Реагент для обработки глинистых буровых растворов

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель-- улучшение качества буровых растворов за счет снижения их фильтрации при одновременном повышении растворимости реагента. Реагент содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 90-97,5, олигоэтиленоксидсульфонат Na 2,5-10,0 Последний используют в качестве модифицирующей добавки. Данный реагент представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации 640-680. Реагент готовят простым смешиванием входящих Р него компонентов. Использование данного реагента позволяет сократить расход реагентов , повысить скорость растворения реагента и снизить токсичность раствора 3 табл. С/1 С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4391221/03 (22) 10.03.88 (46) 15.06,91, Бюл. N. 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин.и буровым растворам (72) Л.П. Вахрушев, В.M. Мичник, Ю.Н. Мойса, В.А. Петренко, С.А. Якубовский, Р,П. Шульга и Х.А, Акрамов (53).622.243. 144.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1120008, кл, С 09 K 7/02, 1984.

Городнов В.Д, Физико-химические методы предупреждения осложнений s бурении, M., 1984, с, 113.

Авторское свидетельство СССР

М 590325, кл. С 09 К 7/02, 1976. (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к рецептурам буровых растворов и реагентов для их обработки.

Цель изобретения — улучшение качества буровых растворов за счет снижения фильтрации буровых растворов в условиях высокой солевой агрессии (присутствие солей одновалентных металлов — 26% йаО и солей двухвалентных металлов) 2% CaCI и высокой температуры (до 210 С) при одновременном повышении растворимости реагента.

Реагент включает, мас.%: карбоксиметилцеллюлозу 90 — 97,5 и олигоэтиленоксидсульфонат Na 2,5 — 10,0.

Я2 1655967 А1 (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, Цель — улучшение качества буровых растворов за счет снижения их фильтрации при одновременно повышении растворимости реагента. Реагент содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 90 — 97,5, олигоэтиленоксидсульфонат

Na 2,5 — 10,0. Последний используют в качестве модифицирующей добавки. Данный реагент представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации 640 — 680, Реагент готовят простым смешиванием входящих в него компонентов. Использование данного реагента позволяет сократить расход реагентов, повысить скорость растворения реагента и снизить токсичность раствора.

3 табл. о) Характеристика реагентов приведена в табл. I.

Пример (образец 3). 100 г древесной (л целлюлозы обрабатывают 75 г 25%-ro водного раствора гидроксида натрия при перемешивании в течение 1 ч. Полученную смесь отжимают до кратности 2,8 и смешивают с

60 г монохлорацетата натрия. В 95 г полученнои смеси вводят 5 г ОЭОСН и пере- в мешивают ее в течение 1 ч. Затем модифицированную алкилированную смесь выгружают на дозревание (сушку) при 70—

80 С в течение 2 ч.

Аналогично примеру 1 получают еще 4 образца, отличающиеся только количеством

1655967 добавки алигоэтиленоксидсульфоната

ОЗОСН.

Пример 6 характеризует пример использование КМЦ без модифицирования (зазовый объект), пример 7 характеризует 5 известный реагент — карбофен.

Данный реагент представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации 640 — 680, r,е. близок к КМЦ. 10

ОЭОСН производится в настоящее время в опытном масштабе в соответствии с техническими требованиями.

ОЭОСН содержит концевые гидроксильные и сульфатную группы: 15

НД Щ Д(! 0)п СК; СНСН ОН

SO Ma

20 где n=8 — 10, Способ получения ОЭОСН заключается в обработке моноглицидилового эфира олигоэтиленоксида 20 — 25%-ным водным раствором пиросульфита натрия при 90 — 95 С в 25 течение 4-5 ч.

Примеры олигомеров с различной молекулярной массой, СП

Молекулярная масса

Содержание

ЯОзйагрупп, мас.%

Содержание гидроксильных групп, % 35

8 530 16,6 60

10 618 194 80

В табл. 2 показано влияние реагентов 55 на свойства буровых растворов. Наименьшее ее значение при температуре 210 С обеспечивает образец 4, содержащий 10%

ОЭОСН-Ф=- 35 см . Эта же закономерность з прослеживается и при исследовании эавиОЗОСН представляет собой вязкую жидкость со значением динамической вяз- 40 кости 40-50 Па с.

Оценку эффективности реагента осуществляли по фильтрационным свойствам раствора, так как они в значительной степени определяют устойчивость пород, процесс 45 разрушения их долотом и состояние призабойной эоны продуктивных пластов, Фильтрацию определяли на приборе ВМ-6 с избыточным давлением 0,1 МПа, Более четкое различие в эффективности модифициро- 50 ванного реагента проявляется при сопоставлении величин "горячей" фильтрации растворов, симости "горячей" фильтрации от степени полимеризации. Максимальная величина степени полимеризации у этого же образца

680. Минимальная величина степени полимеризации и наибольшее значение фильтрации у образца КМЦ, не содержащего добавки ОЭОСН, 570. Причину данного явления следует искать в специфических взаимодействиях звеньев КМЦ с ОЭОСН, которые приводят к укрупнению ("сшивке") макромолекул КМЦ, Это может быть происходит в результате перераспределения меж- и внутримолекулярных водородных связей в нативной целлюлозе на стадии алкилирования в процессе ее синтеза, В процессе алкилирования целлюлозы облегчается проникновение молекул ОЭОСН между волокнами целлюлозы, находящейся в набухшем разрыхленном состоянии, глубоко затрагивая структуру, При простом смешении КМЦ и ОЭОСН видимо не может произойти в полной мере специфического взаимодействия ОЭОСН с макромолекулами КМ Ц ввиду того, что молекулы КМЦ имеют уже сформированную структуру (как и при введении ОЭОСН на стадии сушки алкилированной целлюлозы), доступ к которой модифицирующей добавки

ОЭОСН затруднен. При комбинированной обработке бурового раствора реагентами

КМЦ и ОЭОСН (РИ) при высокой температуре 210 С показатель фильтрации/Ф"гор"129 см /бурового раствора заметно растет, з т.е. простого смешения компонентов недостаточноо.

В табл. 3 показаны свойства растворов, Таким образом, введение модифицирующей добавки ОЭОСН на стадии синтеза

KMLI, способствует повышению термостабильности КМЦ. Термостойкость реагента значительно повышается (на 30 — 60 С) в агрессивной среде, в присутствии солей однои двухвалентных металлов и высокой температуры до 210 С. Показатели фильтрации раствора с модифицированными образцами в 2 — 4 раза ниже, чем с известными реагентами (табл. 2). Кроме того, сократится время на приготовление раствора за счет повышения скорости его растворения в воде.

Действие модифицированного реагента устойчиво и длительно, что сокращает число повторных обработок, расход реагентов и материалов. Таким образом, предлагаемый реагент позволяет повысить термосолестойкость КМЦ, сократить расход реагентов, повысить скорость растворения реагента и снизить токсичность раствора, что является важным в целях охраны окружающей среды.

1655967

Таблица I

Пример

Пока атели реягеита

Преглагаем,п(prагеит

Кочпоиеитиое соотио1печие КМ!(! ОЭОС!1

Извести1пй phalli enT

97,512,5 .95,015,0 о8 О 2 0

90,0:10,0

89 I 1 К70(Кврбофел

КН11 поли 11ипе III ликов!

Образец 1

Образец 2

Образец 4

Обра-. зец 3

Образец 5

Образец 6

Образец 7

Ограэец 8

Внешний вид тTеeIпIсeiиlь p э пplмешеиия

Степень п пимеризяции

Поропв1к

Поро1шпк

77

75

670

600

ЬЬО

660

570

590

600

Содерваиие осиопиого вещестпа, Z

49,0

50,0

50,5

5I,n

49,0

49,0

i8,5

Рястчоримлэсть, 7.

98,0

98,5

99,0

99,7

99,5

97,9

96,8

97,0

Время полип го plICTIInpelIIIII рсагента в воде, и

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

24,0

24,0

Фильтрация миисрялизоиаи п1го раствор11 (252 Nanl и 2: Cll(!т )

1o Tf p÷îl та пи!опалив, сМ

7,5

5,5

6,5 8

5,5 Ь сп пьтраиия чи1 ерплиэовпииого раотвор.1 (2.1.. 1(лГI и 22 СаС(! ) погпс прогрсип гри 210пс, сиз

l3 8,5

Ь,5

8,5

78,0

18 Горячая" фильTpHIII и MIIMppIl ииэовпил го рас вора (252 ((аС! и 2; СэС! ) ири 210ьб и давлеиии 4 1бlп

4п

48

I 9n

I 58

П р и м е ч и и и е. R;p вг i рас" вор содеркит 57, бгптОицтовой глии и (образец 7-9) Формула изобретения

Реагент для обработки глинистых буровых растворов на основе карбокси- метилцеллюлозы, включающий модифицирующую добавку, привитую на стадии алкилирования в процессе синтеза карбоксиметилцеллюлозы, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества буровых растворов за счет снижения их фильтрации при одновременном повышении растворимости реагента, в качестве модифицирующей добавки он содержит олигозтиленоксидсульфонат натрия общей форму- . лы

H0(CHz0Hz0)pCHz CH0HzGH

ЯО Ед где п=8 — 10 при следующем соотношении компонентов, 10 мас,g:

Карбоксиметилцеллюлоза 90-97,5

Олигозтиленоксидсульфонат Na 2,5-10,0 и

1655967

0((ьп

Состан раствора

Ревгент

Технологические параметры

Примечание

У) г/см

Ф игор", смч е(3е, смз рн

УВ(ое

Время термостатнронпния е

1 2

9 lO

1 25Х NaC1

2Х СаС)з 3 9,5

7,5

), 7.) 15

ПредлагаемыЯ реагент

150

l,21

8,6

210

1,21

8,4

7,8

9,5

210

80

1,21

20

5,5

1,2) 13

I 50

8,6

6,0

l,21

210

8,5

1,21

8,2

210

IO

l,2I

7,8

20

5,0

V>21

9,5

1,21

l 50

5,0

8,8

210

6,5

1,21

8,5

210

7,0

" 40

7,0

8,0

1,21

257. МаС1 3 4

22 СаС)з

5,0

1,22

),22

9,5

150 5,0

8,7 15

210

6 0

l,22

8,5

2I О

6,5

1,22

20

1,22

6,5

9>5

150

8,6

7,5

1,22

1,22

2I O

8,5

8,5

210

)4,0

1,22

7,8

13

l,2f

9,5

l 50

I 08

1,2) 8,4

IO (8

210

190

1,21

1,2) 6,8

210

245

4,5

6,5

КИП

5,5

1,20

9,5

l 50

9,5

f8,0

42,0

I 20

8,0

210

l,20

7,2

210

I 20

Кароофен

6,0

8 252 N(>C) 3

2Х СаС1

1,20

9,5

98

I 50

I8,0

1,20

7,2

210

158

1,20

6,8

5,5

210

205

I,2О

6,5

5,0

5,0

1,20

9,5

5,0 30

6,5 35

8,5 44

I 50

1,20

8,8

210

),20

8>3

210

1,20

7,7

5 0

l,20

9,5

l 50 8>5

I 20

210

8,2

7,6

1,20

2I О

1,20

1,2!

9,5

I 50

1,21

8,6

210

7,5 40 !

О 55

1,21

8,3

2)0

l2! зХ чл(;1 3 (.л(.)

I((и(ф>)I

72 у((,$(»((— (а

7,5

l,2O

9,5

150

107

1,20

7,3

2I О

I85

1,20

6,8

6,5

Кфl I I

210

2I 5

1,20

257. ИаС)>

2Х СаС)1, )OX неФти, 2I сульфонола

Добавка, Образец t, С

I (и табл.)) 5,0 26

6,0 32

6,5 36

6,0

6,5 30

121 а 75

8 В

6 8

5 l )1

l2

10 8

6 8

5 16

17

14 8

10 8

8 16

IO

8 8

6,5 8

5 I6

Таблица 2

ПазовыЯ объект

Известный репгент

))звестныл реегент:

К70) нолиззильн глнколь

Преллкгасмый реагент

Г((э(кый объект

1655967

1!еоиолаеиие табл.2

11 12

1 1 Т ) 8 9 10

5 6 7

1,I9

9,5

Икисстный реагеит карбофей

5 0 о

13

7,9

l 19

150

1,19

7,$

210

6,5

I, l9

210

95 17

Иавестный реагеит:

871ц + попнатиленглнколь

l 20

5 ° 5

l,20

7,4

102

6,8

160

1,20

2t0

1,20

6,5

2! О

210 базовый обьект I0IU!

1,20

9,5

8,5

t,20

7,5

7,3

115

I5О

210

1,20

6,7!

92 ео

1,20

1,20

108

230

210

17!

1звестиый реагент:

КН11 + полиэтилен глнколь

9,$

8,5

16

7,4

1,20

110

150

1,20

6,5

180

2IA

6,4

1,20

104

225

2I 0

Таблица 3

Свойства раствора

Ре1!гент

Темпера- Фео, тура, С см 5

Примечание

<Ь "гор", т УВ, 700 см г/см

PI Предлагаемый pear åíò 150

5,5

15

l,2I

8,7

210

6,0

1,21

8,5

PTI

150

9,5

59!,21

8,0

2I 0

l 5,5

1,21

7,5

PIII

150

10,5

1,2!

7,7

210

1 9,5

102

7,3

1,21

PIV

150

I 7,5

88,0

1,21

210

46,0

1,21

7,1

PV Базовый 150

24,0 .

l,20

7,4

И!Ц

210

78,0

l,20

6,8

PVI ИзвестHbIA

l,20

I 50

46,0

9,5

8,0

Еарбофен

210

18,0

87,0

I,20

7,2

Составитель Г.Сапронова

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор Э,Лончакова

Заказ 2029 Тираж 424 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский ка8823инат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

252 NaCl 2

22 СаС1е

l 0X исео н

27. с>льззонолл

Ь,О 42

I3,О 78

20,0 100

129,0 ! 08,0

l 90,0

Синтезируемый

КМЦ

ОЭОСН (стадия алкил.) Синтез-й реагент (стадия мерсеризации) Синтез-й реагент (стадия

СУIIIK И) Смешение ре-. агентов

10 1Ц и ОЭОСН