Способ отверждения коллоидных систем,содержащих воду, преимущественно буровых растворов

 

1. СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ВОДу, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО БУРОИ 1Х РАСТВОРОВ, jпутем.Обработки их раствором окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени отверждения коллоидных систем , содержащих 15% и более нефти при их захоронении в земляных амбарах , перед обработкой раствором . окиси полисшкилена в диизоциановом эфире метилфенилена в них вводят пластмассовые, микробаллоны из фенолформальдегидной смолы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор окиси полиалкилена в диизоциановом э.фире метилфенилена вводят в количестве i 4-10 мас.%, а пластмассовые микробаллоны - в количестве 3-6 мас.% (f от объема обрабатываемой коллоид ной си стекал.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИН

„.SUÄÄ 1022981 А

9(50 С 09 К 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я! г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3413076/23-03 (22) 26.03.82 (46) 15;06.83. Бюл. Р 22 (72) A.Ó. Шарипов, Г.П. Бочкарев, Н.Ф. Кагарманов и Б.A. Андресон (71) Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.243 ° 444(088.8 . (56) 1. Патент США В 3168139, кл. 166-29, опублик. 1965.

2. Патент СССР 9 743584, кл.,С 09 К 7/02, опублик. 1979.

3. Патент Великобритании Р 1322490, кл. Е 1 F, 1973 (прототип) . (54)(57) 1. СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ВОДУ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, путем.обработки их раствором оКНсН полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени отверждения коллоидных систем, содержащих 153 и более нефти при их захоронении в земляных амбарах, перед обработкой раствором . окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена в них вводят пластмассовые.микробаллоны из фенолформальдегидной смолы.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что раствор окиси полиалкилена в дииэоциановом эфире метилфенилена вводят в количестве

4-10 мас.Ъ, а пластмассовые микробаллоны — в количестве 3-6 мас.% от объема обрабатываемой коллоидной системы.

1022981

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и добыЧе нефти, а именно к области охраны окружающей среды от загрязнения отходами нефтедобычи (отработанныьи буровыми растворами, сточными водами, ловушечной нефтью,нефтешламами и т.д.) .

При использовании амбарной системы циркуляции при бурении скважин после окончания бурения в амбарахотстойниках остаются значительные объемы (до 500 м и более) отходов бурения: отработанного бурового раствора, шлама, сточных вод. С целью их утилизации производится засыпка амбаров грунтом с помощью

15 бульдозеров. Однако из-за тиксотропных свойств раствора и содержания в нем нефти содержимое амбаров не высыхает (не затвердевает) длительное время, в результате чего большие площади плодородной земли остаются исключенными из сельскохозяйственного пользования. Кроме того, незатвердевшие отходы бурения являются источником загрязнения окружающей среды.

Известны способы обезвреживания отходов бурения путем обработки активирующими добавками, ускоряющими их отверждение. Известно при- менение цементов с этой целью 1).

25

Недостатками этого способа являются дт:ительные сроки отверждения от- ходов, большой расход цемента и невозможность его осуществления при значительном содержании в отходах нефти. ров, путем введения в них минерального вещества (летучей золы), ад-, сорбентов (диатомита, активированного угля, окиси алкминия или инфузорной земли), отверждающего связующе- -45 го (гипса и/или жидкого стекла, и/или цемента, и/или мочевиноформальдегидной смолы)и флокулянта — водного раствора полиакриламида (2 J.

Недостатками данного способа являктся сложность и многостадийность проведения процесса (предварительно отходы обрабатываются коагулянтами, флокулянтами, а затем отвердителем), а также невозможность отверждения .отходов при содержании в них нефти больше 15%.

Наиболее близким к изобретению является способ стабилизации грунтов, содержащих воду, путем обработки их реагентом, представляющим собой раствор уретановых предполи50

55 бр меров с концевыми изоцианатными группами (например, раствор окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена) . Данный реагент при

Известен способ обработки отходов, преимущественно буровых раство- 40 взаимодействии с водой (независимо от степени ее минерализации) образует пластичное резиноподобное тело, которое со временем приобретает некоторук механическую прочность $.3).

Недостатками данного способа являются низкая степень отверждения систем, содержащих более 15% нефти, а также систем типа гидрофобных эмульсий.

Цель изобретения — повышение сте. пени отверждения коллоидных систем, содержащих 15% и более нефти при их захоронении в земляных амбарах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отверждения коллоидных систем, содержащих воду, преимущественно буровых растворов, путем обработки их раствором окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена, перед. обработкой раствором окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена в них вводят пластмассовые микробаллоны из фенолформальдегидной смолы

Раствор окиси полиалкилена в ди изоциановом эфире метилфенилена вводят в количестве 4-10 мас.%, а пластмассовые микробаллоны — в ко- личестве 3-6 мас.% от объема обрабатываемой коллоидной системы.

Пластмассовые микробаллоны представлякт собой полые микросферические частицы из пластмассы. Получают их из различных синтетических смол. (например, фенолформальдегидных. ( и мочевиноформальдегидных) методом распылительной сушки.

Способ отверждения осуществляется следукщим образом.

Оставшийся после бурения скважины в земляном амбаре гидрофобноэмульсионный раствор (или другой отход нефтедобычи, например ловушечная нефть) смешивают с пластмассовыми микробаллонами в количестве

3-6 мас.% от объема раствора. Для этого отходы прокачиваются цементировочным агрегатом или буровым насбсом.через гидравлическую воронку, в которую при этом засыпаются пластмассовые микробаллоны. Для равномерного перемешивания cicего объема отходов они забираются из одного конца амбара и подаются в другой конец. После ввода микробаллонов смесь еще некоторое время перемешивается (30-40 мин), а затем аналогичным образом обрабатывается отверждающим полимерным реагентом в количестве 4-10 мас.% от объема раствора. После окончания 6бработки смесь оставлякт в покое на отверждение, которое начинается через

20-40 мин (в зависимости от концентрации отверждающего реагента) .

1022981

Причем отверждается только нижняя, водяная часть смеси, а сверху ос тается нефть с пластмассовыми микро:.баллонами. Эту нефть можно откачать в емкости, отделить от микробаллонов -(центрифугнрованием, фильтрованием или другими способами) и испЬльзовать по назначению, а микробаллоны испольэовать йовторно. Отвердев, шую водяную часть (вместе с меха ническими примесями и солями) можно засыпать грунтом и почвой и ис- пользовать участок для сельскохозяйственных и иных целей.

Эффективность отверждения по предлагаемому способу и по прототи- 35 пу определяется в лабораторных условиях по следующей методике.

В пробу нефтеэмульсионного глинистого раствора вводят микробаллоны, раствор перемешивают 15 мин, затем вводят отверждающий полимер.ный реагент и смесь дополнительно

Концентрация полимер» ного отверждвющего реагента по прототи йу р вес.Ъ

Концентрация компонентов

-для отверждения по предлагаемому способу, на, Ф

Составы отверждаемых систем рочнооть отверженных образцоу на жатие в кг/см пос е .выдержки,сут

Время начала схваты вания, мин

Остаточное содержание воды . в нефТи после отвер)кдения, В

Опыт, t т

1 5 15j полимерный отверждающий реагент микроб алло-. ны

Глинистый нефтеэмульсионный раствор,Ъ глина - 25

КИЦ - 1

Нефть - 15

Вода - остальное

4,0

3,0

То же

3,10 7,15 12,50 .

7,0

4,5

7,0

5 0, 10,0

То же

То же

10,0 77,0 0,31 0,98 2,34

I

10 0 — Гель Гель Гель 46,1

Гидрофобно- 3,0 4,0 эмульсионный раствор

Ъ. 4,5 7,0 нефть - 49 сульфонол -1 5,0 10,0 вода — остальное .б

То же перемешивают 2 мин . Полученную смесь помещают в металлические разборные

Формы размером 50х50х50 мм и регистрируют начало -схватывания смеси.

Через сутки формы разбирают и один из отвержденных образцов подвергают испытаниям на прочность с помо щью пресса. Остальные образцы помещают в эксикатор на хранение. Через определенный период времени .(5, 10, 15 и 30 сут) они также испытываются на прочность.

В таблице приведены результаты экспериментов по отверждению нефтезмульсионного глинистого раствора, содержащего 15% нефти, гидрофобно- эмульсионного. раствора, содержащего 49В .нефти, ловушечной нефти, со держащей 388 эмульгировайной воды ,и 12% твердой Фазы.

Отверждение производится по пред лагаемому способу и по известному.

Параметры отверждения

15 5- 0 97 1,42 4,52

4,0 9,22 18,25 26,40

37,5 Плас- Пласти-0,52 2,5 тичен чен

16,0 -"- -"- О, 89 1,7

7 5 -"- О 32 1 28 1 2

1022981

Продолжение таблицы составы отверждаемых систем

Концентрация полимерного отверждающего реагента по прототипу вес.Ъ

Концентрация компонентов для отверждения по предлагаемому способу, на В

Опыт полимерный отверждающий реагент микробаллоны

3,0

4,0

Плас- 0,93 2,1 тичен

41,0

Ловушечная нефть, В: вода-38, твердые фазы - 12, нефть — остальное

Плас тичен

4,5

0,42 1,53 1,4

0,76 2,05 0,8

7,0

22,5

5,0

10,0

10,2

10,0

Гель Гель Гель 32,5

То же

Составитель В. Ягодин

Редактор Л. Авраменко Техред A.Ач ; Корректор С. Шекмар

Заказ 4153/16 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как следует из данных таблицы, глинистый раствор, содержащий до

15% нефти, отверждается и по предлагаемому способу и по способу прототипа (опыт Ц . Однако предлагаемый способ позволяет значительно ускорить сроки отверждения и повысить прочность отвержденных образцОв, При отверждении гидрофобно-эмульсионного раствора, содержащего 49% нефти и 50% воды по предлагаемому способу водная фаза отверждается в виде пластичного резиноподобного тела, а нефть отделяется и остается сверху. Отвержденная водная фаза, будучи отделенной от нефти, через некоторое время (5-15 сут.) приобретает некоторую механическую прочность. Остаточное содержание воюя в отделенной нефти незначительное -1+ 2,5Ъ.По известному способу отвердить гидрофобно-эмульсионный раст35 вор не удается, в этом случае oeipaзуется скоагулированный гель, не обладающий какой-либо прочностью.

Аналогично,отверждается и ловушечная нефть, содержащая 38% воды и

4р 12% механических примесей.