Способ приготовления реагента для буровых растворов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<н956538 (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено .170680 (21)2960166/23-03 (У ) М К т 3
С 09 К 7/02 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 070982. Бюллетень Мо33 (И1УДК 622. 243. .144(088.8) Дата опубликования описания 0709.82 т
A.Ã.Розенгафт, 3.Ю.Гинковская, A,Ô.Êóçüìåéêî и Л.Н,Смирнова (72) Авторы изобретения
Полтавское отделение Украинского научнЬ, исследовательского геологоразведочного института (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ
БУРОВЫХ PACTBOPOB
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к технологии приготовления буровых растворов.
Известны способы приготовления реагентов для буровых растворов на основе полиакриламида и полиакрилонитрила щелочным гидролизом при температуре, близкой к кипению f1).
Однако для получения этих реагентов используют дефицитное и дорогостоящее сырье (нитрил акриловой кислоты, полиакриламид 1, что удорожает буровые растворы.
Известен также способ приготовления реагента — стабилизатора для буровых растворов на основе акрилового полимера — мокрых отходов волокна "нитрон", представляющих собой тройной сополимер нитрилакрвловой кислоты и метилового эфира,акриловой кислоты. По этому способу .реагент готовится следующим образом. В 1 л: воды раст воряют 40 r едкого натра и загружают 200 r отходов. Смесь кипятят в течение
1,5-2 ч.Готовый полимерный реагент предсгавляет собой однородную жидкость (21.
Недостатками реагента, получен;ного этим способом, являются его низкие стабилизирующие и ингибирующие свойства в условиях повышенных температур и минерализации, что выражается резким повышением водоотдачи бурового раствора. . Цель изобретения — повышение стабилизирующих и ингибирующих свойств реагента в условиях повышенных температур и минерализации.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления реагента для буровых растворов через
2,5 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и бихроматом натрия или бихроматом калия в количестве 1,3 мас.Ъ и 1-4 мас.% от массы смеси соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.
В качестве акрилового полймера могут применяться порошкообразный полиакрилонитрил, отходы тканей из волокна "нитрон" или нити из волокна HNTPoH
Предлагаемый реагент представляет собой однородный продукт светло-ко- " ричневого цвета с запахом аммиака,. с плотностью 1,04-0, 06 г/см>, водвотдачей 2-4 см sa 30 мин.
956538
Состав смеси, Ъ
Смесь.
Хромпик
7%-ный водный раствор йаОН отходы тканей из волокна
"нитрон"
1(прототип) 90
10
90
90
10
10
10
10
90
90
12
10
10
14
10
Полное растворение порошкообраэного полиакрилонитрила и нитей из волокна "нитрон" происходит при температуре 85-100 С в течение 2-2,5 ч.
Отходы тканей из волокна "нитрон" растворяются в течение 4 ч. Увели- 3 чение времени нагрева смеси полимера со щелочью не сказывается на изменении свойств реагента.
При повышении содержания тканевых отходов свыше 15% образуется реагент пастообразной консистенции, коСмесь термостатируют на водяной бане при 85-100ОС до полного растворения лоскутов. После этого отключается подогрев и реагент оставляется 69 в покое на сутки.
При нейтрализации реагента серная кислота вводится срезу же после отключения подогрева. Реагент с серной кислотой перемешивают, в течение торый не извлекается иэ раекционной емкости.
Интенсивность перемещения реакционной смеси не оказывает существенного влияния на качество реагента.
В табл„ 1 приводятся составы исследованных реагентов на основе гидролизбванных отходов тканей из волокна "нитрон". Для приготовления состава
1 в конической колбе смешивают 50 г лоскутов из волокна "нитрон", 450 г
7%-ного водного раствора щелочи.
Таблица 1
Добавки, мас.Ъ от масс смеси часа. Таким образом получены составы 2 - 6.
При обработке реагента хромпиком последний вводится сразу после отключения обогрева и,смесь перемешивается 1 ч (составы, 7 - 11).
При приготовлении реагента предлагаемым сиособом сразу после отключения обогрева вводится серная
5 956538 киелота, после чего вводится хромпик.
Время перемешивания 1 ч (составы
12 —. 15). рошка, 20% хлорида натрия и 1,5% хлорида кальция (базовый раствор).
Добавка реагента к буровому раствору составляет 2 вес.%, и пересчете на сухие отходы. Одиовременно oqe-: нивается ингибирующее действие реаген-., :та. Полученные данные приведены в табл.2.
Таблица 2
Солестойкость реагента оценивается
rio способности снижать водоотдачу высокоминерализованного раствора, со-. держащего 7% бентонитового глинопоПараметры раствора
Вязкость СНС, мг/см
Водоот .см ф30 ; мин
Плотность
/смЗ
22/28 26
1,01
40
22/36 40
Базовый раствор +2% состава 2
19/31 40
1,18
40
8/12 40
63
8/12 36
1,19
Базовый раствор +2% состава 5
38 4/8 25
40
1,19
Образование нерастворимой муссы
Базовый раствор +2% состава 6
Базовый раствор +2% состава 7
19/28 40
1,18
Базовый раствор +2% состава 8
40
8/14 40
1,18
Базовый раствор +2% состава 9
70/87 40
1, 18.
Базовый раствор.+2% состава 10
18/24 38
1,18
Базовый раствор +2% состава 11
1,19
21/42 36
16/24 29
Базовый раствор +2% состава 12
40
1 19
76
8/17 5
1;20
В7 б/12 3 5
1,20
17/37 4
1,21
Наименование
Базовый 7%-ный бентонитовый раствор
+ 20% NaC1 + 1,5%
СаС12 .
1Баэовый раствор +2% состава 1, (прототип) 1,18
Базовый раствор +2% состава 3 1,18
Базовый раствор cocl тава .4
Базовый раствор +2%. состава 13
Базовый раствор +2% состава 14
Базовый раствор +2% .раствора 15
Водоотдача раствора. (после термостатирования при 120 С), си /30 мин
Ю
Коэффициент устой. чивости аргиллита в модели фильтрата, %
956538
Продолжение табл.2
Параметры раствора
Наименование
Раздельная обработка раствора составом 1 и серной кислотой
28/36 40
1,18
65
1,18
64 26/38 40
40
20/32 40
1,18
1,18
40
62 22/36
56 20/42
40
1,18
32
56, 20/42
1, 18.
52 18/38 28
1,19
Раздельная обработка раствора составом 1 и бихроматом калия
40
56 26/36
1,18
40
42 19/24
1,18
49 13/19
40
1,18
1,18
25
33 17/25
25
31 8/14
1,18
Базовый раствор +2Ъ реагента состава 1+
0,1 Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2 0Ъ реагента состава 1+
О,ЗЪ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+
0,6Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+
1Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+
2Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+ЗЪ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+4Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+6Ъ серной кислоты
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,1 хромпика
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,3 хромпика
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+0,6 хромпика
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+1 хромпика
Базовый раствор +2,0Ъ реагента состава 1+2 хромпика
Плот- Вязкость СНС, Водоот ность мг/см дача, г/см5, см 30
1,19 50 18/38 28
Водоотдача раствора после термостатирования при 120 С, см/30 мин
Коэффициент устой- чивости аргиллита в модели фильтрата, Ъ
956538
10 продолжение табл 2
Коэффициент устойчивостй аргйллита в модели филйтрата, %
Водоотдача аствора после термостатирования пру 120 С см /30 мин
Параметры раствора
Наименование
СНС, - Водоотмг/см1 отдача, см /30 мин
Плот- Вязкость ,HOCTb
" /,„з. Базовый растодер +2,0% реагента
1+3,О хромпика
Базовый раствор . +2,0% реагента
1+4 хромпика
38 16/20 34 .1, 18
65
1 18 45 15/19 26,5 40
Раздельная обработка раствора составом
1, серной кислотой и бихроматом калия
14/18 40
1,18 46
16/22 40
1,18
40
18/16 35
1,19
40
Базовый раствор +2,0% реагента 1+1% серной кислоты +1% хромпика 1,19
8/16 37
Базовый раствор +2,0% реагента 4+2% серной кислоты +2% хромпика ; 1,20
6/9
35 бб
Базовый раствор +2,0% реагента 1+3% серной кислоты +3% хромпнка 1,20
71
30 6/9
Из табл.2 видно, что при нейтрализации реагента серной кислотой с хромпиком солестойкость реагента значительно повышается. Так, при введении в высокоминерализованный буровой раствор 2 вес.% .реагента, нейтрализованного серной кислотой с хромпиком, водоотдача снижается до 4-5 см / 30 мин. После термостатирования раст-"
;вора при 120 С водоотдача практически не увеличивается. Это свидетельствует о высокой .солестойкости химреагента..
Разделительное введение в буровой раствор серной кислоты, хромпика, и химреагента, приготовленного по известному способу, не обеспечивает получения низких значений водоотБазовый раствор +2,0% реагента 1+0,1 серной кислоты .+0,1 хромпика
Базовый раствор
+2,0% реагента .1+0,3% серной кислоты +0,3% хромпика
Базовый раствор +2,0% реагента 1+0,5% серной кислоты +0,.5% хромпнка дачи. Водоотдача при этом находится. в пределах 26-30 cM /30 мин °
Реагент, приготовленный по предлагаемому способу, оказывает значительно больвжй ингибирующий эффект, чем реагент, приготовленный по известному способу. Об этом свидетельствует высокий коэффициент устойчивости аргиллита в модели фильтрата (79-83%).
В табл. 3 приведены данные, показывающие влияние материала, содержащего акриловый полимер, на стабилизирующие. свойства реагента, полученного его щелочным гидролнзом. Как
;видно из данных, приведенных в
;табл.З, в качестве основы для получения реагента с успехом можно применять Все три указанных материала.
956538
Табли.ц а
Материал, содержащий акриловый полимер
Параметры раствора после обработки полимерным реагентом (2% от объема раствора) Водоотдача после термостатирования при 120 С, Состав исходного раствора, %
Водоотдача, см 30 .мй и
Плотность г/см
CHC мг/см
Вязкость
Бентонитовый — Порошкообразный порошок 7,полиакрилонитрил 1,18
68 9/23
Ма С 1 20
СаС lg 1,5
Акрилонитрил
Отходы тканей из волокна
"нитрон"
62 8/19
1,18
Нити из волокна
"Нитрон" Донецкого камвольного комбината
1,18
67 11/24
Формула изобретения
Способ приготовления реагента для, 4 буровых растворов, включающий гидролиз акрилового полимера едким натром при 85-100ОС, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью повышения стабилизирующих и ингибирующих
Составитель В.Ягодин
Редактор И.Митровка Техред E.Õaðèòoí÷èê Корректор Г.Огар, Заказ 6515/4 Тираж 661 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
«.Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4
Использование солестойкого реагента, полученного по предлагаемому способу, позволяет снизить .осложнения в глубоком бурении, увеличить скорость бурения и снизить стоимость обработки буровых растворов.
По предварительным подсчетам экономический эффект составляет
350 тыс.руб. свойств реагента в условиях повышенных температур и минерализации, через ,2,5-4 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и.бихроматом натрия или бихро-. матом калия в количестве 1-3 мас..Ъ и 1-4 мас.Ъ от массы смеси,соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых раствбров.М., "Недра", 1972, с.190-193.
2. Авторское свидетельство СССР
9 663708, кл. С 09 К 7/02, 1975 (прототип ).
