Способ приготовления реагента для минерализованного бурового раствора

 

Использование: бурение скважин. Сущность: реагент получают следующим образом . В водном растворе щелочи растворяют шламлигнин. В полученный раствор вводят сернокислый натрий, нагревают до 40-60°С и выдерживают при этой температуре 2-4 ч. Щелочь и сернокислый натрий используют в количестве от 0,25 до 0,32 и от 0,16 до 0,32 массовых частей соответственно к одной массовой части шламлигнина. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930705/03 (22) 22.04,91 (46) 07,03,93. Бюл, М 9 (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) В. В. Казанский, А, Д. Новиков, О, А, Брагина, В, П. Низовцев и В. М, Подгорнов (56) Авторское свидетельство СССР

М 166507, кл, С 09 7/02, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1067024, кл. С 09 К 7/02, 1982.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, к буровым растворам.

Цель изобретения — улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение фильтрации бурового раствора при воздействии температуры до 80 С и повышение резистентности к ионам кальция до 7,5 г/л при одновременном уменьшении его расходного показателя.

Поставленная цель достигается тем, что шламлигнин после обработки щелочью дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием и нагревают при температуре (40 — 60) С в течение 2-4 ч, причем щелочь и сернистокислый натрий используют в количестве 0,25 — 0,32 массовых частей соответственно к одной массовой части шламлигнина.

Сернистокислый натрий представляет собой порошкообразное неорганическое вещество белого цвета, хорошо раствори„„5LJ„„1799896 Al (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТАДЛЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Использование: бурение скважин. Сущность: реагент получают следующим образом. B водном растворе щелочи растворяют шламлигнин. В полученный раствор вводят сернокислый натрий, нагревают до 40-60 С и выдерживают при этой температуре 2 — 4 ч.

Щелочь и сернокислый натрий используют в количестве от 0,25 до 0,32 и от 0,16 до 0,32 массовых частей соответственно к однои массовой части шламлигнина. 3 табл. мое в воде, Молекулярная масса 126,04. Он используется в фотографии, медицине, химико-фармацевтической промышленности и при производстве искусственного волокна, В буровой технологии сернистокислый натрий применяют в качестве ингибитора кислородной коррозии.

Шламлигнин является побочным продуктом целлюлозно-бумажного производства. Его выпускает в тоннажных количествах

Байкальский ЦБК дпя нужд буровой технологии. В соответствии с ТУ 13 — 0279488 — 01—

88 шламлигнин должен удовлетворять следующим нормам (см. табл . 1).

Повышение термостойкости шламлигнинового реагента после его обработки сернистокислым натрием при (40 — 60) С обусловлено тем, что сернистокислый натрий дезактивирует свободные радикалы, образующиеся при нагревании щелочного лигнина и инициирующие его радикальную полимеризацию вплоть до полной сшивки

1799896 макромолекул лигнина. Этим самым предотвращается снижение растворимости лигнина, влекущее за собой расслоение и вспенивание бурового раствора и потерю им противофильтрационных свойств. Сам сернистокислый натрий при этом окисляется до сернокислого натрия по схеме

Na — О.

2 R+ S = О = 2 R+Na2SO4

Ма — О

Сернокислый натрий, образующийся в процессе обработки шламлигнинового реагента, становится его составным компонентом и в процессе эксплуатации бурового раствора выполняет функцию поглотителя ионов кальция, взаимодействия с ними по схеме: Са +NazSO4=CaSO4+2Na с образованием труднорастворимого вещества— гипса, вследствие чего карбоксильные группы лигнина защищаются от коагулирующего действия агрессивного катиона.

Пример 1, 50 г шламлигнина Байкальского ЦБК смешивают с раствором, содержащим 17 r NaOH .и 83 r воды, Смесь выдерживают 2 часа. Затем к этой смеси добавляют раствор, содержащий 8 г Ма2ЯОз и 42 r воды, Реакционную смесь тщательно перемешивают, нагревают до 60 С и выдерживают при этой температуре 2 ч. К полученной пасте добавляют 573 г воды, перемешивают и засолоняют раствор 227 г хлористого натрия. Определяют показатели бурового раствора; рН=11,8; р=1183 кг/м; з, YBgop=20 с; Фзо=5,5 см; СНС1/

Испытание термостойкости бурового ра ство.ра.

300 r полученного по примеру 1 раствора помещают в круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термостатирующим устройством, нагревают до температуры (80»+0,5) С и выдерживают при этой температуре 6 часов, Охлаждают до комнатной температуры, определяют показатели бурового раствора: рН=11,2; р=1187 кгlм; УВ5оо=20 с: Фзо=14 см; СНС1/1о=О/О дПа.

Испытание кальцийрезистентности бурового раствора К 300 см полученного по примеру 1 раствора добавляют 6,24 г хлористого кальция, что в пересчете на ион кальция составляет массовую концентрацию 7,5 г/л, Перемешивают в течение 2 ч. Определяют показатели бурового раствора:

p H=-11,О; p=1202 кг/м; УВ5оо=24 с; Фзо=8 см;

СН С1/1о=О/1,2 дПа.

Аналогичным образом были приготовлены и испытаны все остальные растворы, в том числе и раствор — прототип. Результаты приведены в табл. 2 и 3. Сопоставление свойств буровых растворов, полученных из шламлигнинового реагента согласно предлагаемого технического решения, позволило выявить оптимальное соотношение ингредиентов: шламлигнин: NaOH:NazSOg=

= 1,(0,25 — 0,32):(0,16 — 0,32). Превышение содержания щелочи и сернистокислого натрия выше 0,32 мас,ч, нецелесообразно из соображений экономии материалов, а снижение этих компонентов ниже 0,25 и 0,16 соответственно не позволяет достичь поставленной цели (пример 7). Проведение обработки без нагревания (пример 8) не дает желаемого эффекта, а обработка при температурах выше 60 (пример 4) не дает дополнительных эффектов и нецелесообразна в виду больших энергозатрат.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что известный шламлигниновый реагент дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием и нагревают при температуре (40 — 60 С в течение 2 — 4 ч.

Предлагаемый способ приготовления реагента обеспечивает снижение материальных затрат на приготовление и поддержание необходимых эксплуатационных свойств минерализованного бурового раствора за счет сокращения расхода шламлигнина (a 2 раза) и удлинения срока эксплуатации бурового раствора (s 3 раза), вследствие приобретенной им резистентности к действию ионов кальция и температуры до 80 С.

Формула изобретения

Способ приготовления реагента для минерализованного бурового раствора, включающий растворение шламлигнина в щелочи, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества реагента, обеспечивающего снижение фильтрации бурового раствора при воздействии температуры до 80 С, и повышения его резистентности к ионам кальция до 7,5 г/л при одновременном уменьшении расходного показателя, после обработки щелочью шламлигнин дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием при нагревании до 40-60 С в течение 2 — 4 ч, причем щелочь и сернистокислый натрий используют в количестве от 0,25 до О:32 и от 0,16 до 0,32 мас. ч, соответственно к одной мас. ч. шламлигнина, 1799896

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл,2, 1799896

Таблица 3

Продолжение табл.3.

Составитель В. Казанский

Редактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Заказ 1138 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