Способ приготовления реагента "лигнотин" для буровых растворов

 

Способ приготовления реагента "Лигнотин" для буровых растворов предусматривает окисление технических лигносульфонатов кислородом воздуха при нагревании. В реакционную смесь дополнительно вводят водорастворимую соль железа и противовспениватель. Кислород воздуха барботируют через реакционную смесь при его расходе от 30 до 120 м³ на 1 м³ реакционной массы. После проведения реакции окисления реакционную массу нейтрализуют щелочным агентом. Исходные компоненты используют при следующем соотношении, мас.%: технические лигносульфонаты 59,0 - 71,0, водорастворимая соль железа 6,5 - 8,8, противовспениватель 0,04 - 0,20, щелочной агент 0,1 - 0,4 и вода - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для использования в технологии обработки буровых растворов в различных горно-геологических условиях.

Известен лигносульфонатный реагент "Лигносил", содержащий технические лигносульфонаты, водорастворимую соль железа и алюмосиликоноляты натрия (ТУ 39-0147009-032-90).

Известный реагент получают путем последовательного смешения компонентов в реакторе с мешалкой при нагревании реакционной смеси до 80-90^oC с последующей нейтрализацией реакционной смеси щелочью и сушкой готового продукта на распылительной сушилке (Временный технологический регламент производства лигносульфонатных реагентов на Карабулакском заводе химреагентов, 1990).

Недостатком известного реагента "Лигносил" является ограниченный концентрационный диапазон разжиженного действия реагента в буровых растворах из-за присутствия в его составе алюмосилоксанолятов натрия. В зависимости от минералогического состава бурового раствора при обработке бурового раствора реагентом "Лигносил" после разжижающего действия часто происходит интенсивное структурирование с потерей вязкости бурового раствора.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ приготовления лигносульфонатного реагента, включающий окисление технических лигносульфонатов с последующей нейтрализацией реакционной массы до pH 3,5 - 4,5.

Известный реагент не обладает достаточной разжижающей способностью и отрицательно влияет на окружающую среду из-за наличия в его составе соединений хрома.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение разжижающей способности лигносульфонатного реагента при одновременном снижении его вредного влияния на окружающую среду. Указанный технический результат может быть достигнут за счет того, что в способе приготовления лигносульфонатного реагента для буровых растворов, включающем окисление технических лигносульфонатов с последующей нейтрализацией реакционной массы щелочным агентом, в реакционную массу дополнительно вводят водорастворимую соль железа и противовспениватель, а технические лигносульфонаты окисляют кислородом воздуха путем его барботирования в реакционную массу с расходом воздуха от 30 до 120 м³ на 1 м³ реакционной массы, при этом технические лигносульфонаты, водорастворимую соль железа, щелочной агент, противовспениватель и воду используют при следующем соотношении, мас.%: технические лигносульфонаты 59,0 - 71,0, водорастворимая соль железа 6,5 - 8,8, щелочной агент 0,1 - 0,4, противовспениватель 0,04 - 0,20, вода остальное.

В качестве лигносульфонатов используют технические лигносульфонаты марки "A" и "B" (ТУ 13-0281036-05-89), в качестве водорастворимой соли железа - хлорид, сульфат и др., а в качестве противовспенивателя - Пропинол Б-400, ЗАП-40, Триксан и др.

В табл. 1 приведены примеры получения реагента "Лигнотин" при различных соотношениях исходных компонентов, а в табл. 2 - параметры буровых растворов, обработанных указанным реагентом.

Анализ экспериментальных данных показал, что реагент "Лигнотин" может быть успешно использован при обработке различных типов буровых растворов (пресных, минерализованных, утяжеленных, известковых).

Реагент "Лигнотин" готовят следующим образом: технические лигносульфонаты при интенсивном перемешивании и нагревании окисляют кислородом воздуха путем барботирования последнего через реакционную массу в количестве от 30 до 120 м³ на 1 м³ реакционный массы. Одновременно в реакционную массу вводят водорастворимую соль железа и противовспениватель. После проведения реакции окисления реакционную массу нейтрализуют щелочным агентом. Эффективность действия реагента оценивали по снижению вязкости (УВ и η_пл. ), статического (CHC 1/10) и динамического (τ_o) напряжения сдвига буровых растворов. Для этого в исходные растворы (V = 1000 см³) добавляли реагент. Смесь перемешивали в течение 30 мин. При необходимости добавляли щелочной реагент до pH бурового раствора от 8 до 10 и измеряли показатели обработанного бурового раствора до и после нагрева до 150^oC (или 170^oC) в течение 4 ч.

Было установлено, что добавки Лигнотина в буровой раствор в количестве от 1 до 3% обеспечивают снижение статического напряжения бурового раствора в 2 - 10 раз, а динамическое напряжение сдвига уменьшается на 30 - 50%. Разжижающее действие Лигнотина выше, чем действие известных лигносульфонатных разжижителей (лигносил, феррохромлигносульфонат и др.).

В минерализованных растворах эффективное содержание Лигнотина до 4%.

Таким образом, использование реагента Лигнотина позволяет получить буровые растворы со стабильными показателями, сократить расходы на бурение и повысить скорость бурения при сохранении экологической чистоты объектов.

Формула изобретения

Способ приготовления лигносульфонатного реагента для буровых растворов, включающий окисление технических лигносульфонатов с последующей нейтрализацией реакционной массы щелочным агентом, отличающийся тем, что в реакционную массу дополнительно вводят водорастворимую соль железа и противовспениватель, а технические лигносульфонаты окисляют кислородом воздуха путем его барботирования в реакционную массу с расходом воздуха от 30 до 120 м³ на 1 м³ реакционной массы, при этом технические лигносульфонаты, водорастворимую соль железа, щелочный агент, противовспениватель и воду используют при следующем соотношении, мас.%: Технические лигносульфонаты - 59,0 - 71,0 Водорастворимая соль железа - 6,5 - 8,8 Щелочный агент - 0,1 - 0,4 Противовспениватель - 0,04 - 0,20 Вода - Остальноен

РИСУНКИ

Рисунок 1