Способ приготовления реагента для обработки бурового раствора
Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: в целлюлозу предварительно обработанную гидроксидом натрия одновременно с монохлорацетатом натрия вводят углещелочной реагент и сульфат алюминия. Процесс алкилирования проводят в течение 1 ч. Углещелочной реагент и сульфат алюминия используют в количестве, соответственно, 15,0-25,0 и 0,3-0,9 массовых частей в пересчете на 100 мас.ч, карбоксиметилцеллюлозы. Полученный реагент применим для обработки буро-, вых растворов для работы при повышенных температурах (до 200°С) в минерализованных средах. 2 табл. ел
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 7/02
К ПАТЕНТУ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4930729/03 (22) 23,04.91 (46) 15,03.93. Бюл, ¹ 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Ю,Н.. Мойса, В.М. Мичник, В,P. Алишанян, Л,П, Вахрушев, А,П. Крезуб, В,А. Петренко, H,B. Титова,. А,И, Черняховский, Х.А. Акрамов и Д.М, Пономарев (73) В.M. Мичник, Ю.Н, Мойса, В,Р. Алишанян, Л.П, Вахрушев, А,П, Крезуб, В.А, Петренко, В.В. Титова, А.И. Черняховский, Х.А. Акрамов и Д.М, Пономарев (56) Вопросы повышения термо- и солеустойчивости буровых растворов, Обз. информация, Газовая промышленность, сер.
Бурение. M., ВНИИЭЭНГ, 1984, с, 8, Авторское свидетельство СССР
¹ 1514756, кл. С 09 К 7/02, 1987, Авторское свидетельство СССР
¹ 1467982, кл. С 09 К 7/00, 1986.
Изобретение относится к химическим реагентам, применяемым для понижения фильтрации буровых растворов, используеMblx при бурении глубоких высокотемпературных нефтяных и газовых скважин в условиях полиминеральной агрессии.
Целью данного изобретения является повышение устойчивости реагента к воздействию повышенных температур в минерализованных средах, он одновременно с углещелочным реагентом дополнительно содержит сульфат алюминия в количестве соответственно 15,0 — 25,0 и 0,3 — 0,9 мас.ч. в,» 42,„, 1802812 АЗ (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: в целлюлозу предварительно обработанную гидроксидом натрия одновременно с монохлорацетатом натрия вводят углещелочной реагент .. и сульфат алюминия. Процесс алкилирования проводят в течение 1 ч, Углещелочной реагент и сульфат алюминия используют в количестве, соответственно, 15,0-25,0 и
0,3 — 0,9 массовых частей в пересчете íà l00 мас,ч, карбоксиметилцеллюлозы. Полученный реагент применим для обработки буровых растворов для работы при повышенных температурах (до 200 С) в минерализованных средах. 2 табл. СО
I С) пересчете на 100 мас,ч, карбоксиметилцел-: О©. люлозы, Ъ
Эффективность такого способа приго- Я товления реагента заключается, вероятно в специфических взаимодействиях звеивев
КМЦ с сульфатом алюминия и углещелочного реагента (УЩР), которые приводят к укрупнению ("сшивкеи} макромолекул КМЦ.
Это может происходить в результате перераспределения меж-и внутримолекулярных водородных связей в нативной целлюлозе на стадии алкилирования в процессе ее синтеза, когда облегчается проникновение мо1802812 лекул гуматов и соли алюминия между волокнами целлюлозы, находящейся в набухшем разрыхленном состоянии, глубоко затрагивая структуру, Сульфат алюминия играет роль сшивающего агента макромолекулы целлюлозы, тем самым увеличивая степень полимеризации конечного продукта при обеспечении высокой растворимости в воде и устойчивости к солям одновалентных металлов за счет появления новых функциональных групп, Реагент, полученный таким способом представляет собой порошок светло-коричневого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации (СП) близкой к
КМЦ-700, эффективно повышающий устойчивость к воздействию повышенных темпе-ратур в минералиэованных средах, даже в условиях полиминеральной агрессии, Способ приготовления реагента следующий; древесную целлюлозу (Ц) ТУ 5-05221-716-83 обрабатывают 25%-ным водным раствором гидроксида натрия (ГОСТ 2263-79) при перемешивании в течение 1 ч, Полученную смесь отжимают до кратности 2,8 и смешивают с монохлораце татом натрия.
В полученную смесь вводят УЩР (ТУ
39-1223-87) и модифицирующую добавку сульфат алюминия (ГОСТ 5155-74) и перемешивают в течение 1 часа, Затем смесь выгружают на дозревание при температуре . 70 — 80 С в течение 2-х ч, Пример 1 (прототип). Берут 100 r щелочной Ц, обрабатывают 75 г 25%,-.ного водного раствора гидроксида натрия при перемешивании в течение 1 ч. Смесь от>кимают до кратности 2,8 и смешивают с 60 г монохлорацетата натрия. В 100 r.ïîëó÷åêной смеси вводят 50 r УЩР и перемешивают смесь в течение 1 ч. Далее смесь выгружают на дозревание (сушку) при 70-80 С в течение 2 ч. Фильтрация глинистого раствора, обработанного данным реагентом составляет 49 см (после прогрева раствора при
200 С в течение 6 ч), а в момент прогрева при 2000С Ф "гор"=158 см .
Пример 2, Берут 100 г щелочной целлюлозы, обрабатывают 75 г 25%a-ного водного раствора гидроксида натрия при перемешивании в течение 1 ч. Смесь отжимают до кратности 2,8 и смешивают с 60 r монохлорацетата натрия; 15 г УЩР, 0,3 г сульфата алюминия, Смесь перемешивают в течение 1 часа. Модифицированную амилированную смесь выгружают на сушку при температуре 70 — 80 С. Фильтрация минерализованного раствора, прогретого при
200 С составляет 5,5 — 7,5 см, а в момент прогрева при 200 С Ф "гор"=28 — 45 см .
Аналогично этому примеру получают еще 5 образцов, отличающиеся только коли5 чеством модифицирующей добавки сульфата алюминия.
В табл, 1 приведена характеристика реагента, В табл. 2 приведены данные, иллюстрирующие термосолеустойчивость реагента, Оценку эффективности реагента осуществляли по фильтрационным свойствам раствора, т.к, они в значительной степени определяют термосолестойкость реагента, "5 устойчивость пород и состояние призабойной эоны продуктивных пластов. Ее осуществляли íà 6% ном бентонитовом растворе, . содержащем соли 26% хлорида натрия и 2% хлорида кальция, Растворы термостатировали при температуре 150"С, и 200 С, Анало20 гично готовят и сопоставимые растворы с известными реагентами. Добавка реагента в глинистый раствор составляет 3%. Технологические параметры определяли .в соответствии с руководящим документом
РД-39-2-645-81 Методика контроля параметров буровых растворов".
Из табл, 2 видно, что способ приготовления реагента позволяет получить реагент
30 со значительно лучшими показателями фильтрации (графы 11, 12 табл. 2) при 200 С вЂ” s 10 раз по сравнению.с КМЦ 85/700 и в 7 раз с прототипом, Более четкое снижение показателя фильтрации достигнуто при вве-.
35 дении сульфата алюминия в количестве 0,3- .
0,9%. Дальнейшее увеличение количества модифицирующей добавки не приводит к существенному снижению показателя фильтрации глинистых растворов, Кроме того, 40 при добавке более 0,9% сульфата алюминия уменьшается растворимость реагента в воде.
Наименьшее значение фильтрации глинистых растворов после термостатирования
45 их при 200 С обеспечивает образец 5 с максимальной степенью полимериэации.
Наибольшее значение показателя фильтрации у образца 2„содержащего наименьшее количество модифицирующей добавки
50 с наименьшим значением степени полимеризации реагента.
Таким образом, йспользование способа приготовления реагента для обработки бурового раствора позволит значительно повысить термосолестойкость реагента при высокой температуре 200 С и в присутствии одновременно солей одновалентных металлов (хлорида натрия — до насыщения) и двухвалентных металлов (хлорида кальция до
2%). Увеличить скорость растворения реа1802812 гента, сократить расход дорогостоящей
КМЦ эа счет введения дешевой доступной модифицирующей добавки — У(ЦР и сульфата алюминия.
Кроме того, приготовление реагента по этому способу вписывается в действующую технологическую схему производства КМЦ
85/700.
Формула изобретения онную массу на стадии алкилирования в процессе получения карбоксиметилцеллюлозы, отличающийся тем, что,сцелью повышения устойчивости реагента к воздей5 ствию повышенных температур в минерализированных средах, одновременно с углещелочным реагентом в реакционную массу дополнительно вводят сульфат алюминия, при этом углещелочной реагент и
10 сульфат алюминия используют в количестве соответственно 15,0 — 25,0 и 0,3-0,9 мас.ч. в пересчете на 100 мас.ч. карбоксиметилцеллюлоэы. у
Способ приготовления реагента для обработки бурового раствора, включающий введение углещелочного реагента в реакциТаблица 1
Характеристика реагента
Примечание
Ха акте истика еагента пв Соотношение компонентов
Время полного раствор. в во ечас сп
У!ЦР AI2(504) 3 Фильтрация см
Растворимость
Содержание основного в-ва
Фильтрация
"гопы" см
Внешний вид кмц
Прототип
Заявляемый диапазон
158
О.з
98,2
50,0
630
33.6
1 664
2 1ОО порошок
99.0
48.0
9.5
0.15
50.5
650 о.з
З2,О зо,о
28,0
55,0
0.5
07
0.9
1,2
6,5
5.5 б.о
8.5
0,15
0,15
0,15
0,15
99,5
99.7
99.2
98.7
51,0
51.5
52.0
52,5
670
17
2О
1ОО
1ОО !
îî
1ОО630
6ОО
0,15
24,0
1З
98;О
97,9
195
БО.О
49.5
0,15
1ОО
1ОО
24.0
50 139
820
98,0
50,0
0.5
9 1ОО
Таблица г
Влияние рвагвнта на технологические свойства глинистых растворов
Примечание
Технические показатели
Количественное содержары ние мас
КСК
Плотность кгlсмг
Фильтрация
Горячая см
Фильтрация см
Статическое напр. сяв. Па
Темпе- Вязратхра кость с. C
КССБ аз(5Ов)з
: КМЦ
УЩР
t0 мин
1 мин. 0.59
0,75
0.90
0.55
9.5
7.9
7.5
9.5
8.0 .
15,0
49,0
5,5 протомп зз
Z7
Гг
7.5
18
1г00
1210
15 .1г
9 го го
150 г00
158
Заявляемый диапазон
34.0
48,0
24,0
Зг,о го.о зо.о
18,0 г8,0
0,3
0.5
0.7 го
0.9 г5
Звпре150 гоо го
200 го
150 гоо го
150 г00 го
10 го
16
1г гг
17
14 и
19
16
За
1г10
tZl0 l 210
1г10
1Z10
7.5
1.5 г1
75 г4
t5
9 г7 г!
21
7.5
48
3О
7г
48
33
54
6,5
9.5
5.0
5.5
5.0
6.0
4.0
4.5
6.5
4.5
8,0
7.8
9.5
8.г
8,0
9.5 . 8.5
8,2
9.5
8.7
8.г
9.5
0,60
0,7г : 0.51
0,57
0,60
0,45
0,49
0.56
0.41
0.44
0,48
0,44
Запредельный диапа зон
Базовый объект (кмц) 1802812
Продолмение таблицы 2
Количест нн
КМЦ дельный диапазон
25,0
55.0
1.2
Базовые объект
97
150
0.15
0.79
0.96
0,75
108
195
10.0
5.0
1210
1.5
27
4.5
90
7.2
6.9
9.5
19.0
75.0
100
Аналог (комбин. обработка) 100
166
2.0
0.1
100
0.5
100
10 (комбинир. обработка) 15
0.5
Примечание: !. 8 опытах йк 1-8. 11 добавка реагента составила 3 $ к объему раствора
2. В опыте hk 9: КМЦ1.5 ф>. 2 g КССБ. 0.1 $ А!з(50х)з
3. В опыте ге 10: 3 $ КМЦь 15 7ь УЩР. 15 $ УЩРи0.5 $ А1т($04)з
Составитель И.Привалова
Техред M. Моргентал Корректор Т.Далий
Редактор
Заказ 859 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
180
21
18
17
12
18.0
18
17
12
18
1210
1210 .
1210
24
18
18
21
12
7,5
12
81
57
24
12
72
48
21
7.5
5.5
8.5
7.5
16.5
8.5
2!
57
7.5
10.0
7.5
11.5
139
8.8
8.4
9.5
7,8
7,1
9.5
7.3
6.7
9,5
7.9
9.5
7.6
6.9
0.45
0.45
0,7
0,73
0.89
0.77
0,75
0.82
0.57
0,65
0.67
0.55
0.65
0.77
