Способ гидрофобизации утяжелителей для буровых растворов

Способ гидрофобизации утяжелителей для буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Сфциаииетичесиих

Республик (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0501.77 (21) 2438650/23-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 09 К 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК622. 243 ..144. . 2 (088. 8) Опубликовано 15.0479.Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 1504.79 (72) Авторы изобретения

С.A.Ðÿáoêoíü, Б.B.Kàcïåðcêèé, Г.И.Аникеенко и Б.Н.Клемперт (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам ВИИИКРнефть (54) СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ УТЯЖЕЛИТЕЛЕИ,ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может использоваться при приготовлении утяжеляющих материалов буровых растворов на углеводородной основе (РУО) .

Известен способ гидрофобиэации утяжелителей, заключающийся в обработке РУО анионактивными поверхностно-активными веществами (1). Основным недостатком утяжелителя, полученного этим способом, является низкая степень покрытия поверхности частиц адсорбционным слоем реагента-гидрофобизатора (низкая степень гидрофобизации), так как такие компоненты

РУО как известь, битум, дизельное топливо оказывают десорбирующее действие на ионы реагента-гидрофобизатора. наиболее близким к изобретению является способ гидрофобизации утяжелителей, включающий обработку их при перемешивании водными растворами соедйнений органических сульфокислот с последующей сушкой при 80-100 С и измельчением_#_3.

Основными недостатками данного способа являются: недостаточная, с точки зрения безаварийного бурения, степень гидрофобизации поверхности частиц утяжелителя, что объясняется отсутствием условий протекания полимолекулярной хемосорбции реагентагидрофобизатора на поверхности частиц утяжелителя, а также длительность процесса хемосорбционного закрепления химического реагента на поверхности утяжелителя (минерала), реак1О ция длится 2-10 ч. Это объясняется слабой реакционной способностью поверхности частиц утяжелителя при температуре окружающей среды и сушке при пониженной температуре (80100 С) .

Целью изобретения является повышение степени гидрофобизации утяжелителя и ускорение процесса гидрофобизации.

ЯО

Поставленная цель достигается тем, что сушку ведут при 500-900 С до .остаточной влажности 0,1-2%. Обработку утяжелителей при перемешивании кб осуществляют 1-20%-ными водными растворами соединений органических сульфокислот.

Органические соединения сульфокислот вводят в количестве 0,1—

0,7 мас.% к массе утяжелителя.

657053

Способ осуществляют следующим образом.

Утяжелитель обрабатывают водным раствором (1-20Ъ-ной концентрации) соединений органических сульфокислот или их солей в количестве 0,10,7 мас.Ъ к массе утяжелителя, перемешивают при температуре окружающей среды в течение 10-20 мин до однородной массы и загружают в сушилку. Сушку осуществляют при 500-900 С до остаточной влажности 0,1-2Ъ в течение 10

3-45 мин. Охлажденный продукт измельчают.

Для исаытания берут исходный гидрофильный баритовый утяжелитель (барит) марки КБ-2 по ГОСТ 4682-74 со )5 следующими физико-химическими пбказателями:

Содержание сернокислого бария, Ъ Плотность, г/смз

Содержание влаги, Ъ

Содержание водорастворимых солей,Ъ

В том числе кальция,:

Содержание остатка после просева на сите с сеткой

Р009К по ГОСТ

3554-73,Ъ

Содержание Фракции, 5 мкм, Ъ

Коэффициент флотируемости (К ) 93,4

4,39

0,5

0,30

0,05

При гидрофобизации поверхности утяжелителя его К,р стремится к единице, З качестве реагента-гидрофобизатора применяют додецилбензолсульфо-нат натрия (сульфонол НП-3) из клас- 40 са алкиларилсульфонатов, выпускаемый промышленностью по ТУ 6-01-18-16-75.

Пример. Пробы барита (по

125 r) обрабатывают при перемешивании 10Ъ-ным водным раствором сульфо- 45 нола в количествах 0; 05; 0,1; 0,3;

0,4; 0,5; 0,7; 0,9 мас.Ъ .к массе барита. После перемешивания вручную в течение 10 мин до однородной массы пробы высушивают до остаточной влаж- 50 ности 0,1-2Ъ в муфельной печи МП-2У при температуре 500 С. Время сушки б мин. Охлажденные пробы измельчают в ступке и определяют их К .на лйбораторной флотомашине УФЛ-67. Получен- 55 ные результаты приведены ниже.

Добавка сУльфо- 0,05 0,1 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 нола, (мас:Ъ) . 60

Кф 0,60.0,82 Oi 870,900,930,960,96

Из приведенных данных следует, что область оптимальных добавок гидрофобирующего реагента находится в пределах О, 1-0.7 мас.Ъ б5

Для определения влияния температуры сушки и остаточной влажности сти на ° степень гидрофобизации утяжелителя пробы исходного барита, гидрофобизованного 0,5Ъ сульфонола по цтисанному выше способу, подвергают сушКе в, муфельной печи при различном темпе- ратурном режиме.,Результаты испытаний приведены в табл.1.

Данные табл.1 свидетельствуют о том, что оптимальным диапазоном остаточной влажности утяжелителя после процесса гидрофобизации является

0,1-2Ъ с оптимальной температурой сушки 500-900оС

Для проверки эксплуатационных качеств утяжелителя, полученного по предлагаемому способу„ готовят пробу гидрофобизированного баритового утяжелителя с К = 0,85, содержащего

0,5 мас.Ъ сульфонола HH = 3 к массе . утяжелителя (в расчете на сухое ве- щество) Проверку осуществляют на известково-битумном растворе (ИБР) при утяжелении его до плотности

1,95 г/см данным утяжелителем. з

Полученный утяжеленный ИБР подвергают серии воздействий воды и 10Ъной бентонитовой суспензии (гидрофилизирующих факторов) с последующим автоклавированием (термообработки) в течение б ч при 150 С. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Результаты, представленные в . табл.2 показывают, что статическое напр жение сдвига (СИС) и условная вязкость (Т) раствора на углеводородной основе, утяжеленного баритом, гидрофобизованным по предлагаемому способу, соответствуют требованиям бурения.

Это свидетельствует о том, что утяжелитель, полученный по предлагае-. мому способу имеет достаточную степень гидрофобизации поверхности и обеспечивает агрегативную и седиментационную устойчивость утяжеленных им растворов на углеводородной основе при воздействии гидрофилизирующих факторов. В промысловых условиях применение данного утяжеляющего материала позволит снизить расходы утяжелителя, химических реагентов, затраты времени на приготовление, утяжеление и обработку РУО, а также предотвратить выпадение утяжелителя из раствора (гидрофильную флокуляцию) при попадании в раствор пластовой воды, выбуренной породы и других гидрофилизирующих агентов.

Описанный эффект термоактивации процесса гидрофобизации подтверждается в аналогичных испытаниях с такими утяжелителями, как гематит (Fe>O>), магнетит (Fe>O< ), известняк (CaC03) и мел (CaCO ).

657053

Та блица 1 ень гидрофобизации (К, ) при

Темп тура ки, чной влажности утяжелителя, Ъ

2,0 1,0 0,5 0,1

0,05

0,55

0,80

0,93

0,81

0,61 0,82

0,74 0,96

0,76

400

500

0,94

0,90 0,60

0,94 0,94

O,с92 Oг89 0,67

600

0,73

700

0,92

0,88 0,66

0,92

0,72 0,93

0,71 0,95

0,70 0,96

800

Ог92 Ок88 Ок65

0,89 0,85 0,64

0,78 О „77 0,56

0,93

0 90

900

0,80

1000

0,79

0,62

Таблица 2 Характер вательног ствия на

Исходный ИБР .

Утяжеление

Термообработка

+5% пресной воды

Термообработка

+5% пресной воды

Термообработка

+5% бентонитовой пасты

1,88 75

1,88 75

12

Термообработ к а

+53 бентонитовой пасты

1,86 103

1,86 98 Термообработка

Формула изобретения

1. Способ гидрофобизации утяжелителей для буровых, растворов, включаю щий обработку их при перемешивании водными растворами соединений орга1 05 22

1,95 67

1,95 48

1,93 42

1,93 57

1 90 62

1,90 . 63 нических сульфокислот с последующей сушкой и измельчением, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью повышения степени гидрофобизации

65 утяжелителя и ускорения процесса

57053

Составитель Г.Сапронова

Техред Н.Бабурка Корректор М.Пожо

Редактор H.Ïoòàïoâà

Заказ 1729/27 Тираж 757 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

11)035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

7 6 гидрофобизации, сушку ведут при 500900 С до остаточной влажности

0,1-2Ъ.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что обработку утяжелителей при пеоемешивании осуществляют 1-20Ъ-ными водными растворами соединений органических сульфокислот, 3. Способ по п.,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что органические сое.ддинения сульфокислот вводят в количестве 0,1-0,7 мас.Ъ к массе утяжелителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

6 1. Патент США 93099624, кл. 252-8,5, 1963.

2. Патент Франции 91309153, кл. E 21 В, 1962.