Способ приготовления реагента для буровых растворов

Способ приготовления реагента для буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н956538 (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено .170680 (21)2960166/23-03 (У ) М К т 3

С 09 К 7/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070982. Бюллетень Мо33 (И1УДК 622. 243. .144(088.8) Дата опубликования описания 0709.82 т

A.Ã.Розенгафт, 3.Ю.Гинковская, A,Ô.Êóçüìåéêî и Л.Н,Смирнова (72) Авторы изобретения

Полтавское отделение Украинского научнЬ, исследовательского геологоразведочного института (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ

БУРОВЫХ PACTBOPOB

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к технологии приготовления буровых растворов.

Известны способы приготовления реагентов для буровых растворов на основе полиакриламида и полиакрилонитрила щелочным гидролизом при температуре, близкой к кипению f1).

Однако для получения этих реагентов используют дефицитное и дорогостоящее сырье (нитрил акриловой кислоты, полиакриламид 1, что удорожает буровые растворы.

Известен также способ приготовления реагента — стабилизатора для буровых растворов на основе акрилового полимера — мокрых отходов волокна "нитрон", представляющих собой тройной сополимер нитрилакрвловой кислоты и метилового эфира,акриловой кислоты. По этому способу .реагент готовится следующим образом. В 1 л: воды раст воряют 40 r едкого натра и загружают 200 r отходов. Смесь кипятят в течение

1,5-2 ч.Готовый полимерный реагент предсгавляет собой однородную жидкость (21.

Недостатками реагента, получен;ного этим способом, являются его низкие стабилизирующие и ингибирующие свойства в условиях повышенных температур и минерализации, что выражается резким повышением водоотдачи бурового раствора. . Цель изобретения — повышение стабилизирующих и ингибирующих свойств реагента в условиях повышенных температур и минерализации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления реагента для буровых растворов через

2,5 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и бихроматом натрия или бихроматом калия в количестве 1,3 мас.Ъ и 1-4 мас.% от массы смеси соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.

В качестве акрилового полймера могут применяться порошкообразный полиакрилонитрил, отходы тканей из волокна "нитрон" или нити из волокна HNTPoH

Предлагаемый реагент представляет собой однородный продукт светло-ко- " ричневого цвета с запахом аммиака,. с плотностью 1,04-0, 06 г/см>, водвотдачей 2-4 см sa 30 мин.

956538

Состав смеси, Ъ

Смесь.

Хромпик

7%-ный водный раствор йаОН отходы тканей из волокна

"нитрон"

1(прототип) 90

10

90

90

10

10

10

10

90

90

12

10

10

14

10

Полное растворение порошкообраэного полиакрилонитрила и нитей из волокна "нитрон" происходит при температуре 85-100 С в течение 2-2,5 ч.

Отходы тканей из волокна "нитрон" растворяются в течение 4 ч. Увели- 3 чение времени нагрева смеси полимера со щелочью не сказывается на изменении свойств реагента.

При повышении содержания тканевых отходов свыше 15% образуется реагент пастообразной консистенции, коСмесь термостатируют на водяной бане при 85-100ОС до полного растворения лоскутов. После этого отключается подогрев и реагент оставляется 69 в покое на сутки.

При нейтрализации реагента серная кислота вводится срезу же после отключения подогрева. Реагент с серной кислотой перемешивают, в течение торый не извлекается иэ раекционной емкости.

Интенсивность перемещения реакционной смеси не оказывает существенного влияния на качество реагента.

В табл„ 1 приводятся составы исследованных реагентов на основе гидролизбванных отходов тканей из волокна "нитрон". Для приготовления состава

1 в конической колбе смешивают 50 г лоскутов из волокна "нитрон", 450 г

7%-ного водного раствора щелочи.

Таблица 1

Добавки, мас.Ъ от масс смеси часа. Таким образом получены составы 2 - 6.

При обработке реагента хромпиком последний вводится сразу после отключения обогрева и,смесь перемешивается 1 ч (составы, 7 - 11).

При приготовлении реагента предлагаемым сиособом сразу после отключения обогрева вводится серная

5 956538 киелота, после чего вводится хромпик.

Время перемешивания 1 ч (составы

12 —. 15). рошка, 20% хлорида натрия и 1,5% хлорида кальция (базовый раствор).

Добавка реагента к буровому раствору составляет 2 вес.%, и пересчете на сухие отходы. Одиовременно oqe-: нивается ингибирующее действие реаген-., :та. Полученные данные приведены в табл.2.

Таблица 2

Солестойкость реагента оценивается

rio способности снижать водоотдачу высокоминерализованного раствора, со-. держащего 7% бентонитового глинопоПараметры раствора

Вязкость СНС, мг/см

Водоот .см ф30 ; мин

Плотность

/смЗ

22/28 26

1,01

40

22/36 40

Базовый раствор +2% состава 2

19/31 40

1,18

40

8/12 40

63

8/12 36

1,19

Базовый раствор +2% состава 5

38 4/8 25

40

1,19

Образование нерастворимой муссы

Базовый раствор +2% состава 6

Базовый раствор +2% состава 7

19/28 40

1,18

Базовый раствор +2% состава 8

40

8/14 40

1,18

Базовый раствор +2% состава 9

70/87 40

1, 18.

Базовый раствор.+2% состава 10

18/24 38

1,18

Базовый раствор +2% состава 11

1,19

21/42 36

16/24 29

Базовый раствор +2% состава 12

40

1 19

76

8/17 5

1;20

В7 б/12 3 5

1,20

17/37 4

1,21

Наименование

Базовый 7%-ный бентонитовый раствор

+ 20% NaC1 + 1,5%

СаС12 .

1Баэовый раствор +2% состава 1, (прототип) 1,18

Базовый раствор +2% состава 3 1,18

Базовый раствор cocl тава .4

Базовый раствор +2%. состава 13

Базовый раствор +2% состава 14

Базовый раствор +2% .раствора 15

Водоотдача раствора. (после термостатирования при 120 С), си /30 мин

Ю

Коэффициент устой. чивости аргиллита в модели фильтрата, %

956538

Продолжение табл.2

Параметры раствора

Наименование

Раздельная обработка раствора составом 1 и серной кислотой

28/36 40

1,18

65

1,18

64 26/38 40

40

20/32 40

1,18

1,18

40

62 22/36

56 20/42

40

1,18

32

56, 20/42

1, 18.

52 18/38 28

1,19

Раздельная обработка раствора составом 1 и бихроматом калия

40

56 26/36

1,18

40

42 19/24

1,18

49 13/19

40

1,18

1,18

25

33 17/25

25

31 8/14

1,18

Базовый раствор +2Ъ реагента состава 1+

0,1 Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2 0Ъ реагента состава 1+

О,ЗЪ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+

0,6Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+

1Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+

2Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+ЗЪ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+4Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+6Ъ серной кислоты

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,1 хромпика

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,3 хромпика

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,6 хромпика

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+1 хромпика

Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+2 хромпика

Плот- Вязкость СНС, Водоот ность мг/см дача, г/см5, см 30

1,19 50 18/38 28

Водоотдача раствора после термостатирования при 120 С, см/30 мин

Коэффициент устой- чивости аргиллита в модели фильтрата, Ъ

956538

10 продолжение табл 2

Коэффициент устойчивостй аргйллита в модели филйтрата, %

Водоотдача аствора после термостатирования пру 120 С см /30 мин

Параметры раствора

Наименование

СНС, - Водоотмг/см1 отдача, см /30 мин

Плот- Вязкость ,HOCTb

" /,„з. Базовый растодер +2,0% реагента

1+3,О хромпика

Базовый раствор . +2,0% реагента

1+4 хромпика

38 16/20 34 .1, 18

65

1 18 45 15/19 26,5 40

Раздельная обработка раствора составом

1, серной кислотой и бихроматом калия

14/18 40

1,18 46

16/22 40

1,18

40

18/16 35

1,19

40

Базовый раствор +2,0% реагента 1+1% серной кислоты +1% хромпика 1,19

8/16 37

Базовый раствор +2,0% реагента 4+2% серной кислоты +2% хромпика ; 1,20

6/9

35 бб

Базовый раствор +2,0% реагента 1+3% серной кислоты +3% хромпнка 1,20

71

30 6/9

Из табл.2 видно, что при нейтрализации реагента серной кислотой с хромпиком солестойкость реагента значительно повышается. Так, при введении в высокоминерализованный буровой раствор 2 вес.% .реагента, нейтрализованного серной кислотой с хромпиком, водоотдача снижается до 4-5 см / 30 мин. После термостатирования раст-"

;вора при 120 С водоотдача практически не увеличивается. Это свидетельствует о высокой .солестойкости химреагента..

Разделительное введение в буровой раствор серной кислоты, хромпика, и химреагента, приготовленного по известному способу, не обеспечивает получения низких значений водоотБазовый раствор +2,0% реагента 1+0,1 серной кислоты .+0,1 хромпика

Базовый раствор

+2,0% реагента .1+0,3% серной кислоты +0,3% хромпика

Базовый раствор +2,0% реагента 1+0,5% серной кислоты +0,.5% хромпнка дачи. Водоотдача при этом находится. в пределах 26-30 cM /30 мин °

Реагент, приготовленный по предлагаемому способу, оказывает значительно больвжй ингибирующий эффект, чем реагент, приготовленный по известному способу. Об этом свидетельствует высокий коэффициент устойчивости аргиллита в модели фильтрата (79-83%).

В табл. 3 приведены данные, показывающие влияние материала, содержащего акриловый полимер, на стабилизирующие. свойства реагента, полученного его щелочным гидролнзом. Как

;видно из данных, приведенных в

;табл.З, в качестве основы для получения реагента с успехом можно применять Все три указанных материала.

956538

Табли.ц а

Материал, содержащий акриловый полимер

Параметры раствора после обработки полимерным реагентом (2% от объема раствора) Водоотдача после термостатирования при 120 С, Состав исходного раствора, %

Водоотдача, см 30 .мй и

Плотность г/см

CHC мг/см

Вязкость

Бентонитовый — Порошкообразный порошок 7,полиакрилонитрил 1,18

68 9/23

Ма С 1 20

СаС lg 1,5

Акрилонитрил

Отходы тканей из волокна

"нитрон"

62 8/19

1,18

Нити из волокна

"Нитрон" Донецкого камвольного комбината

1,18

67 11/24

Формула изобретения

Способ приготовления реагента для, 4 буровых растворов, включающий гидролиз акрилового полимера едким натром при 85-100ОС, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью повышения стабилизирующих и ингибирующих

Составитель В.Ягодин

Редактор И.Митровка Техред E.Õaðèòoí÷èê Корректор Г.Огар, Заказ 6515/4 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Использование солестойкого реагента, полученного по предлагаемому способу, позволяет снизить .осложнения в глубоком бурении, увеличить скорость бурения и снизить стоимость обработки буровых растворов.

По предварительным подсчетам экономический эффект составляет

350 тыс.руб. свойств реагента в условиях повышенных температур и минерализации, через ,2,5-4 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и.бихроматом натрия или бихро-. матом калия в количестве 1-3 мас..Ъ и 1-4 мас.Ъ от массы смеси,соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых раствбров.М., "Недра", 1972, с.190-193.

2. Авторское свидетельство СССР

9 663708, кл. С 09 К 7/02, 1975 (прототип ).