Способ получения порошкообразного реагента для малоглинистых буровых растворов
Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ, в частности к разработке реагентов, для обработки буровых растворов. Цель изобретения - повышение ингибирующей способности реагента. Способ включает гидролиз полиакрилонитрила щелочного и обработку его метилдиметилсиликонатом NA (К), затем эту смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не выше 90°С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: полиакрилонитрил 5 - 16 щелочь 4 - 13 гумат калия 68 - 89 и метилсиликонат NA (К) 1 - 3. Использование реагента позволит повысить устойчивость стенок скважины, снизить до 40% расход полимера и до 30% снизить время на приготовление бурового раствора. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!is С 09 К 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
68-89 (21) 4708074/03 (22) 20,06,89 (46) 15.08.91. Бюл.N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) М.И.Липкес, А,Н.Басанов, Л.А.Мелехина, Е.Н.Бурун ова. С.Т, Борзова, Л.В.Дамурчиева, А,С.Шапатин, И.В.Демидов, М.Е.Цельнер, С.Е.Хачай и Г.Я.Жигалин (53) 622.243.144.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1377288, кл. С 09 К 7/02, 1986.
Авторское свидетельство СССР
N1447830,,кл. С 09 К 7/02, 1986.
Авторское свидетельство СССР
М 1068457, кл. С 09 К 7/02, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ МАЛОГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ. в частности к разработке реагентов для обработки буровых растворов.
Цель изобретения — повышение ингибирующей способности реагента, Способ получения порошкообразного реагента включает гидрОлиз полиакрилонитрила щелочью и обработку его метилдиметилсиликонатом N3(K), после чего полученную смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не более 90 С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Полиакрилонитрил 5 — 16
Щелоч ь 4 — 13,. RJ, Ä 1669968 Ai (57) Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и гаэ, в частности к разработке реагентов для обработки буровых растворов, Цель изобретения — повышение ингибирующей способности реагента.
Способ включает гидролиз полиакрилонитрила щелочного и обработку его метилдиметилсиликонатом Na(K), затем эту смесь наносят на твердую фазу гумата калия и сушат в псевдоожиженном слое при температуре не выше 90 С, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: полиакрилонитрил 5 — 16; щелочь 4 — 13; гумат калия 68-89 и метилсиликонат Na(K)
1-3. Использование реагента позволит повысить устойчивость стенок скважины, снизить до 40% расход полимера и до 30% снизить время на приготовление бурового раствора, 3 табл.
Гумат калия
Метилдиметилсиликонат Na(K) 1 — 3
il р и ме р, Приготовление реагента.
В колбу загружают 1530 r воды, в ней растворяют 73 г JaOH и добавляют 97 г
ПАН. Гидролиэ осуществляется на кипящей водяной бане при перемешивании в течение
2 — 3 ч. В полученную массу добавляют 80 г метилдиметилсиликоната Иа(К) 34%ной концентрации, В сушилку с кипящим слоем подают гумат калия в количестве 906 г (25%-ной влажности), создают псевдоожиженный слой и через форсунки распыляют в этот слой раствор гипана с кремнийорганиче1669968 ре, что предотвращает циклизацию и образование поперечных сшивок как в самом гипане, что сказывается на понижении коэффициента активности, так и в системе межмолекулярных связей полимерме»илдиметилсиликонат Иа(К). В итоге значителы1о замедляются все деструктив-! t t te 11роцессы и улучшается качество реа1ен» а:
Гипан
t ñóøêè, С
Кр (коэффициент активности) 15
150
Снз (Si — О
ОИГ1 (К) 10,22
9,23
5,7 з !
5<- 0 — ¹» (К)
С 3 (К) Цо 020 и;п1 =- 1;1 - 4;1; содержание дифункциональных звеньев 20-50 .
При таком соотношении звеньев дости- 25 гается наибольший ингибирующий эффект.
Нанесение жидких ингредиентов гипана и кремнийорганической добавки на твердую фазу уматов калия осуществляется в "мя(ких" условиях при 80-90 С в 30 псевдоожиженном слое. В результате из получаемого порошкообразного реагента удаляется избыточной аммиак, снижается общая щелочнос»ь, происходит более интенсивное взаимодействие все;. 35 ингредиен гов комбинированного реагента l1усилие его ингибирующей способности.
Ионы калия, образующиеся при диссоциации гума1ов калия, имеют относительно небольшой размер гидратной оболочки, 40 что позволяет им легче и дальше прон,1 кать в микротт>ещины твердью глинист:, х пород, замещая ионы натрия и кальция, а образовавшаяся калиевая (более стойкая и менее гидратированная) форма 1лини- 15 стого минерала в меньшей степ е11и набухает. Кроме того, одновременно кремнийорганическая добавка вследствие своей дифильности адсорбируется на глинистых минералах, создавая гидрофобный 50 барьер, препятствующий кон»ахty глин с водой. В результате оба процессл, л йс»н„я в одном направлении, предотвращ; ют увлажнение, набухание и диспер ирование глинистых пород, т.е. увеличивают 55 ингибирующую способност, комбинированного реаген та.
Предлагаемый способ предусматриьае1 введение процесс > при пониженной (по сравнению с прото1ипом) температуской добавкой. Температура в псевдоожиженном слое поддерживается 80-90" С, что исклк>чает деструкцию полимера. При этом полу кают реагент следующе1о состава,мас, (в пересчете на сухое вещество); гумат калия 77,5; гипан 19,4; кремнийортаническая добавка 3,1.
Реагенты с другими соотношениями компонентов готовят аналогичным образом.
Метилдиметилсиликонат Na(K) представляет собой кремнийорганическую жидкость 30ф,-ной концентрации следующего состава:
Ингибирующую способность оценивали по диспергированию крупки из кернов (фракция 1 — 2 мм) во вращающихся автоклавах при 80 С в течение 16 ч и последующем рассеивании крупки на ситах.
Ингибирующая способность комбинированных реагентов приведена в табл.1.
В табл.2 и 3 приведены технологические показатели буровых растворов на основе комбинированных реагентов.
Из табл.1 видно, что 1 гумата калия не обеспечивает стабилизации глинистой суспензии и водоотдача становится полной после прогрева до 150 С, а все комбинированные реагенты, взятые в количестве
1, goto r хорошую водоотдачу до и после
opotpet-a до I50 Ñ и не уступают по этому показ те 1ю 11стому гипану. причем рН жидt oto р=:.1ген1а, имеющего сос1ав, мас, : гумаг >:алия 80; ПАН 11,4; МаОН 8,6, - равен
11,05 i1 выше соответствующего порошко. "разного (9,31).
Данные табл.2 показывают, что ингибирующая способность комбинированных реагентов выше, чем у чистого гипана, и
11овышается по мере увеличения содержания I óматов калия, причем при соотношении 1умат; ПАН; йаОН 90:5,7:4,3 (мас. ) наблюдается синергетический эффект.
Введение дополнительной модифицирующей кремнийорганической добавки еще более повышает ингибирующую способность реагентов. Для сравнения приведена диспергирующая способность комбинированного реагента на основе гумата натрия (УЩР) и гипана, которая выше, чем соответствующий показатель чистого гипана.
Как видно из табл.3 5 -ная бентонитовая суспензия, обработанная комбинированным реагентом, имеющим в своем составе в2,5 раза меньшее количество пол1669968 имера, после термообработки до 200 С обеспечивает практически одинаковый уровень фильтрации в сравнении с гипаном, Реагент, полученный по предлагаемому способу, позволяет повысить устойчивость стенок скважины, значительно (на
30-40 ) снизить расходы дефицитного полимерного компонента, на 20 — 307ь снизить время, связанное с приготовлением, обработкой бурового раствора и борьбой с осложнениями.
Формула изобретения
Способ получения порошкообразного реэгента для малоглинистых буровых растворов, включающий гидролиз полиакрилонитрила щелочью с последующей сушкой на твердой фазе,от лича ющи йс я тем, что, с целью повышения ингибирующей способности оеаген а, перед сушкой гидролиэсванный полиакрилонитрил обрабатывают метилд:м етилсиликонатом натрия или "- лия, 5 в качестве твердой фазы йспользуют гумат калия, а сушку производят в псевдоожиженном слое при температуре не более 90 С, причем полиакрилонитрил, щелочь, гумат калия и метилдиметилсиликонат натрия или
10 калия используют при следующем соотношении компонентов, мас. :
Полиакрилонитрил 5-16
Щелоч ь 4 — 13
Гумат калия 68-90
15 Метилдиметилсиликонат натрия или калия 1 — 3
Таблица 1
Состав комбинированного реагента,$
Реа гент
Фракции крупки после диспергиования в течение 16 ч и и 80 С
ГКР
ПАН
>1,0
>0,2
NaOH
Кремнийорганическая обавка
Перешло в раствор
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
2,0
1,0
2,0
1,0
П р и м е ч а н и е. В растворе 1 реагенты ) Жидкий комбинированный реагент
2
4
6
8*
11
12
13
14
16
17
86
80*
78,5
79
79
78
77
59
68
У Р80
57
23
17
1 1,4
5,7
11,4
11,4
11,4
11
11
11
22
16,0
7,5
11,4
43
17
13
8,6
4,3
8,6
8,6
8,6
8
17
13,0
5.5
8.6
26,32
27,41
42,21
53,61
67,37
75,94
69,99
39,43
53,0
52,4
69,79
70,46
71,0
52,25
61,2
69,90
70,2
15,96
11,01
16,94
11,14
7,61
4,73
4,38
6,54
15,3
9,1
11,74
9,02
7,00
7,0
14,15
10,94
11,6
13,14
10,0
62,67
55,65
46,65
38,82
27,9
19,68
23,47
45,27
37,9
35,86
23,19
22,54
22,0
33,24
27,86
18,5
16,66
74,04
1 I) I, < I q 6 Л
<):
<(>
z ю а и? и? с cci c>D I» с)) о с и о
С)
lA
-z
CL л) Р- (О сО с» со а) m
)с о о (о .
<()
Р
° i:Ë л и (о о о
Т с ) Р. о со
Ф) tI - - 1 СС (D
>Ф с и о г: .
> аъ ! r"
> !
> Т > а> г.. т сч (о
С>.
Z ()) с
Ф о
>о
< )
ГЧ и) (D CL >о е <)) с) I (D х S с о > о <(> CL П) Iс ) и ) % C T % оо Т*! Ы CL C) IX (а z о а т с) I с-4 (. ((<-4 (<) =-1--> Х с.. С5 <)> о z <() о о. z и <() о с м S 1Я м," Ф Ф о с z (() а o „„)< ") со с< > со со Я К Ю X о >с O) с(> С< с> „т - l(> C т> cc) > (r) о л Ln < cI ° (О> а) () I л >о о >х (D ( (>) (D с -счc -тlnLC) с(> S х о IZ Ф (о о . 1Л о (» 5 с() Х CL с> С <() O. о >(<() r с) > о о CL ) (L) S с >с<) <9 <(> C) <)> Е Yо (D т < о о z х ()) Iо и> сз и? а? и? и) с 4 сч и? ,д,. осч ) (то - Р-° — ч сс) ю — а м г-- I - со т со а? о о а> (z> со <>D cc. cc> cc> ж с)> cr co Р < ;о и) и. ln к) loи) Ln - - Ln » <».. »»» =» ic) и> ю и. и) Ln и) л Р л- и) c), r- а> о о -т с; сч т С ) «(Т й> С > Р - - (с сч сч ч сч сч сч сч с ) . и? Сч " с . с ", о з о - сЧ сч Pl - с Р N Р» Ф t — а?и?С>irJ ст ОI ln (о и) со Р-- л <о сп с) со СР С ) (> Са V СГ СО C)) е- ма> с) о> а) C»; cr> c)> а) а о) () () и) и) и) Ln и) и) и) In сч сч и) . » . и), — Iс— сч "4 о -- ч сч с» с > и? (") о > o „- л Р.- <о Cc) r- и ) со o (C) т е — т- с- С4 с < I«, Со Ln Р- 4 (;> - ж (о л-,.- r- л- л- w л а> In ) () I t t > I > о 1669968
