Реагент для обработки глинистого бурового раствора
Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к химическим реагентам для обработки буровых растворов. Цель изобретения - повышение флокулирующих свойств при одновременном повышении способности реагента снижать адгезионные и увлажняющие свойства бурового раствора. Реагент содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%:гидролизованный акриловый полимер 48,0 - 83,0 сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла - эмультал 17,0 - 52,0. Реагент приготавливают путем смешения ингредиентов при температуре 90 - 95°С в течение 1 ч. Использование реагента позволяет предотвратить наработку раствора в процессе бурения, повысить устойчивость стенок скважины и уменьшить вероятность возникновения прихватов бурильного инструмента. 5 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК
„„SU „„157462О (51) 5 С 09 K 7/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
48,0-83,0
17,0-52,0
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4420262/23-03 (22) 03.05.88 (46) 30.06.90. Бюл. Ю 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) M.È.Ëèïêåñ, К.Ш.Овчинский, P.Ê.Ðàõìàòóëëèí, В.A.Ãëåáîa, И.3.файнштейн, Н,М.Касьянов, К.P.Алишанян, Л.П.Денисова, В.Т.Тарасюк, В.Г.Витрик и Н.Я.Пьянков (53) 622,243.144.3 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР и 663709, кл. С 09 K 7/02, 1975. (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО
БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к химическим реагентам для обработки буроИзобретение относится к бурению скважин, в частности к химическим реагентам для обработки буровых растворов.
Целью изобретения является повышение флокулирующих свойств реагента при одновременном повышении его способности снижать адгезионные и увлажняющие свойства бурового раствора.
Реагент для обработки глинистого бурового раствора включает гидролизованный акриловый полимер и сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла (эмультал) при следующем соотношении ингредиентов, мас.3:
Гидролизованный .акриловый полимер
Эмультал
2 вых растворов. Цель - повышение флокулирующих свойств при одновременном повышении способности реагента снижать адгезионные и увлажняющие свойства бурового раствора. Реагент содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.4: гидролизованный акриловый полимер 48,0-83,0; сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла — эмультал 17,0-52,0.
Реагент приготавливают путем смешения ингредиентов при температуре 90-95 С в течение 1 ч. Использование реагента позволяет предотвратить наработку раствора в процессе бурения, повысить устойчивость стенок скважины и уменьшить вероятность возникновения при- Ж хватов бурильного инструмента. 5 табл.
Эмультал представляет собой маслянистую вязкую жидкость от светло-коричневого до черного цвета с кислотным числом не более 10. Эмультал выпускается в промышленном масштабе.
Достижение положительного эффекта может быть объяснено ассоциативным взаимодействием карбоксильных групп акрилового полимера, имеющих анионный,характер, с атомом азота в эмультале, приобретающим в водном растворе катионный характер. В результате в полимере создается гидрофобно-гидрофильный баланс, способствующий улучшению адгезионных,.флокулирующих свойств бурового раствора и снижению, его увлажняющей способности.
1574620
Реагент готовят путем смешения эмультала с гидролизованным акриловым полимером при 90-95 С в течение
1 ч.
Пример 1. Берут смесь из 83 r гидролизованного полиакрила (в виде
124-ного водного раствора) с 17 г о эмультала и перемешивают 1 ч при 90 С.
Пример 2. Берут смесь из 61г гидролизованного метаса (в виде 103ного водного раствора) с 39 г эмультала и перемешивают 1 ч при 95 С.
Пример 3. Берут смесь из 48 г гидролизованных отходов волокна "нитрон" (в виде 83-ного водного раствора) с 52 г эмультала и перемешивают
1 ч при 90 С.
В качестве исходного бурового раствора использован глинистый раствор состава, мас.3: бентонит 4, дружковский глинопорошок 11, вода остальное.
Адгезионные свойства бурового раствора оценивались по показателю КСК (коэффициент сдвига корки), определяемому при перемещении стального бруска по корке при изменении угла ее наклона. флокулирующая способность определялась по количеству невыделенной твердой фазы (Тф) из раствора после
его центрифугирования.
Показатель увлажняющей способности (П) определяли по методике, предусматривающей измерение скорости увлажнения искусственных образцов глинистых пород, помещенных в среду бурового раствора, и рассчитывали по формуле
1/ л
П лВ где у - текущая скорость увлажнения, 1/ч;
- время увлажнения образца, ч;
Ь - показатель степени, определяемый по формуле Ь = k0,85, где к - коэффициент глины, определяемый по метиленовой сини.
Составы реагента и свойства буровых растворов, полученных на его основе, приведены в табл, 1-5, из которых видно, что в исследованном диапазоне компонентого состава реагента обеспечивается преимущество по измеряемым параметрам по сравнению с известным реагентом. Изменение интенсивную наработку в растворе частиц выбуренной породы, что улучшит условия работы породоразрушающего инструмента. При этом достигается сохранение устойчивости стенок скважин в результате снижения увлажняющей способности раствора..
Использование реагента, снижающего адгезионные свойства бурового раствора, обеспечивает уменьшение вероятности прихватов, исключает ис35 пользование нефти в буровом растворе, что повышает экологическую безопасность и приводит к значительной экономии ценного углеводородного сырья.
17,0-52,0
Э
1 5
20 соотношения компонентов в реагенте в сторону уменьшения содержания в нем эмультала менее 15 не вызывает улучшения показателя КСК, ТФ и П бурового раствора в сравнении с извест ным реагентом. Повышение концентрации эмультала в реагенте более 523 не приводит к улучшению перечисленных показателей по сравнению с таковыми на верхнем пределе его оптимального состава.
Технологические показатели буровых растворов приведены в табл, 4, из которой следует, что для растворов, обработанных реагентом эти пол казатели находятся на уровне показателей растворов, обработанных базовым акриловым полимером.
Использование данного реагента позволяет повысить эффективность, имической обработки бурового раствора за счет сокращения расхода полимерных материалов, предотвратить
Формула изобретения
Реагент для обработки глинистого бурового раствора, включающий гидролизованный акриловый полимер и добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения флокулирующих свойств при одновременном повышении его способности снижать адгезионные и увлажняющие свойства бурового раствора, он в качестве добавки содержит сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла, при следующем соотношении ингредиентов, мас.ь:
Гидролизованный акриловый полимер 48,0-83,0
Сложный эфир триэтаноламина и дистиллята таллового масла
1574620
Т
Свойства реагента на основе гипана ица! абл
Состав реагента, мас.4
Номер реагента
КонценПоказатели раствора трация реагента в
КСК, ся о
ТФ, П, 4/ч
Гидролизованный полиакрилонитрил
Эмультал растворе, мас.3
3,15
100
17
39
45
Таб ли ца основе метаса
Состав реагента, мас.ь
Концентрация
Показатели
Номер реагента раствора
Тф, 3
КСК, cg < реагента в
Эмул ь -. тал
Гидролизованный метас растворе, мас.3
0,2
3,75
3,80
3,75
3,72
100
11,9
0,1
0,2
0,3
11,9
11,9
12,1
15
0,1
0,2
0,3
10,9
10,3
11,2
17
10,3
9,9
11,1
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0 3
39
0,231
0,158
О, 087
10,1
9,2
10,7
52
0,1
0,2
0,3
0,231
0,158
0,087
10,0
9,3
10,7
3,12
3,10
2,90
55
0,2
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
Свойства реагента на
0,344
0,344
0,344 о 344
0,306
0,287
0,231
О, 268
0,231
О 158
0,231
О, 176
О, 141
0,231
0,176
О, 141
0,424
0,242
0,424
0,424
0,384
0,344
0,287
0,268
0,231
0,087
10,3
10,3
10,3
10,7
9,4
9,0
10,7
9,0
8,4
10,2
8,6
8,0
9,2
8,5
8,1
9,1
3,21
3,15
3,12
3,!3
2,74
2,63
3,08
2,86
2,72
2,96
2,65
2 56
2,97
2,64
2,56
3,55
3,30
2,98
3,36
3,20
3,12
3,14
3,08
2,88
1574620
Т а б л и ц а 3
Свойства реагента на основе гидролиэата волокна "нитрон"
Состав реагента, мас.4
Номер реагента
Концентрация реагента в растворе, мас.ь
Показатели раствора
КСК, tga(П, ь/и
Тф, 4
Эмультал
Гидролиэованные отходы волокна
"нитрон"
0,2
0,1
0,2
0,3
15
0,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0,3
39
О,1
0,2
0,3
0,1
0,2
0 3
52
55
Табли ца
Результаты обработки бурового раствора различными реагентами
Технологические показатели бурового раствора (плотностью 1, 1О r/
/смз) состава, мас,3: бентонит 4, дружковская глина !1, реагент 0,2, вода остальное
Состав реагента, мас.ь
Базовый акриловый полимер
Эмультал
Гидролизованный акриловый полимер
Гипан Иетас Нитрон
Ф 20 смз
УВ, СНС дПа
140 Аь с
1 мин 10 мин
0 9,4
17 8,0
39 8,4
52 8,4
0 1
0 0
0 1
0,1 1
1 2
1 6
2 4
1 4
83
6!
Гидролизованный полиакрилонитрил
0 10,1
17 8,0
39 8,6
52 8,6
83
6!
Гидролизованный метас
0 0
0 1
0 0
0 1
0 7,2
17 7,6
39 6,6
52 8,2
83
6!
Гидролизованные отходы волокна
"нитрон"
0,384
0,384
0,384
0,384
0,364
0,325
0,287
0,287
0,212
0,176
0,249
О, 158
0,105
0,249
0,158
0,105
9,2
9,2
9,2
9,4
9,0
8,6
9,4
8,2
7,4
7,7
8,0
7,2
7,7
8,2
7,1
7,8
3,58
3,62
3,58
3,56
3,50
3,44
3,12
3,46
3,24
3,06
3,34
3,18
3,02
3,36
3, 19
3,02
4,8
3,8
3,5
2;3
4,5
3,8
3,6
3,5
5,4
4,5
4,0
4,0
1574620
Таблица 5
Результаты сравнительных испытаний реагентов
Номер реагента
Состав реагента, мас.4
Показатели раствора
ТФ, 3 П, Ф/ч
КСК, tg e(Гидролизован. отходы волокна
"нитрон"
Эмуль- тал
0,1
0,2
0,3
17
0,1
0,2
0,3
39
0,1
0,2
0,3
О,!
0,2
0,3
0,625
О, 781
0,767
8,1 3,83
7,9 3,61
9,1 3,42
Гидролизованные отходы волокна "нитрон": торф - 20, вода - 90 (а.с. N 1361!63) Корректор Т.Палий
Заказ 1757 Тираж 578 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r..Óæãoðîä, ул. Гагарина,101
Концентрация реагентов в растворе,4
0,364
0,325
0,287
0,287
0,212
О, 176
0,249
0,158
0,105
Составитель Л.Бестужева
Редактор А.Маковская Техред Л.Сердюкова
9,0
8,6
9,4
8,2
7,4
7,7
8,0
7,2
7,7
3,50
3,44
3,12
3,46
3,24
3,06
3,34
3,18
3,02
