Порошкообразный реагент для обработки буровых растворов

 

Порошкообразный реагент для отработки буровых растворов, для бурения нефтяных и газовых скважин, улучшающий структурно-реологические свойства буровых растворов. Реагент получают следующим образом: к 100 мае.ч. просушенного углещелочнго реагента добавляют 8,7-33 мас.% полиакриловой кислоты с мол. массой от 3-10 до 15-Ю3 у.е. Смесь тщательно перемешивают. Послг окончания экзотермической реакции получают сыпучий мепкогранулированный непылящий порошок. Для предупреждения слеживания полученный реагент подсушивают при 60-70°С в течение 1,5 ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l о

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861292/03 (22) 20.08.90 (46) 07.10.92. Бюл. 1Ф 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) А.И.Пеньков, Л.В.Гаврилова, Е.И,Корнева, Л.П,Вахрушев, Ю.Н,Мойса, B.Ï,×åðïèëло, С,Г.Горлов, Н.П.Левик, Е.Ф.Филиппов, А.Е,Куликова и Л.В,Малькова (56) Авторское свидетельство СССР

N 956540, кл. С 09 К 7/02, 1982.

Заявка ЕПВ М 0138594, кл. С 09 К 7/02, опублик. 1985. (54) ПОРОШКООБРАЗНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ

ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к бурению скважин, а именно — к порошкообразным сыпучим реагентам для химической обработки буровых растворов, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин в высококоллоидных глинах, Известен реагент для обработки буровых растворов, представляющии собой водный раствор полиакрилнитрила, гидролизованного гуматом калия или натрия, Недостатки реагента — товарная форма реагента — водный раствор и высокие структурно-реологические свойства бурового раствора при повышенном содержании коллоидной фазы 6 — 8% вследствие загущения высокомолекулярным акрилатом-гипаном (1).

Известен реагент — низкомолекулярная полиакриловая кислота (ПАК) с мол.массой

2500 — 5000 (2). Согласно этому изобретению буровой раствор содержит воду, глину и ro„„5U „„1766938 А1 (57) Порошкообразный реагент для отработки буровых растворов, для бурения нефтяных и газовых скважин, улучшающий структурно-реологические свойства буровых растворов. Реагент получают следующим образом: к 100 мас.ч. просушенного углещелочнго реагента добавляют 8,7 — 33 мас.% полиакриловой кислоты с мол. массой от 3.10 до 15 10 у.е. Смесь тщательно перемешивают. После окончания экзотермической реакции получают сыпучий мелкогранулированный непылящий порошок, Для предупреждения слеживания полученный реагент подсушивают при 60 — 70 С в течение 1,5 ч. мополимер АК-ПАК 0,5 — 12 ррв. (0,5-8 г/350 мл) ПАК является добавкой для регулирования (снижения) структурно-реологических свойств бурового раствора и дефлокуляции частиц глины буровых растворов. Существенным недостатком реагента является его жидкая товарная форма (25%-ный водный раствор). Отсутствует технология" получен йя порошкообраз ного реагей1 а — ПАК в связи с высокой гигроскопичностью сухого реагента, недостатком реагента является незначительное снижение структурно-реологических свойств (статического и динамического напряжения сдвига).

Цель изобретения — улучшение структурно-реологических свойств бурового раствора за счет снижения статического и динамического напряжений сдвига, Поставленная цель достигается тем, что порошкообразный реагент для обработки

1766938 глинистых буровых растворов, включающий углещелочной или гуматнокалиевой реагент и полимер акрилового ряда, с целью улучшения стуктурно-реологических параметров за счет снижения статического и динамического напряжения сдвига при одновременном сокращении расхода реагента при обработке буровых растворов на основе высококоллоидальных глин, в качестве полимера акрилового ряда содержит низкомолекулярную акриловую кислоту с м,м. от 3 10 до

15 10 у. е"."при следуЮщем соотношении ингредиентов, мас,ч,;Углещелочной или гуматно-калиевый реагент 100

Н изкомолекуля рная полиакриловая кислота с м.м. от 3 10 до 15 10 у.е. 8,7 — 33

Углещелочной реагент выпускается по

ТУ 39 — 01 — 247 — 76

Гуматно-калиевый реагент (ГКР) выпускается по ТУ 39-932 — 84

Низкомолекулярная полиакриловая кислота (ОЛД-04А) вы пускается по ТУ 6 — 02—

26 — 88. Улучшение структурно-реологических свойств бурового раствора, содержащего данный порошкообразный реагент, объясняется гелеобразование глиносодержащих буровых растворов за счет адсорбции комплекса на пластинах глины, нейтрализации положительного заряда глин, создания общего отрицательного заряда. Таким образом, достигается отталкивание глинистых пластин и препятствие их сближению. Вместе с тем низкомолекулярный полимергуматный комплекс подвергается значительно меньшей деструкции в условиях температурной агрессии, а это способствует сохранению хороших структурно-реологических свойств после термостатирования, Кроме того, совместное использование низкомолекулярной ПАК с

УЩР или гуматно-калиевым реагентом дает снижение статического и динамического напряжений сдвига и фильтрации.

Получение порошкообразного комбинированного акрилового понизителя структурно-реологических свойств имеет большое значение, потому что получить полиакриловую кислоту в сухом виде невозможно в связи с ее высокой гигроскопичностью.

Порошкообразный реагент удобен в перевозке и применении, дает возможность использовать его при низких температурах.

Предлагаемый реагент приготовляют следующим образом.

К 100 мас.ч, просушенного углещелочного реагента (ГКР) добавляют 8,7 — 33 мас.ч. полиакриловой кислоты. Смесь тщательно перетирают в ступке. После окончания экзо5 термической реакции получается сыпучий мелкогранули рованный непылящий порошок, который в целях предупреждения слеживания подсушивают при 60 — 70 С в течение 1,5 ч. Порошок полностью раство10 рим в воде.

Об эффективности реагента судят по снижению статического напряжения сдвига (СНС), динамического напряжения сдвига (7o), фильтрации (Ф) модельно15 го бурового раствора при комнатной температуре и после термостатирования при 66 и 177 С.

Исследования с целью оценки свойств понизителя вязкости проводили

20 по методике Американского нефтяного института: а) К 350 см бентонитовой суспензии з добавляли 1,75 г соли (NaCI) и перемешивали 3 мин на миксере.

25 б) Добавляли 5 г исследуемого дефлокулянта. В течение 1 мин перемешивали пробу. в) Доводили рН бурового раствора до

9,5 0,1 добавкой NaOH в течение 20 мин

30 при перемешивании.

После перемешивания проверяли рН. г) Если рН соответствовал 9,5 0,1, перемешивали 1 мин и измеряли реологические параметры, используя приборы СНС-2

35 и ВСН, д) Выдерживали раствор в автоклаве при 66 С в течение 16 ч. е) После термостатирования доводили рН до 9,5 "- 0,1 и замеряли рН, СНС 1 м, СН С

40 10м, пл, Tо, Ф ж) Аналогично п.д, выдерживали раствор при 177 С. з) После термостатирования доводили рН до 9,5 + 0,1 и вновь измеряли реологиче45 ские свойства и водоотдачу.

Исследовали опытные образцы порошкообразного реагента на глинистой суспензии 8-9,4-ной концентрации. Примеры 1, 8 (и рототип).

Пример 2. К 100 г углещелочного реагента (или гуматно-калиевого) добавляли 13,6 г полиакриловой кислоты с перемешиванием и перетиранием смеси в ступке, Во время перемешивания и перетирания

55 шла экзотермическая реакция, После окончания экзотермической реакции продукт подсушивали. Полученный продукт представляет собой непылящий порошок черного цвета.

1766938

Составитель Л.Бестужева

Техред M,Ìaðãåíòãë Корректор Н.Бучок

Редактор Б.Федотов г

Заказ 3521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Пример ы 3 — 9, 10, Реэгент для обработки бурового раствора готовили по примеру 2, Содержание низкомолекулярной полиакриловой кислоты в порошкообразном реагенте должно быть в пределах 8,7 — 33 мас.ч. на 100 мас.ч. гуматного реагента, При содержании полиакриловой кислоты более 33ф смесь получалась нетехнологичной — частички смеси слипались, слеживались. При содержании низкомолекулярной flAK менее 87 мас.ч. ухудшились реологические параметры (статическое и динамическое напряжения сдвига), С увеличением содержания глины эффективность прототипа падала, Применение порошкообразного реагента для обработки буровых растворов rioзволяет в 3 — 4 раза снизиты >.

Статическое напряжение сдвига понижается до О/0-0/9.

Формула изобретения

Порошкообразный реагент для обработки буровых растворов, включающий углещелочной или гуматнокалиевый реагент и

5 полимер акрилового ряда, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения его структурно-реологических параметров за счет снижения статического и динамического напряжения сдвига при одновременном со10 кращении расхода реагента при обработке буровых растворов на основе высококоллоидальных глин, он в качестве полимера акрилового ряда содержит низкомолекулярную акриловую кислоту с мол.м. от Зх10 до

15 15х10 у.е. при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: углещелочной или гуматнокалиевый реагент — 100; низкомолекулярная

20 полиакриловая кислота с м.м, от Зх10 до15х10 у.е, — 8,7 — 33,0.