Реагент для обработки бурового раствора и способ его получения

)И.К, Водоты для буре(54) РЕАГЕНТ РАСТВОРА И СП (57) Иэобрете скважин раэли изобретения - ющей способно временном пов ти, повьппение ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО СОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯносится к бурени ногоповыш назначения. Цель ение стабилизиру сти реагента при одноппении его солестойкос елевого продуквыхо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (72) У.Д.Мамаджанов, М.Х.Хашимов, С.С.Зайнутдинов, Р.Д.Пулатови Т.Султанова(56) Ахмедов К.С., Сатаеврастворимые полиэлектролиния. Ташкент; фан, 1982.Технологический регламент 9 26 Установки получения структурообразователя почв К, Утвержден главным инженером ПО "Навоиазот" 02.04.78, с.10. та при одновременной интенсификациипроцесса. В состав реагента входятполиакрилонитрил, гидроксид натрия,никель азотно-кислый, персульфаткалия или персульфат натрия, или персульфат аммония и вода в следующемсоотношении соответственно, мас.7:4-5; 4,2-4,6; 0,5-1,0; 0,5-1,5; остальное, Способ получения реагентапредусматривает смешение полиакрилонитрила с раствором гидроксида натрияпри нагревании реакционной смеси.Далее последовательно в смесь при 6065 С вводят никель азотно-кислый иперсульфат калия или натрия или аммония. Полученный реагент относитсяк разряду синтетических полимеров иполучается за счет частичного сшивания макромолекул гидролизованногогидроксидом натрия полиакрилонитрила. При этом образуется полимер регулярной структуры в присутствиикомплексообразователя - азотно-кислого никеля, и инициатора полимериэации - персульфатов натрия, калия,аммония. 2 с.п. ф-лы, 7 табл.18 17 1348365 Таблица 4 0,5 0,5 10 0,5 0,5 0,5 1,0 10 1,0 1,0 10 0,5 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 10 0,5 0,5 0,5 1,0 10 1,0 0,5 10 1,0 1,0 10 12 1,5 1,0 0,75 0,6 10,5 4,5 13 0,5 0,5 10 14 0,5 0,5 1,0 0,5 10 16 1,0 1,0 10 17 0,5 1,0 18 1,0 1,0 19 0,5 0,5 10 20 0,5 0,5 21 0,5 1,0 10 22 0,5 1,0 23 1,0 1,0 10 24 1,5 1,0 25 0,75 0,6 10,5 26 Номерре- агента Содержание ингредиентов в реагенте ПАНГП, мас.7 (вода остальное) ПАН араон Ид(ЮЗ), КЛО, 1 а,Я,О, (ЫК, ), Я,О,19 20 348365 Продолжение табл. 4 Содержание ингредиентов в реагенте ПАНГЙ, мас.7 (вода остальное) 27 10 0,5 0,5 28 0,5 0,5 29 10 1,0 0,5 30 10 1,0 1,0 31 1,0 0,5 32 1,0 1,0 10 33 0,5 0,5 34 0,5 0,5 35 10 1,0 0,5 36 1,0 0,5 37 1 О 1,0 1,0 38 1,0 1,5 4,5 39 10,5 0,6 0,75 Номерре- агента ПАН йаОН 11(НО ) 1,1 0 йа 8 0иСав (КГ ) З 0Т22 м 6 оо ОО сч о Ю а 3 1348365 о о и в о й О р о ц й26 25 1348365 Таблица 7 Параметры глинистого раствора Содержание глиСоснистого раствора, мас.Х тав 1 УВ, с В, см 1 Бентонит 6 6,0 382,0 Реагент К2 Вода остальное 2 Бентонит - 6 15,0 157,0 КаС 1 - 26 К- 2 Вода остальное Составитель В,БорискинаРедактор М.Недолуженко Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар Заказ 5165/25 Тираж 633 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4Изобретение относится к бурениюскважин различного назначения, аименно к процессу промывки ствола скважины.Цель изобретения - повышение стабилизирующей способности реагентапри одновременном повышении его солестойкости, повышение выхода целевого продукта при одновременной интенсификации процесса.Реагент относится к разряду синтетических полимеров и получаетсяэа счет частичного сшивания макромолекул гидролизованного гидроксидомнатрия полиакрилонитрила с образованием полимера регулярной структурыв присутствии комплексообразователяазотно-кислого никеля, и инициатораполимеризации - персульфатов натрия,калия, аммонияРеагент по предлагаемому изобретению условно назван ПАНГП(цифра26 означает номер модификации).Способ получения реагента включает смешение полиакрилонитрила с раствором гидроксида натрия при нагревании реакционной смеси и последовательный ввод в реакционную смесь при60-65 С никеля азотно-кислого и персульфатов калия или натрия, или аммония.Примеры приготовления реагентаПАНГП,Лабораторный способ. В стакан объемом 1,5 л заливают 900 воды, добавляют 100 г МаОН (427-ной концентрации) и перемешивают до полного растворения МаОН, Затем в стакан добавляют 50 г полиакрилонитрила (ПАН),Содержимое стакана нагревают в водяной бане до 90-95 ОС в течение 1,52,0 ч и охлаждают до 60 ОС, Получаемаяв результате этих операций смесьпредставляет собой известный реагентК. В нее вводят 5-15 г Мд(МО ) иперемешивают в течение 10-15 мин.Затем при перемешивании постепенно вводят порошкообразный инициатор полимеризации К Б О или Ма Б 0 , или(МН ) Я О в количестве 5-25 г, ПеЯ 8ремешивание продолжают в течение30 мин. Полученный реагент отстаивают 2-3 ч. При этом получается густаямасса от бледно-желтого до бледнокоричневого цвета,Промышленный способ получения 5 Е-ного реагента ПАНГПиз серийно выпускаемого реагента К. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55. В промышленный реактор объемом 4,5 м заливают 3,6 м воды и добавляют постепенно при перемешивании 360 кг МаОН (427-ной концентрации). При перемешивании растворяют МаОН в воде, после чего в реактор загружают 180 кг полиакрилонитрила, При перемешивании нагревают реакционную смесь до 90-95 ОС и продолжают перемешивать при этой температуре 1,5- 2,0 ч, после чего отключают нагревательную систему реактора, и полученные реагенты Костужают до 60 С. Эту температуру поддерживают до окончания ввода всех ингредиентов. Далее при перемешивании в реактор загружают М(МОэ) в количестве 20-40 кг. После загрузки Мд(МО ) перемешивание продолжают 10-15,мин. Затем, продолжая перемешивание, в реактор постепенно добавляют инициатор полимеризации в количестве 20-60 кг. После ввода инициатора полимеризации перемешивание продолжают в течение 10-15 мин, По истечении этого времени реагент готов к использованию.При использовании вместо ПАН или нитронного волокна реагент Кили К(102-ной концентрации) последние разбавляют водой в 2-2,5 раза (до 4- 57-ной концентрации).Температуру разбавленного реагента К(или К) поднимают до 60 С и при перемешивании вводят последовательно Мд(МО ) и инициатор полимеризации, Перемешивание продолжают 10- 15 мин.Реагент ПАНГПв заводских условиях следует получать только 57-ной концентрации (по ПАНУ). Это необходимо во избежание мгновенного эагустения реагента и превращения его в резиноподобную массу. Такой продукт сложно извлекать из реактора.При приготовлении реагента следует строго соблюдать следующую последовательность ввода ингредиентов: ПАН, щелочь, никель азотно-кислый, инициатор полимеризации. Нарушение этой последовательности, а также отсутствие одного из ингредиентов не дает положительного эффекта (табл. 1),При введении ингредиентов по указанной схеме М(МО) комплексуется с макромолекулами ПАН за счет слабого и вероятно не повсеместного сшивания. Поэтому последующий ввод ини- циатора, полимеризации даже визуально4-54,2-4,60,5-1,0 3 13483 меняет структуру полимера, состоящего из цепи ПАН - МаОН - М 1(МО ) образф эуя резиноподобную, но водорастворимую массу.Инициаторы полимеризации, обладая5 огромной активностью по сравнению с М(МО) , способны сшивать макромолекулы ПАН и М 1(МО) , создавая прочную связьПри введении ингредиентов по схеме ПАН - МаОН - инициатор полимеризации - М(МОз) происходит следующее. После введения активных инициаторов полимеризации макромолекулы ПАН свиваются настолько прочно, что последующий ввод более слабого М 1(МОэ) не только не может обеспечить дальнейшее упрочнение макромолекул, но и частично разрушает образовавшиеся связи макромолекул. В соответствии с приведенными примерами были приготовлены реагенты ПАНГПс различным соотношением25 ингредиентов, которые были использованы для получения водополимерного и обработки глинистого растворов (табл. 2),Иэ данных, представленных в. табл. 2 следует, что соотношения ингредиентов реагента, соответствующие опытам 1,2 и 3 не дают удовлетворительных результатов по технологическим параметрам водополимерных и глинистых растворов.Хорошие технологические результаты получены в опытах 4-8, однако наблюдается необоснованный перерасход персульфатов и азотно-кислого никеля. Кроме того, этот реагент имеет 40 резиноподобную консистенцию и его трудно выгружать из реактора. Об эффективности реагента ПАНГПпри различных соотношениях концентра ций исходных ингредиентов можно судить и по табл. 3, в которой приведены свойства водополимерного раствора на основе реагента ПАНГПи результаты обработки этим реагентом раэлич О ных типов буровых растворов, следующего состава, мас.7:глинистый раствор:бентонитовый глинопорошок 6, вода - остальное; 55эмульсионный раствор:нефть 70; реагент ПАНГП0,2; вода остальное;раствор на карбонатной основе: 65меловой порошок 12, реагент ПАНГП 0,2; вода остальное;водополимерный раствор;реагент ПАНГП0,2, вода остальное.Составы использованных реагентов ПАНГПприведены в табл, 4.Из сопоставления данных, представленных в табл, 3, с результатами обработки этих растворов реагентомпрототипом в табл. 5 следует, что при использовании реагента ПАНГПего расход для достижения сопоставимых параметров буровых растворов значительно ниже.Преимуществом реагента ПАНГПперед К, как это следует иэ сопоставления результатов, изложенных в табл. 6 и 7, является его более высокая солестойкость.Реагент ПАНГПпозволяет эффективно снижать водоотдачу буровых растворов и регулировать их структурно-механические свойства.В табл. 1-7 использованы следующие условные обозначения: УВ - условная вязкость, с; СНС - статическое напряжение сдвига, мГ/см; В - водо- отдача, см;- плотность, г/см; К - толщина фильтрационной коронки, мм; рН - водородный .показатель; О - суточные отстой, 7. 1формула из обретения 1. Реагент для обработки бурового раствора, содержащий полиакрилонитрил, гидроксид натрия и воду, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабилизирующей способности реагента при одновременном повышении его солестойкости, он дополнительно содержит никель азотно-кислый и персульфат калия или персульфат натрия, или персульфат аммония при следующем соотношении ингредиентов, мас.7: ПолиакрилонитрилГидроксид натрияНикель азотно-кислыйПерсульфат калия илиперсульфат натрия,илиперсульфат аммония 0,5-1,5 Вода Остальное 2, Способ получения реагента для обработки бурового раствора, включающий смешение полиакрилонитрила сРеПоследовательность ввода ингредиентов агент УВ,с 1,0 31,5 36 эа Э мин1,01 31 18 О/О 1,01 67 4/7 раствором гидроксида натрия при нагревании реакционной смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта при одновременной интенсификации 1 К+ К Я О + И(Ю ) К+ Я 1(МО ) + К Я О(реагент ПАЙГП) 348365 епроцесса, в реакционную смесь вводятпоследовательно при 60-65 фС никельаэотно-кислый и персульфат калия,илиперсульфат натрия, или персульфат аммония. Таблица 1 Технологические параметры водополимерного раствора Р, В, СНС, г/смЗ см мг/смфЭ Е Е д ОЖ О Х Э Б О 1 О О О ф О Ю 0 0 Ч1 3 0 Е О О ф фРфХ ОЭХ ХХ ЭО ХМ 1 11 л 1 Х Х 13л й фл Э 1 оа, 1 Ж Э 1 ОХ Х Х оа, 1 О Р 1л 1 Ф О 1 1 1 Е о 1 ф Э ХЕ Э ЭХ Ю л О Э Э Ю О 1 О 11 1 1 1 О1- 1 1 1 - 1 1 " 1 1 111- 1 1 Э О 1ф фО1Э О 1 Э О Э 1 Х Х ЕО О О О О О О О О О СЧ М О О О О О О О СЧ СЧ М л О СЧЛ О М (Ч СЧ (Ч СЧ(Ч СЧ (Ч М ОО ц ОО 0 0ф" фМ М М (Ч М М (Ч (Ч (Ч СЧ СЧО О О О О О О О О О О Ч О О О О О О О О О О ф ф й О й О О й Ф- (ЧчСЧ - (Ч (Ч (Ч - Ч М Ч ф О- Л Л- О ф (Ч йМ М М (Ч М М М М М СЧ СЧ О фЧ Ф О СО СЧ СЧ О- - СЧ О- л л л л л л л О О О О О О О1348365 м ОО ч о Ч СЧ фсч м л 0 О М ОО сч м сч м сч Ю о о о Э аао о м оЧ СЧ СЧ СЧЧ СЧ 3ойй 1 О О СЧ О1348365 1 Об афо оЧ ЗЕцй оЦ 1 е 1 Е 1 ф 1; о л л нухоо1 ф м ЧМ ч О Ф ф 4 М 1 ЬЯ ф ЬР Ч О ФММ И М Ф И Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ч Ч И И 4 ИттФ Ф Ф а ч ч ч чеФ ИФ ФФ фф Ф ф л Ф Ф М МС е Ф Ф4 4 М Е М М О И ф Э Ю т Э Ф М М