Пеногаситель для буровых растворов

 

Применение 1,1,5-тригидрооктафторпентанола-1-побочного продукта производства полифторированных спиртов в качестве пеногасителя для буровых растворов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 (И) 3(5)) С 09 К 7/06

OIlHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИЬЛ (0(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ (21) 3511373/23-03 (22) 12.11.82 (46) 30.06.84. Бюл. 9.24 (72) Н.И. Крысин, T.A. Скороходова, A.Â. Кашкин, Ф.А.Байбиков,Ю.Л.Бахмутов, Т.И. Крысина, А.С. Утробин, Н.В. Анисимова, Ю.М. Сухих и В.A. Опалев (71) Пермский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622 ° 243.144(088.8) (56) 1. "Авторское свидетельство СССР Ф 872540, кл. С 09 К 7/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 673653, кл. С 09 К 7/04, 1975 (прототип) . (54) ПЕНОГАСИТЕЛЬ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ. (57) Применение 1, 1,5-тригидрооктафторпентанола-1-побочного продукта производства полифторированных спиртов в качестве пеногасителя для буровых растворов.

1100297

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к пеногасителям для буровых растворов, и может быть использовано, например, для гашения пенных систем после освоения скважин. 5

Известен пеногаситель для буровых растворов (13, содержащий следующие ингредиенты, мас.Ъ:

Пеногасящая основа 1-50

Растворителькубовые остатки производства винилхлорида 50-99

В качестве пеногасящей основы могут быть использованы кожевенная пыль, резиновая крошка, высшие жирные спирты фракции С- С9 и т. д.

Однако расход известного пеногасителя относительно велик и составля-20 ет 1-ЗЪ от объема бурового раствора.

Кроме того, указанный пеногаситель является двухкомпонентным и для его приготовления требуются определенные затраты времени. 25

Наиболее близким к изобретению является пеногаситель — отход стадии переработки масляного слоя синтеза диметилдиоксана при производстве синтетического каучука — флоторе- 30 агент Т-бб, содержащий до 87Ъ различных спиртов (метиловый, бутандиол, диоксановый, пирановый диол, циклические и алифатические триолы). Этот пеногаситель добавляют в буровой раствор в количестве 1 — 10 вес.о о(2 ).

Недостатками этого пеногасителя являются низкая эффективность и пожароопасность.

Цель изобретения — повышение эффективности пеногасителя при одновременном снижении его расхода и пожароопасности.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве пеногасителя для буровых растворов применяется 1,1,5- 45 †.тригидрооктафторпентанол-1-побочный продукт производства полифторированных спиртов.

1,1,5-Тригидрооктафторпентанол-1, именуемый в дальнейшем спиртом- 50 теломером имеет формулы:

Эмпирическую С Н, РбО

F и структурную Н вЂ” (С

F Н

I (55

С) -С вЂ” ОН

F Н молекулярная масса 232,07.

Спирт-теломер квалификации "чис- 60 тый" получают по ТУ 6-09-4826-80.

Спирт-теломер представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость с резким запахом, растворимую в метано» ле, ацетоне, эфире. В воде не раст- 65 воряется. Спирт-теломер устойчив при длительном хранении.

Массовая доля 1,1,5-тригидрооктафторпентанола-1 составляет 99Ъ, остальное — гомологи спирта, метанол, вода.

Плотность, д4 1660-1670 кг/м .

Спирт-теломер при нормальных условиях стабильное, малоопасное, невзрывоопасное, трудно горючее вещество, относится к 4 классу опасности, температура замерзания -60 С, температура вспышки в открытом тигле 103 С (для Т-66 90 С). Ткань, пропитанная реагентом Т-бб, горит при поджигании, в то время как ткань, пропитанная спиртом-теломером — не горит.

Получают спирт-теломер при синтезе полифторированных спиртов в больших количествах. Производство традиционное. Спирт-теломер в небольших количествах используют в лабораторной практике для синтеза акрилатов, производства поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других целей. Промыш-: ленного применения он нигде не находит.

Пеногасящий эффект спирта-теломера, по-видимому, обусловлен тем, что поверхность гидрофобной частицы спирта-теломера сильно поляризована, так как входящие в его состав атомы фтора обладают наивысшей электроотрицательностью. При приближении к воздушному пузырьку частицы спирта-теломера происходит ориентация молекул пенообразователя, образующего пленочный каркас.

При этом поверхностное натяжение снижается, каркас разрушается и воздушный пузырек лопается. Частицы спирта-теломера, возможно, взаимодействуют многократно, что согласуется с небольшим расходом спиртателомера.

Пример. В ходе лабораторных испытаний первоначально готовят

10Ъ-ную суспензию из обычного бентонита, для чего к 900 см воды прибавляли 100 г бентонита, после часового перемешивания на лабораторной мешалке в полученную суспензию прибавляют пластовую воду в количестве 50 см или 5 об.Ъ. Плотность полученного раствора 1088 кг/м . Далее к 200 см полученного раствора прибавляют 24 см КССБ-2 (ЗЪ КССБ-2 в расчете на сухое вещество). Получают 224 см невспененного бурового раствора. Затем полученный буровой раствор перемешивают с помощью лабораторной мешалки со скоростью

600 об/мин в течение 15 мин, в результате чего раствор сильно вспенивается и его объем увеличивается до 336 см, т.е. в 1,5 раза, а плотность снижается до 810 кг/м . Затем в этот вспененный буровой раствор по

1100297, каплям вводят пеногаситель — спирттеломер в количестве 0,034-0,672 см, что соответствует 0,01-0,2% от объема вспененного бурового раствора..

При этом каждый раз берут свежую порцию вспененного бурового раствора. 5

После добавления спирта-теломера раствор перемешивают 15 мин со скоростью 200 об/мин и замеряют показатели свойств бурового раствора.

Для приготовлений бурового раствора применяют пластовую воду плотностью 1185 кг/м и общей жесткостью

9067,32 =„ — 8 следующего состава, мг-зкв/л:

Анионы: Cl 4530,53 15

S0 2, 93

НСОз 0 2

Са 937,80

Mg" 1,93,16

Na+K 3402,70

Общая минералиэация пластовой воды 263580,67 мг/л.

Данные о составе и свойствах различных буровых промывочных растворов, приготовленных с использованием предлагаемого пеногасителя — 1, 1,5-тригидрооктафторпентанола-1 (спирта-теломера), приведены в табл. 1 (для бентонитового бурового раствора с естественной полисолевой минерализацией), в табл. 2 (для нефтезмуль- . 30 сионного бурового раствора из альметьевского глинопорошка) и в табл.3 (для хлоркальциевого бурового раствора).

Данные, приведенные в табл. 1 - 3 показывают, что используемый в качестве пеногасителя спирт-теломер может быть успешно применим для

Катионы

Таблица 1

Показатели свойств бурового промывочного раствора

Опыт

Показа тель фильтрации ф, смэ

Условная вязкость, УВ„„c

Плотность р, F /CMý эа 1 мин за

10 мин

1,088

0,810 6,8

2,12 2,74 100

1,50 2,12 70

1,12 1,87 78

102 111 . 80

1,02 1,11 81

5,2 10

4,6 12

4,6 12

4,6 12

0,910

1,046

1,082

1,085

2 + 0,03 %

2 + 0,05 %

2 + 0,06 %

Состав бурового раствора

1 10%-ная бентонитовая суспензия + 5% пластовой воды

2 Раствор 1 + 3% КССБ

3 Раствор 2 + 0,01 % спирта-теломера различных буровых растворов, причем при добавлении его в количестве

0,07 об.% от объема вспененного раствора объем любого бурового раствора и его плотность становятся первоначальными (см. опыт 7 в табл. 1 и опыт б в табл. 2 и 3). Увеличение расхода спирта-теломера более

0,07 об.% нецелесообразно.

Для получения сравнительных данных определяют свойства буровых растворов, в состав которых введен .известный пеногаситель Т-66 (см.

,табл. 4).

Как видно из табл. 4, полное гашение пены достигается только в случае прибавления Т-66 в количестве 2 об. %, расход его почти в 30 раз больше, чем расход сПирта-теломера.

Предлагаемый пеногаситель относится к негорючим веществам, в то время как известный пеногаситель

Т-66 является легкогорючим веществом и при его использовании требуются дополнительные меры противопожарной безопасности.

Кроме того, использование спиртателомера в качестве пеногасителя позволяет решить проблему утилизации побочного продукта производства полифторированных спиртов.

Использование спирта-теломера в качестве пеногасителя для буровых растворов позволяет в промысловых условиях сократить затраты на погруэОчно-разгрузочные работы и перевозку реагента, а также сократить время обработки бурового раствора благодаря малому расходу пеногасителя.

Статическое на- Жестпряжение сдви- кость, га, Па мгзкв/л

1100297

Продолжение табл. 1

Показатели свойств бурового промывочного раствора

Условная вязкость, Плотностьр г/смз

Жесткость, мгэкв/л

Состав бурового раство ра чт

1,02 1,22 82

1,02 83

1 02 1,22 84

П р и м е ч а н и е. Толщина корки во всех растворах 0,5 мм.рН всех раст.— воров 7,0. Расход спирта-теломера приведен в объемных процентах от объема бурового раствора.

Таблица 2

Показатели свойств бурового промывочного раствора

ЖестСтатическое напряжение сдвига, Па

Состав бурового раствора

Плот.— ность, Опыт кость мг-экв г смз за за

1 мин 10 ми.1 25% альметьевского г/п модиицировали 1 ч 10% нефти + 0,2% а,СО, 1,083

1 050 .8,5

10 5,4 6,1 4

2 Раствор 1 + 3 Ъ КССБ-2

3 Раствор 2 + 0,01 % спирта-теломера

6 2,0 3,7 8

6 3,1 4,6 10

1,10 5,8

1,134 5,8

1;134 5,7

1,141 5,7

1,141 5,6

1,141 5,6

5 2,6 4,4 10

5 2,2 3,5 10

4 2,0 2,7, 10

4 1,9 2,7 10

II p и м е ч а н и е. Толщина корки во всех растворах 0,5 мм. рн всех растворов 6,0. Расход спирта-теломера приведен в объемных процентах от объема бурового раствора.

2 + 0,07 В

2+0,1Ъ

2 + 0,2 %

2 + 0,03 Ъ

2 + 0,05 Ъ

2 + 0,07 Ъ

2.+ 0,1 Ъ

2 + 0,2 Ъ

1,088 4,6

1,088 4,4

1,088 4,4

Показатель фильтрации, ф, см

Условная вязкость

Показатель фильтрации ф,смз

1.100297

Та.блица 3.Показатели свойств бурового промывочного раствора

Состав бурового раствора

Опыт

Показатель фильтрации Ф смэ

Плотность, г/см

Условная вязкость, УВ оо с

Статическое напряжение сдви га, Па стсть, -экв

° л за за

1 мин 10 ми

1 30%-ная суспензия из альметьевского г/и + 0,2% Na СО, 1,227

2 Раствор 1 + 3 % КССБ-2 + 0 5 СаС1, 1,090 27,4 5 11,7 13,9 120

3 Раствор 2 + 0,01 % спирта-теломера

5 7,8 15,4 112

1,165 27,4

1,172 25 5 7,5 14,3 86

1,209 20 5 7,6 10,8 86

5 7,6 10,2 86

1,227 19,8

1,227 17,4

1,227 17,5

5 7,7 10,2 86

5 7,7 10 4 86

П р и м е ч а н и е. Толщина корки во всех растворах 1 мм. рН всех растворов 6,0. Расход спирта-теломера приведен в объемных процентах от объема бурового раствора.

Таблица 4

Показатели свойств бурового раствора

Плотность, 9 °

r/cMÝ

Состав бурового раствора

Жест"татическое

Пока ватель филь трации, Ф, см33

Опыт кость мг-экв напряжение сдвига, Па эа за

1 мин 10 мин

1 10%-ная бентонитовая суспензия + 5% пластовой воды

1, 088

0,810 6,8

0,890 5,3

2 Раствор 1 + 3 % КС Б

2,12 2,74 100

1,61. 2,24 76

Раствор 2 + 0,01 % Т-66 t,37 1,87 79

1,008 4,6 12

1,048 4,5 12

1 058 4 4 12

1,088 4,4

2 + 2,0 %

П р и м е ч а н и е. Толщина корки во всех растворах 0,5 мм. рН всех растворов равен 7,0. Расход пеногасителя Т-66 приведен в объемных процентах от объема бурового раствора.

BHHHIIH Заказ 4551/23 Тираж 634 Подписное

Филиал IIIIII "Патеит", г. Ужгород, ул Проектная, 4

2+ 0 03 %

2 + 0,05 %

2 + 0,07 %

2 + 0,1 %

2 + 0,2 %

2+0,03%

2+005%

2 + 1,0 %

Условная вязкость

У8 оо r с

1,0 1,37 80

1,0 1,30 76

1,24 1,50 70