Реагент-стабилизатор буровых растворов и способ его получения

 

1. Реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу , акриловый полимер, щелочь и воду, отличающийс я тем, что, с целью повьшения его, солестойкости в условиях полиминеральной агрессии, он в качестве акрилового полимера содержит полиакрилонитрил при следующем соотношении компонентов, мае. %: Карбоксиметилцеллюлоза 3-5 Щелочь3-5 Полиакрилонитрил 5-10 ВодаОстальное 2. Способ получения реагентастабилизатора , буровых растворов путем сополимеризации карбоксиметилцеллюлозы с акриловым полимером в щелочной среде, отличающийс я тем, что готовят раствор из воды, § щелочи и карбоксиметилпеллюцозы, нагревают его до 80-90 С и затем, (Л поддерживая эту температуру, вводят Полиакрилонитрил при постоянном перемешивании до образования однородной вязкой жидкости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЮС 09 К 7 02. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ ( (21) 3564960/23-03 (22) 21.03.83 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) N.N. Быстров и В.С. Курицын (71) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (53) 622.243.144.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

i¹ 663709, кл. С 09 К 7/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 305251, кл. С 09 К 7/02, 1968 (прототип). (54) РЕАГЕНТ-СТАБИЛИЗАТОР БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. (57) 1. Реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, акриловый полимер, щелочь и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его, солестойкости в условиях полимине„Я0„, 1112045 А ральной агрессии, он в качестве акрилового полимера содержит полиакрилонитрил при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Карбоксиметилцеллюлоза 3-5

Щелочь 3-5

Полиакрилонитрил 5-10

Вода Остальное

2. Способ получения реагентастабилизатора. буровых растворов путем сополимеризации карбоксиметилцеллюлозы с акриловым полимером в щелочной среде, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что готовят раствор из воды, щелочи и карбоксиметилреллкщозы, g нагревают его до 80-90 С и затем, поддерживая эту температуру, вводят полиакрилонитрил при постоянном пе- ьв ремешивании до образования однородной вязкой жидкости, 1 1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к .разработке рецептур термосолеустойчивых реагентов, используемых при химической обработке буровых растворов.

Известен реагент-стабилизатор оу ровых растворов, содержащий мокрые отходы волокна "Нитрон" с 2-67 роданистого натрия, каустическую соду и воду.

Получение этого реагента проводит ся путем щелочного .гидролиза мокрых отходов волокна "Нитрон при кипячении в водном растворе каустической соды в течение 1,5-2 ч Г11, Однако такой реагент предназначен для обработки только пресных (неми нерализованных) буровых растворов.

При наличии в буровых растворах солей (особенно кальция и магния) реагент высаливается и перестает работать — раствор дестабилизируется, Наиболее близким техническим решением к изобретению является реагент-стабилизатор буровых растворов, устойчивый в условиях минерализации и высоких температур, представляющий собой сополимер карбоксиметилцеллюлозы с солями полиакриловой кислоты (полиакрилатами), причем сополимеризация проводится в слабощелочной среде при 80-90 С 2 .

Недостатком известного реагентастабилизатора является то, что он неустойчив к высокой минерализации и, тем более, к полимеризации, т.е. неустойчив в системах, содержащих соли кальция.

Цель изобретения — повышение солестойкости реагента-стабилизатора буровых растворов в условиях полиминеральной агрессии.

Поставленная цель достигается тем, что реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, акриловый полимер, щелочь и воду, в качестве акрилового поли112045 2 мера содержит полиакрилонитрил при следующем соотношении компонентов, Mac„X:

Карбоксиметилцеллюлоза 3 — 5

Щелочь 3-5

Полиакрилонитрил 5-10

Во,ца Остальное

Реагент-стабилизатор буровых растворов получают путем сополимеризации карбоксиметилцеллюлозы с полиакрилонитриловым полимером в щелочной среде, Сначала готовят раствор воды, щелочи и карбоксиметилцеллюлоэы, нагревают его до 80-90 C v затем, поддерживая эту температуру, вводят полиакрило. нитрил при постоянном перемешивании до образования однородной вязкой жидкости.

Пример. К 1 л воды прибавляют 55 г каустической соды и 45 г карбоксиметилцеллюлозы (марки КМЦ600). После полного растворения карбоксиметилцеллюлозы полученный раствор нагревают до 85 С и вводят в не6 го при перемешивании 80 г отходов волокна "Нитрон". Поддерживая эту температуру, продолжают перемешивание до получения однородной вязкой

30 жидкости. В результате голучается

1100 г реагента, имеющего следующие показатели: вязкость (УБ.юд ) =190 с, удельный вес (g) = 1,03 г/см, рН=9.

При вводе полиакрилонитрила (ПАН) в щелочной раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) происходит химическое взаимодействие между функциональBbIMH группами КМЦ и продуктами гидролиза IIAH e образованием блок-сополимера.. При температурах ниже 80 С процесс блок-сополимеризации не происходит, при температурах выше 90 С имеет место деструкция КМЦ, что приводит к получению реагента более низкого качества.

Б табл. 1 приведены состав и показатели реагента на основе блоксополимера ПАН и КМЦ.

1112045

Таблица!

Содержание, мас.Е

Показатели реагента

Состав

5 г/ M3

ПАН NaOH КМЦ-600 Вода рн уВ 100

8,5

180

1,02

190

1,03

7 4

10 5

80 1,04

290 пресных, так и минерализованных раст" воров. При этом для пресных буровых растворов оптимальное количество реагента составялет 0,3-0,57., а для минерализованных 1,5-37..

В табл. 2 приведены результаты, показывающие влияние предлагаемого и известного реагентов-стабилизаторов на технологические показатели бурового малоглинистого раствора следующего состава, Ж: глинопорошок (аскангель) 7 кальцинированная сода 0,3," реагент-стабилизатор 3; вода 89,7.

Т а блица 2

Добавки солей к раствору Е

Содержание, мас. Е

Состав

Вода NaC1

ПАН Поликри- КМЦ ловая

Щелочь

Na0H

Инициатор кислота

-3 3

3 3

4 4

10

5 5

4 6

4 3,5 0,5

Э

4 3,5 0,5

4 3,5 0,5

85

85

Как видно из табл. 1, получающийся реагент обладает удовлетворительными технологическими показателями.

Следует отметить, что даже при

l незначительных отклонениях в количественных соотношениях ингредиентов, равно как и при зам с ПАН солями полиакриловой кислоты (полиакрилатами), а также при изменении порядка ввода компонентов в реакцион25 ную смесь стойкость получаемого реагента к солям поливалентных металлов утрачивается (см. табл. 2).

Предлагаемый реагент может быть использован для стабилизации как

20 15

20 15

20 15

20 15

20 15

20 15

20 15

Продолжение табл.2

Технологические показатели раствора

Состав

Вязкость Плотность Водоотдача Толщина

УВ, с г/см см /30 мин корки, мм

Раствор расслоился

10,0 .

1,5

1,18

2,0

1,17

2,5

7,0

4,0

1,18

4,0

23

1,17

3,5

6,0

Заказ 6416/18 Тираж 633 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

П р и м е ч а н и е. 1. Составы 1-5 реагента-стабилизатора готовились по предлагаемому способу.

2. Состав б готовился следующим образом: щелочь растворялась в воде и раствор нагревался до 85 С, после чего в него вводился ПАН (в виде волокна "Нитрон") .

После растворения ПАН в раствор вводилась КМЦ и смесь перемешивалась до образования однородной вязкой жидкости.

3. Составы 7-9 готовились по известному способу (прототипу).

Как видно из табл. 2, только при совместной минерализации растворы, стабилизированные реаген- его хлоридами натрия и кальтом составов 2-4, имеют удовлетвори- ция (состав 7), а также при тельные технологические показатели значительной степени минерали(невысокую водоотдачу и толщину <5 зации по NaCl. Лишь при конкорки) при содержании в растворе центрации NaC1 107 и отсут207 NaC1 и 153 СаС1 . ствии солей кальция раствор

Известный реагент- не обеспечива- имел удовлетворительную водоотет стабилизацию бурового раствора дачу.

Составитель В. Ягодин

Редактор С. Пекарь Техред О,Неце КоРРектоР 0, тигор