Способ получения утяжелителя для буровых растворов

 

СПОСОБ ПСШУЧЕНИЯ УТЯ-. ЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ путем гндрофилнзашга барита конденсированным фосфатом с последукнцей суш- : кой, отличающийся тем, что, с целью повышения утяжеляющей способностн утяжелителя, перед сушкой гидрофилиэованный барит обрабатг1вают водным раствором нитрил ртримё т илфосфон о-вой ИЛЕ 1-«кс 1этилиденфосфоновой кислоты в количестве (О,5-1О) от массы утяжелителя.. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCH0hAV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД4РСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (2 1) 3455667/23-03 (22) 22.06.82 (46) 07. 10.83. Бюл. Л% 37 (72) А. И. Булатов, С. А. Рябоконь, Н. В. Линник, И, Ф. Зинчук, С, Н. Шандин, С. А. Гарьян, В. М. Лимановский и В. И. Рябченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.243. 144. 2 (088 8) (56) 1. Реэниченко И. Н. и др. Утяжеление буровык и тампонажнык растворов.

М., «Недра», 1978, с. 70.

2. Авторское свидетельство СССР

М 692845 кл. С 09 К 7/00, 1976 (пр и>тип) °. SU„„1046273 (54) (57) СПОСОБ ПСЯЧУЧЕНИЯ УТЯ-, ЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ БУРОВЬИ РАСТВОРОВ путем гидрофилиэации барита конденсированным фосфатом с последующей сушкой, отличающийся тем, что, с нелью повышения утяжеляющей способнос ж утяжелителя, перед сушкой гидрофилиэованный барит обрабатывают водныи раствором нитрилотрнметилфосфоно-" вой или 1-охсиетилиденфосфоновой кислоты в количестве (0,5-10) ° 10 З% от массы утяжелителн.

1 10462

Изобретение очносится к технологии поЛучения утяжелителя высокой у гяжеляющей способности, используемого в нефтегазодобывающей промышленности для обработки буровых растворов с целью повьш ения их плотности.

В настоящее время основным видом утяжелителей являются баритовые концентраты, получаемые главным образом флотационным обогащением. Флотореагенты, 10 остающиеся на поверхности баритовых концентратов, придают ей частично "идрофобные свойства, вследствие чего максимальная плотность буровых рас торов, утяжеленных флотационными баритовыми 15 концентратами, составляет 2, 102,20 г/см 5(1 1 .

Известен способ получения гидрофиль-ного баритового утяжелителя путем гидрофилиэации баритового флотоконцентрата ° 20 конденсированным фосфатом с последующей сушкой 2) .

Однако наличие в скважшах пластов

I с аномально высокими давлениями, вскры = вать которые во многих случаях необ- 25 ходимо буровыми уастворами плотностью более 2,31 г/см >, обуславливает потребность в создании утяжелителей, обеспечивающих приготовление буровых рас гворов плотностью не менее 2,40 г/смЗ (на практике возможна плотность 2,42—

2,50 г/см ).

Цель и зобретения — повышение утяжеляющей сгособности утяжелителя.

Поставленная цель достигается способом получения утяжелителя буровых расч воров путем гидрофилизации барита конденсированным фосфатом с последующей сушкой, согласно которому перед сушкой гидрофилизованный барит обрабаты- " ют водным раствором нитрилотриметилфосфоновой или 1-оксиэтилиденфосфоновой кислоты в количестве (0,5-10)-10 о% . от массы утяжелителя.

Укаэанные комплексоны представляют собой нетоксичные, хорошо растворимые

45 в воде вещества белого цвета и производятся в соответствии с ТУ 6-02-1171-79 (НТФ) и ТУ 6-09-20-54-79 (ОЭДФ).

Пример . Образцы утяжелителей готовили следующим образом: флотоконцентрат плотнос гью 4,19 г/см гидрофилиэовали водным раствором триполифосфата натрия в количестве 0,2% от массы флотоконцентрата с таким расче:том, что влажность пробы составляет 7-З%. Порченную пробу гидрофильного ,утяжелителя обрабатывали водными расч ворами НТФ илн ОЭДФ различной концентрации (О, 1; 0,5; 1; 5; 10; 15 и 20%х

«10 от массы утяжелителя} до влажности 10-11%. Затем образцы высушивали до остаточной влажности не более 1% при

700-ЗОО С в муфельной печи и использовали для приготовления буровык расч воровф

В глинистые растворы, содержащие

90% воды, 6,5% беитонита и 3,5% углещелочного реагента вводилн образцы полученных утяжелителей в количестве 40 и 45% по объему, перемешивали в течение 2 ч, разжижали водой до получения условной вязкости 60+5 Ст и определяли структурно-реологические показатели растворов: условную Т и пластическую вязкости, статическее напряжение сдвига за одну (6. } и десять (81з ) минут, а также утяжеляюшую способность образцов баритового утяжелителя по

Э плотности утяжеленных буровых растворов е

Результаты опытов представлены в таблице. Для сравнения приведены показатели бурового раствора, утяжеленного гидрофилькым баритовым утяжелителем без обработки фосфорорганическими комплексонами (опыт 1). В этом случае, как и в случае очень малой добавки комплексонов (опыты, 2 и 3), вследствие силь ного загустевания раствора ввести утя- . желителя больше, чем 40 об.%, не удает-. ся и максимальная плотность бурового раствора не превышает 2,33 г/см > . При

-3 расходе комплексонов выше 10 -10 % от массы утяжелителя плотность бурового раствора практически не меняется (опыты 12-15 ) и не превышает 2,44 г/см .

При обработке гидрофи ьного утяжели теля водным раствором комплексона происходит его сорбция из раствора и изменение электрокинетических свойств поверхности гидрофильного утяжелителя.

В результате этого, резко уменьшакл

cs силы сцепления частиц барита и, как следствие, его эагущающая способность и возникает возможность ввода в буровой раствор болыиего количества утяжеВ лителя, т. е получения более высокой йлотности бурового раствора при сохранении его структурно-реологических показателей на требуемом уровне.

При добавлении комплексона непосредственно в буровой раствор желаемого эффекта не происходит поскольку в этом случае реагент сорбируется на глинистых час Гищзх.

M 6 460

40,0 62,3

2,32

2 НТФ 0,1 ° 10 >

3 ОЭДФ 0,1 ° 103

4 . НТФ0,5 ° 10>

29,8

40,0

40,0

56,0

2,31

10,5

59,3

2,32

1192

30oS

11,5

60,0

42,7

31,0

2,42

12,3

5 ОЭДФ 0 5-10 3 . 42 7

62,3

35,0

2,42

6 НТФ 1.10 3

7 ОЭДФ 1 -10"3

8 НТФ 5.10

9 ОЭДФ 5 ° 10, 10 НТФ 10-10

11,2

32,1

2,46

S9,5

43,6, 31,0

10,8

2,44

58,7

43,2

2,50

30iS

62,3

11,0

44,6

30,2

10,S

2,48

44,2

58,S

28,6

44,2 S8 9

2,48

9,6

43,4

10,2

29,8

11 ОЭДФ 10 10

2,45

60,0

12 НТФ 15 10

13 ОЭДФ 18.10 З

14 НТФ 20-10

29,2

9,8

43,2 59,3

43,0 59. 7

2,44

29,8

10,0

2,43

43,2 58,9

29,6

10,1

° 28

2,44

9,8..

15 ОЭДФ 20-1СГЗ

28,9.28

2,43

43,0 59 2

Составитель Г.Сапронова

Редактор Г. Безвершенко Техред м. надь .

Корректор В. Горняк

Подписное

Заказ 7652/23 . краж 639

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откръгжй

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проек пмм, 4

3 . 1046273 4

В случае допоанительной обработки зателей утяжеленных буровых растворов, гидрофильного утяжелнтеля раствором что нри их испсаьзовании позволяет уменьфосфорорганического комплексона (НТФ .шить гидравлические потери давлении, или ОЭДФ) происходит не тоаько уве- улучшить очистку ствола скважиньг и, личение утяжеляющей способности, но и «ак следствие, повысичь механическнув снижение структурно-реологических пока- скорость буреню