Способ получения глинопорошка для буровых растворов

 

Изобретение относится к технологии производства глинопорошков для буровых растворов и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является увеличение выхода бурового раствора. Способ получения глинопорошка для буровых растворов включает предварительный помол глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение, причем карбонат натрия вводят вбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0%. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства глинопорошков для буровых растворов и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известен способ обработки бентонитовых порошков для буровых растворов путем совместного помола бентонитового порошка, карбоната натрия и водорастворимого сополимера метакриловой кислоты и метакриламида, взятого в количестве 0,02-0,1% от веса сухого бентонита. Известный способ позволяет увеличить выход бурового раствора на 5,0-7,6 м³/т, с 8,5 до 16,1 м³/т (а.с. 541018, кл. Е 21 В 21/04, 1976, БИ 48, с.102).

Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход бурового раствора.

Известен способ обогащения глины для буровых растворов, в котором с целью повышения качества глинопорошка путем предупреждения преждевременного взаимодействия кальцинированной соды с глиной сополимер метакриловой кислоты и метилметакрилата с кальцинированной содой вводят в глину после ее помола (а.с. 604866, кл. С 09 К 7/00, С 04 В 35/66, 1978, БИ 16, с.93).

Недостатком известного способа является невысокий выход бурового раствора.

Недостатком известного способа является невысокий выход бурового раствора.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ получения глинопорошка для буровых растворов, включающий предварительный помол глины с последующим введением в нее смеси оксида магния, карбоната натрия, карбоксиметилцеллюлозы и совместного тонкого помола. Выход бурового раствора при этом составляет 5,8 м³/т, а коэффициент тиксотропии 1,3 [а.с. 1331879, кл. С 09 К 7/00, 1987, БИ 31].

Недостатком известного технического решения является невысокий выход бурового раствора и невозможность получения качественных глинопорошков из низкосортного некондиционного сырья.

Задачей изобретения является получение глинопорошка первой и высшей категории качества, позволяющего получить высокий выход буровых растворов, на основе суббентонитового некондиционного сырья.

Технический результат - увеличение выхода бурового раствора.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения глинопорошка для буровых растворов, включающем предварительный помол глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчения, особенность заключается в том, что карбонат натрия вводят вбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11-15%.

Введение карбоната натрия вбрызгиванием его водного раствора обеспечивает при оптимальном увлажнении до 11-15% во время помола активное взаимодействие и изменение свойств глинистых частиц: ионы натрия Na⁺ замещают обменные ионы Са²⁺ и после помещения такой глины в водный раствор глинистые частицы переходят в высокодиспергированное состояние с максимальной активной поверхностью для связывания воды и набухания глинистых частиц и роста вязкости бурового раствора. Этому способствует также переход оксида магния в гидроксид MgO+H₂О=Mg(OH)₂, при адсорбции гидроксида магния достигается равномерная толщина поверхностной водной оболочки на глинистых частицах. Необходимая вязкость бурового раствора (25 с) достигается при минимальной концентрации глинистой составляющей (менее 8%) и высоком выходе бурового раствора (20,7%). При меньшей влажности глины, особенно использование воздушно-сухого порошка (7,7% влажности), при измельчении почти не идет ионный обмен Са²⁺ на Na⁺ и не гидролизуется MgO. Их взаимодействие с глинистыми частицами идет только после помещения глинопорошка в объеме воды, но механически поглощенные соли в этих условиях слабо взаимодействуют с глинистыми частицами, выход бурового раствора в 4 раза меньше.

Из приведенных данных следует, что при введении вбрызгиванием раствора карбоната натрия оптимальной является влажность в пределах от 11,0 до 15,0% (примеры 2, 3, 4, 5, 6), при которой выход бурового раствора составляет от 14,0 до 20,7 м³/т, что в 3-4 раза выше по сравнению с прототипом.

Таким образом, из результатов исследований, приведенных в таблице, следует, что использование заявленного изобретения обеспечивает достижение поставленной задачи, а именно получение глинопорошка хорошего качества, позволяющего получать на его основе буровые растворы с высоким выходом из некондиционного сырья; заявляемый способ предназначен для использования в промышленности при получении глинопорошка для буровых растворов; для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке примеров.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ получения глинопорошка для буровых растворов, включающий предварительный помол глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение, отличающийся тем, что карбонат натрия вводят вбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0%.

РИСУНКИ

Рисунок 1