Стабилизатор глинистых буровых растворов

 

Применение омьшенных кубовых остатков дистилляций нафтеновых кислот для стабилизащга глинистых буровых растворов.

союз СОВетсних соаелистичесних

РЕСПУБЛИК

4(51) С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Б .;.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО делАм изоБ етений и отнРьеий (21) 3611321/23-03 (22) 05.08 .83 (46) 23.05.85. Бюл. 11 - 19 (72) Т.И.Гусейнов, С.П.Годжаев, С.Б.Гаджабли, Д.А.Байрамов, З.Л.Литвин и С.Г.Мурадян (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт

"Гипроморнефтегаз" (53) 622.243.144(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 163135, кл. С 09 К 7/04, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 255151, кл. С 09 К 7/06, 1969.

„„SU„„1157046 A (54) СТАЬИЛИЗАТОР ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ. (57) Применение омыленных кубовых остатков дистилляции нафтеновых кислот для стабилизации глинистых буровых растворов.

1157046

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и, s частности, для получения буровых растворов.

Известны реагенты-стабилизаторы, полученные на основе отходов производства, например, омыленные щелочью кубовые остатки производства синтетических жирных кислот (1 или нейтрализованные щелочью кислые гудроны«10 отходы неФтепереработки (2) .

Недостатком этих реагентов являются затраты на их переработку, связанные в одном случае со значительным расходом -щелочи и нагревани- 1 о ем до 80-95 С, а в другом - с расходом гидроокиси натрия, известкового молока, поваренной соли, пара, воздуха, а также с образованием большого количества сточных вод. 20

Цель изобретения — упрощение и удешевление технологии, приготовлеwe стабилизатора, снижеиие затрат на получение реагента.

Укаэанная цель достигается тем, что в качестве стабилизатора буровых растворов используются отходы нефтеперерабатывающей промышленности— кубовые остатки, образующиеся в результате дистилляции нафтеновых З0 кислот. С этой целью омылеиные кубовые остатки ранее не применялись.

Сущность изобретения заключается в том, что кубовые остатки дистилляции нафтеновых кислот подвергаются омыпению едким натром, s результате чего они приобретают способность стабилизировать буровые растворы.

Кубовые остатки имеют следующий состав, %: нафтенсодержащие кислоть1 40

60; дя-, трициклнческие.нафтеновые .углеводороды 25; смолы, масла, соли и влага 15.

Физико-химические показатели кубовых остатков: кислотное число а

195 мг КОН/г число.омыпения

245 мг K0tf/r; мол. масса — 286-290 (по кислотному числу); удельный вес d+ — 0,94-0,95.

Преимущество предлагаемого реаген- Е та, помимо et о эффективности, связано с простотой его получения смешение с едким натром, доступностью исходных компонентов — как предлагаемых отходов, так и едкого натра. yj

Процесс омыления осуществляется непосредственно на буровой в гидромешалке, которая всегда используется для получения химических реагентов, поэтому отпадает необходимость в установке дополнительного оборудования, что имеет существенное эначеwe при бурении в морских условиях.

Омыление протекает без нагрева.

Эффективное действие предлагаемых омыленных кубовых остатков объясняется тем, что, являясь поверхностноактивным веществом, реагент адсорбируется на поверхности твердых частиц, образуя защитные оболочки, препятствующие непосредственному. контакту между частицами. Таким образом предотвращается коагуляция частиц глины, вследствие чего такого рода вещества могут служить стабилизаторами суспензий.

Омыление осуществляют 10-30%-ным раствором едкого натра. Использование раствора с концентрацией менее

10% приводит к уменьшению скорости реакции, а при концентрации более

30% происходит значительный разогрев смеси, а также образование комков, в результате чего реагент получается неоднородным.

Наилучшими стабилизирующими - войствами реагент обладает при рН, равном 9-12. Для получения такого рН количество едкого натра берется на

5-10/больше, чем требуется для омыления по расчету. Процесс омыления проводят при перемешивании, вливая раствор щелочи в кубовые остатки.

Полученный реагент можно разбавить водой до требуемой концентрации.

Пример 1. Для получения

50%-ного раствора реагента (рИ 9,19,2) 70 г едкого натра (f 0 ч.) растворяют s 435 г (6,2 ч.) воды и затем медленно при перемешивамии вливают в 427 г (6,.1 ч.) кубовых остатков. Перемешиваиие продолжается 20-30 мии до получения однородной массы.

Пример 2. Для получения

50%"ного раствора реагента (рН 11,812,0) 38 г едкого натра (1,0 ч.) растворяют в 217 г ;.(5,7 ч.) воды, полученный раствор смешивают с

217 г (5,6 ч.) кубовых остатков.

Йлотиость полученных в обоих примерах 50%-ных реагентов составляет 1,08-1,18 г/см .

Оптимальное соотношение компонентов, мас. ч.: кубовые остатки:едкий: натргвода 6,0:0,95:6,0. Граничные

57046

СИС,мкг/см В/О, 1 ° з

Т, с

Соотношение компонентов, мас. ч.

Состав стабилизатора

Na0H

Вода

0,95 6,0 32,0 10,4 12,6 4,2 2,0 9,3

6,0

0,90 5,7 44,0 35,6 48,3 4,0

2,0

10,0

5,6

9,4

2,0

1,00 6,2 30,0 9,2 11,5 4,5

1,10 6,4 . 52,0 41 4 43,7 8,0

6,2

3 °

10,2

3,0

6,4

4,0

0ь80 5э5 34эО 34 0 11,5 10 О

П р и м е ч а н и е. 10X-sam eyeaeasma reams обработана реагентом в количестве 10 0Х;

М Ф,.Таблица 2 э рН мг/см

СНС, мг/см

1 10

Концентрация реагента

В/О, К, мм см

Т, с

lee спз

10Х-ная суспензия бентонитовой глины

7,4 52,0

9,0 28,0

8,0

3,0

20,0 5„8 5,8

28,0 . 17,2 17,2

0,0

6,0

7,0

5,0

9,0

3 11 значения: (5,6-6,2): (0,9-1,0): (5,76,2).

Действие стабилизатора полученного при оптимальном, гранйчных и превышающих эти значения соотношениях компонентов, показано в табл. 1.

Как видно из данных таблицы, при соотношениях, .превышающих граничные (примеры 4 и 5), стабильность растворов снжкается, водоотдача растет.

С целью обоснования оптимальных количеств реагента для стабилизации буровых растворов в табл. 2 .приведены примеры изменения параметров

10Х-ных суспензий бентонитовой глины в морской воде и 16Х-ных суспенэий каолинитовой глины в морской воде.

Как видно иэ данных табл. 2, при малых концентрациях (5Х) реагента во". доотдача.буровых растворов очень велика — 28,0 и 20,0 см соответственно. При высоких концентрациях, выше граничных (15,0X), наблюдается некоторое уменьшение параметров, характеризующих структурно-механические свойства буровых растворов ° Водоотдача при этом остается неизменной, т.е. введение большого количества реагента нецелесообразно.

Как показали результаты исследований, оптимальное количество реагента, в зависимости от природы глины и ее

10 концентрации в буровом растворе, колеблется в пределах 7,5-12,5 вес.Х (в пересчете на сухое вещество), для растворов, приготовленных на морской воде.

15 Для стабилизации буровых растворов на пресной воде требуется 3,05,0Х реагента.

Экономическая эффективность при36 менения стабилизатора складывается иъ удешевления и упрощения технологии его получения и воэмошности замены дорогих полимерных реагентов.

Т а б л и ц а 1

1 157046

Продолжение табл.2 рН В/О, си сПэ

"о, мг/си

Т, с

Концентрация реагента, й

7,5

6,0

9,0

3,0

10,0

7,0

9,0

2,0

12,5

30,0

2,0

15,0

5,0

9,0

2,0

0,0 24,8

19,5 19,5

5,0

21,0

7,0

28,0 24,1 24,1

5,0

30,0

5,0

7,5 24,0

10,0 24,0

5,0 . 30,0

4,0

5,0

15,0

2,0

9,0

12,5

20,0

5,0

2,0

15,0

20,0

4,0

9,0

2,0

Составитель А.Синецкая

Редактор Н.Егорова Техред T.Ôàíòà Корректор В. Гирняк

Заказ 3280/22 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПШ! "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

28,0 5,8 5,8

32,0 10,4 12,6

32,0 8,0 12,6

30,0 8 0 8,0

16%-ная суспензия каолинитовой глины

11,5 13,8

25,3 25,3

11,5 13,8

10,.4 12,6

9,4 7,0

9,3 4,2

9,4 4,0

9,5 4,0

7,9 29,0

8,8 20,0

9,2 15,0

9,4 6,0

9,3 4,0

9,4 4,0