Состав противофильтрационного экрана

 

Использование: строительство котлованов для утилизации стоков при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: глинопорошок 34-41; сульфит-спиртовая дрожжевая барда 34-41; смесь латекса с флотореагентом Т-80 в соотношении). (0,4-1): 1 14-28 и 5%-ный водный раствор Na-карбокеиметилцеллюлозы 6-12. Соотношение глинопорошка и сульфит-спиртовой дрожжевой барды равно 1:1,1 з.п. ф-лы, 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 3/16, С 09 К 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787350/15 (22) 29.01,90 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 . (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Н,И.Крысин, Т.А.Скороходова и О.В.Носкова (53) 631.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1254088, кл. E 02 В 3/16, 1985.

Изобретение относится к строительству грунтовых котлованов. в частности к составам противофильтрацион ного экрана таких . сооружений, создаваемых для утилизации стоков при строительстве и эксплуатации нефтяных, водяных и газовых скважин.

Известен состав для создания противофильтрационного экрана, содержащий, илисто-глинистый грунт, Na-карбоксиметилцеллюлозу и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: илисто-глинистый грунт 62,8-66,4; Na-КМЦ 1,9 — 2,7 и вода остальное.

Однако указанный состав не обеспечивает создания качественного противофильтрационного экрана, так как при высыхании в атмосферных условиях экран. образованный из этого состава, сильно растрескивается и крошится, что приводит к фильтрации стоков в грунт и загрязнению окружающей среды.

„„5U„„1742399 А1

2 (54) СОСТАВ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА (57) Использование: строительство котлованов для утилизации стоков при эксплуатации нефтяных и газовыхскважин. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: глинопорошок 34-41; сульфит-спиртовая дрожжевая барда 34-41; смесь латекса с флотореагентом Т-80 всоотношении . (0,4 — 1);1

14-28 и 5%-ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлоэы 6-12. Соотношение глинопорошка и сульфит-спиртовой дрожжевой барды равно 1:1, 1 з.п. ф-лы, 1 табл, Кроме того, известный состав является нетехнологичным, так как характеризуется высокой вязкостью и недостаточной сцепляемостью с грунтом, что создает определенные трудности при нанесении этого состава на стенки котлована..

Наиболее близким к предлагаемому является состав противофильтрационного экрана, содержащий глину палыгорскит, лигносульфонаты в виде концентрата бардяного порошкообразного и добавку, представляющую собой 60%-ный раствор хлорида натрия, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%;глина палыгорскит 84,0 — 86,5; лигносульфонаты 1,5 — 3,0;

60%-ный раствор хлорида натрия 12,0-13,0, Однако противофильтрационный экран, полученный из указанного состава, обладает недостаточно высоким качеством, так как является водонепроницаемым (коэффициент фильтрации составляет

0,39.10 2 см/сут), что приводит к попаданию

1742399

35

55 содержимого накопителя в грунт и грунтовые воды, а следовательно, и к загрязнению окружающей среды.

Кроме того, этот противофильтрационный экран характеризуется недостаточной устойчивостью к размыванию минерализованными водами, в результате чего уменьшается его толщина и в конце концов экран может полностью разрушиться.

Наряду с этим, экран, полученный из известного состава. при высыхании в атмосферных условиях растрескивается, что приводит к фильтрации стоков через образующиеся трещины в грунт.

Недостатком указанного известного состава является также его низкая технологичность ввиду его высокой вязкости, что затрудняет нанесение состава на поверхность, Кроме того. сцепляемость известного состава с грунтом наклонного профиля недостаточно высока, что также создает технологические трудности при формировании противофильтрационного экрана, вследствие чего экран получается недостаточно прочным.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных свойств путем снижения вязкости, придания ему полной водонепроницаемости, устойчивости к размыванию минерализованными водами, исключения растрескивания в водной среде и при высыхании.

Состав и рати вофил ьтрацион ного состава, содержащий глинопорошок и продукт гидролизного производства, в качестве продукта гидролизного производства содержит сульфит-спиртовую дрожжевую барду и дополнительно смесь латекса с флотореагентом и 5 -ный водный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас. ;

Глинопорошок 34-41

Сульфит-спиртовая дрожжевая барда 34 — 41

Смесь латекса с флотореагентом Т-80 в соотношении 0,4-1:1 . 14-28

5 -ный водный раствор

Na-карбоксиметилцеллюлозы 6-12

Массовое соотношение глинопорошок:сул ьфит-спиртовая дрожжевая барда равно 1;1, Механизм придания составу водонепроницаемости и устойчивости в пластовой— минерализованной воде, обусловлен образованием на поверхности глинистых частиц тонких водоотталкивающих пленок, состоящих из комплексных соединений, образованных из латекса и флотореагента Т-80, на которых вода образует большой краевой угол, в результате чего поверхность капилляров становится гидрофобной, не смачиваемой водой. Продвижению воды по такому капилляру мешает большое поверхностное натяжение на границе вода — гидрофобизированная поверхность, которое стремится уменьшить поверхность соприкосновения между водой и стенками капилляра и не позволяет воде течь по стенкам капилляра.

Вода, проникая в устье капилляра, не смачивает его стенки, а образует выпуклый мениск, Исключение растрескивания состава при высыхании достигается благодаря вводу добавки смеси латекса с флотореагентом

Т-ЗО, которая, по видимому, обволакивает глинистые частицы тонкой пленкой, придавая эластичность составу, предупреждая его полное высыхание, Снижение вязкости состава при сохранении у него низкой скорости стекания с наклонной поверхности обусловлено также введением в состав смеси латекса с флотореагентом Т-80 и дополнительно введением

KMLl„

Пример. Для приготовления 300 г состава берут 111 r (148,74 мл) сульфитспиртовой дрожжевой барды ССДБ, в нее вводят 111 г глинопорошка (бентонита), перемешивают на лабораторной мешалке и вводят 42 r смеси латекса с флотореагентом

Т-80 в соотношении 0,4;1 соответственно, перемешивают в течение 5 мин и вводят 36 мл 5 -ного раствора Na — КМЦ. Всю смесь перемешивают в течение 0,5 ч и получают состав со следующим соотношением ингредиентов, мас, : глинопорошок37; ССДБ 37; смесь латекса с Т-80 14 и 5 -ный раствор

Na- ÊÌÖ 12, Аналогичным образом готовят составы с другим соотношением ингредиентов.

В ходе: лабораторных испытаний у предлагаемого состава измеряют следующие показатели свойств, плотность, условную вязкость, показатель фильтрации, скорость стекания состава по наклонной поверхности и устойчивость к размыванию в пластовой воде.

Условную вязкость измеряют на приборе.ВБР-1.

Показатель фильтрации определяют при атмосферном давлении(что иммитирует условия шламохранилищ) и на вакуумной установке при вакууме в 0.1 МПа (более жесткие условия, что имеются в шламохра нилищах). Показатель фильтрации при атмосферном давлении определяют следующим образом. В воронку Бюхнера вкладывают фильтр и насыпают песок фракции

1742399

0,5 мм толщиной 1 см, наливают испытуемый состав и оставляют на 1 сут. Затем сверху наливают пластовую воду с общей минерализацией 260 г/л плотностью

1183 кг/м и снова оставляют на 1 сут, 5 з

Таким же образом определяют показатель фильтрации на вакуумной установке (более жесткие условия) при вакууме в 0,1 МПа эа

30 мин.

Скорость стекания состава по на- 10 клонной плоскости (иммитируются стенки котлована при более жестких условиях), характеризующую удерживающую способность состава, определяют следующим образом. На наклонной поверхности (на 15 стекле размером 250х300 мм) рисуют кружки (карандашом по стеклу) на расстоянии

25 мм один от другого, стекло ставят под углом 10 и наносят по 2,5 мл состава в центр кружка и одновременно включают се- 20 кундомер. Отмечают время остановки текучести состава и измеряют расстояние, прошедшее составом, По этому показателю судят о стекании состава со стенок котлована и толщине слоя, наносимого за одну об- 25 работку. При необходимости можно наносить 2-3 слоя, выдерживая в течение суток каждый слой.

Исследование устойчивости состава к размыванию в пластовой воде (переход 30 компонентов из состава в пластовую воду) проводят следующим образом. 8 стакан на 150 см наливают 50 см исследуемого з з состава, оставляют его на 1 сут для образования пленки. Затем наливают в этот стакан 35 з

50 см пластовой воды и через 1 сут сливают пластовую воду в стаканчик, раствор перемешивают и наливают в пробирку. Затем пробирку по окраске сравнивают с цветовой шкалой известных концентраций ССДБ. Та- 40 ким образом определяют количество ССДБ, перешедшей из состава в пластовую воду.

Чем меньше количество ССДБ переходит в пластовую воду, тем устойчивее к размыванию состав. 45 Наличие трещин при высыхании известных и предлагаемого составов проводят следующим образом, На стеклянную пластинку наносят 2 мл состава и оставляют на

1 сут. По истечении этого времени виэуаль- 50 но определяют наличие трещин.

Данные о содержании ингредиентов в известных и предлагаемом составах противофильтрационного экрана и свойствах этих составов приведены в таблице.

Формула изобретения

1, Состав противофильтрационного экрана, содержащий глинопорошок и продукт гидролизного производства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств путем снижения вязкости, придания ему полной водонепроницаемости, устойчивости к размыванию минерализованными водами, исключения растрескивания в водной среде и при высыхании, в качестве продукта гидролизного производства он содержит сульфит-спиртовую дрожжевую барду и дополнительно смесь латекса с флотореагентом Т-80 и 5o -ный водный раствор Иакарбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.; :

Глинопорошок 34-41

Сульфит-спиртовая дрожжевая барда- 34-41

Смесь латекса с флотореагентом Т-80 в соотношении 0,4-1:1

5;(,-ный водный раствор

Na-карбоксиметилцеллюлозы Остальное

2. Состав по п.1, о т л и ч a e шийся тем, что массовое соотношение глинопорошок:сульфит-спиртовая дрожжевая барда равно 1:1.

14 — 28

Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемый состав обеспечивает создание противофильтрационного экрана высокого качества за счет придания ему свойства полной водонепроницаемости (показатель фильтрации равен 0 смз), повышенной устойчивости к размыванию минерализованными водами (размываемость пластовой воды составляет всего лишь 0.020,037) и исключения при этом его растрескивания как в водной среде, так и при высыхании в атмосферных условиях. Одновременно с этим предлагаемый состав является более технологичным, так как характеризуется низкой вязкостью (это позволяет упростить технологию нанесения состава на грунт), и вместе с этим он обладает высокой сцепляемостью с грунтом.

1742399

Ф

I I 1 < хФ о=

I I 1 <

Ф .0 33

I I

v ox н I4>

>.

v н

» и ш

Ф

I 1 о= =.

11 I 1, » I

I I < > | < I > <

1 I I I I | I I I I

СЧ < \ Сч ооо

ОOО и»

Ci

<С<

<Ч

IA

С4

»

IЧ

0 о и Ф м" ФФ3 о ахх оаэ с

«э> о охис

Ф х

Э

>I"

МОЭх м - Ф

С» <4 >» о а

>» Э аах

С:» с<

Ъ

*v мл о й

Ф х

Э а

Эо

l

Э

Ф

I»

Э у

Ф

Ф

У а

Э

Я

v

z со t o .Ф 43

CA CA C3» оо л <» мм

С»3

Оъ

<Ч о л<с< о сч о м М,Ф.

1 с ь с> м сч

=тА йС» О

» о о

О

Cf О

» сч

3 0

А3 ь

<Ч

Э о х з с

f0 а

<Х I о

Х

Ф ай сх l о v са о

° IA сч1

» O ° lA .- о ооо<Ч

»» оо м о

>- м х х о

V CO а > о -.с

L <»»

В

I lO о х »-о V X

f0 > х х

z C

i0

1 о

m 1 ахи о с0

ООФ

С.Х >Х 1

m x

L 0l

X х с

0 3 I»

CO м м м м м

1

1 l"

I З

1 C

1 О

I а х

>. и .с»

0l

Ф э х! I

> 1 I

i I 1 I

I I л

CC

1 Ф > С> 1 т < о

1 > 1 m

1 I Х I i а Ф

Ю>-1 ХХ l" l

I I 1 I >

С» > 00>

< 0>М< >- СС

Z 3 V 0

I 1 х м > а Ф > р t C с а> cfs а l О >

1 I X 1 Ф,0> >

> < 1

I > 1

1 Ь > а а<1 < Ф Ф 0> V О I х >- а а m

< t1v-с мо ис<х в ахо оэ>

I 1 0 Э И Ф Ф <Х>

33 m b 5

> ХОСФ<0

I > X i- X f0 м о ic »- - x<

« С Х 0 Ъ И Х<

Оclааа

Ф 1 >- О И Х И

1 Ф > 1

I f0.3 X >

I I- > Ji CC 1

I- X >Хо ОИ

vl Оааzx ахх ихl

ml х>-осс

1 I t С.» И С»С СС 1

« X >, >

1 ! " I

C»I CC! а с ! 1 Z I X: М 1

es l а! -и

3 > Ф С с > о ! > Ф z

>- s < I

met

1 ма< x> ° 1 а аа< Им>

>03>СС >

1 3

< 1 I

I t m Jl 1

I 3 <О 1- И 1

I > Х И I

m 0 ч 1 о r с Ф 1 .< v I

> л Ф л |

< > 1

1 1 >

ФМ 1

I-LX 3 о ил I со! 3 сох х

I 1

1 I

I=

<х о=0

I > 2l mK 1

1 > х > r 1

I 40 <0 \0 > а аХ 1

I 1.

1 I > I

1 > Э 1

И I X 3

О а t хса 3

vo

1001 о 0> YCO

ООХЭ<

v t l0 X 3- 3»

I X а в

1 3 1

I > а 1

1 Ф I I

1 <О 1

«-Фа > и> vuo

О > ЭХ00 >

1 И > Х Э 1 о »-- 1

1 IX

<-> ь

Х l С О э< ох|- 1

z > и Clhs а> t-с х

X 1 I

1 Х < 1

> I <О t

1 > СХ 3

1 > <.» 1 ! I.0 Ф

< >- 1 I- I I I- > 1 и- Ф: и Ф ш>х<.ш

ВМаСММ CA<ЧСЧ ОCOа--Х, >С<

aaoaoaaoос|с",ао <ч

cfoaocfooooaol D O

<с» lA lA и» C» c> IA C» и < о и» co co a IA IA счс»-счсчсчсчсчсчсчаа с» .сч сч

CA

О О О О О Ь О а О О O О О

С» О О О О О О О 0 С» О О D см м

ОООЬОDООООЬС»О О OОО оаоооаоааооаа О оаа

Ф 03

m K

c4 a o o c N o c o t

-т о с>»сч-Ф с»ч» а о О-с сА И» -Х М Р -т Ы >- М

СЧ О О О О» О О О Ю О л cA a о м м - х cn a м сч м м м м м м м сЧ М о о о о о

О CAO.О»О О О

»С4 СЧ»»сч СЧ

lo сч <О .а и» х б сч

Ci

CO

<3СОС» 0 0 0 Ф

<Оч»счсч»-Ч»<ч 3-т сЧ -т-Ф ЛО <Ч СЧCD

- . МФ ЪМ М-0 .Ф .Ф.Х ММ

< \ О» - W .Ф Л C C4 Сч СО ш.Ф м м м-х.х д .Ф -т м м

М- IA ОС ComО СЧМ-т<М

I

I !

1

>

1

1

1

1

1

1 сч

1 с

I, l

1 а

1 X а

I X

3 <0

1 V

3 Y

1 Ф

1 I

I f0, 3

I t

1 CO

1 ! Э

>з

t c о

1 Ф

1

1 С

t I»

I ЪС1 ! О м ! 1

С»

И

> о.

v

1 Х

I Э

1 l

1 а

1 С !

| >

| л

1

> fU

1 l ! х с

1 0

I C0

3

1 1

> X х а

l0 !

t u х

0>

I l

1 i0

1 с9 о с о

I С

I V

< X

i

1 >

1 х

1 <0

< l х с о

1 а

I

I Ф

X

I х

1 <О

I У

1 10

1

I X

I Ci

1 C

>