ 5 2

190 5 6

6,0

6,5

1,31 11

1,32 10,5

3,9

1,31

10

190 5

190 5

36/48

39/54

8,5

0,5

10 1,25 13 21/36

6/12

1,25

2,5

210 2

9,0

0,5

10 1,25 13,5 24/39 б/15

6,5

2,0

1,25

9,5 220 ся путем добавления их в растворы в количествах 1 — 2,5% (в зависимости от степени минерализации циркулирующего раствора и забойной температуры) в сухом виде, либо в виде 5 — 10%-ного водного раствора.

Буровой раствор 1-30% хлористого натрия +

+2,5% карбоксидиамида

Буровой раствор+30 % хлористого натрия -++ 1, хлористого кальция.+0,5 хлористого магния+2,5% карбосульфамина

Буровой раствор+30 % хлористого натрия+

+1% хлористого кальция+0,5 хлористого магния+2,5% карбоксидиамида

Пресный буровой раствор+1 % карбосульфамина

Пресный буровой раствор+1% карбоксидиамида

Результаты обработки буровых растворов различной минерализации карбосульфамином и карбоксидиамидом, приведенные в табл, 2, показывают, что эти реагенты сохраняют низ5 кое значение водоотдачи высокоминерализо510499

Таблица 3

Термостойкость буровых растворов, обработанных карбосульфамином, карбоксидиамидом и КМЦ-500 в присутствии и отсутствии ингибиторов

Содержание ингибитора (o„) от

Водозтдача бурового раствора, мл после термостатирования (190 5 C) в течение, ч

Буровой раствор

Ингибитор объема бу- до терморового статировараствора ния веса реагента

2 6

>30

Буровой раствор из кудиновской глины+30 о, хлористого натрия —, +2,5 КМЦ-500

Раствор 1чь 1+сульфаминовая кислота

1

100

>30

>30

>30

0,025

0,025

0,025

2,5

Сульфаминовая кислота

Раствор М 1-1-карбамид

Раствор М I+сульфаминовая кислота

Карбамид

Сульфаминовая кислота

2,5

4,5

2,5

0,025

4,5

Раствор М 1 +карбамид

Буровой раствор-1-ЗОО;хлористого натрия-1-2,5,б карбосульфамина

Буровой раствор +309Ь хлористого натрия-1-2,5О, карбоксидиамида

Карбамид

Суль фаминовая кислота

4,5

0,025

4,5

Карбамид

Составитель Й. Антипова

Тех р ед Т. 3 ими на

Корректор А. Дзесова

Редактор Т. Девятко

Заказ 1202112 Изд. М 1275 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ванных буровых растворов при 190u5 С, а пресных при 210 †2 С. В табл. 2: Т вЂ” удельный вес; Т аа — вязкость, СНС17 п — статическое напряжение сдвига, Взз — водоотдача, К— толщина корки.

Ингибирование КМЦ сульфаминовой кислотой или карбамидом в процессе синтеза эфира позволяет достичь резкого повышения эффективности действия ингибитора, снижения его расхода в несколько десятков раз.

Добавление в буровой раствор КМЦ и сульфаминовой кислоты или карбамида в количествах, соответствующих содержанию этих веществ в карбосульфа мине или карбоксидиамиде не обеспечивает ингибирования термоокислительной деструкции КМЦ, что подФормула изобретения

Способ модификации буровых растворов ооработкой продуктом взаимодействия карбоксиметилцеллюлозы с ингибитором ее термотверждается высокими значениями водоотдачи буровых растворов, подвергнутых термообработке (табл. 3) . Следовательно, карбосульфамин и карбоксидиамид представляют

5 собой систему, отличающуюся от той, которая получается при механическом смещении готовой КМЦ и ингибиторов, По предварительным подсчетам экономический эффект при глубоком бурении от при10 менения 1 т карбосульфамина или карбоксидиамида по сравнению с КМЦ составит не менее 1 тыс. рублей. Для глубокого бурения в СССР применяется около 1000 т КМЦ.

Если вместо 1000 т КМЦ применить карбо15 сульфамин или карбоксидиамид, то экономический эффект составит около 1.000.000 руб. окислительной деструкции, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения термостойкости растворов, используют продукт взаимо20 действия карбоксиметилцеллюлозы с сульфаминовой кислотой или карбамидом,