Способ приготовления реагента для безглинистого минерализованного бурового раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы

(5) 5 БРЕТЕН ИДЕТЕЛ ЬСТВ К АВТОРСКОМ к бурению неф частности к бу я вскрытия условиях мине ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики иминерального сырья и Московский институтнефти и газа им, И,М.Губкина(56) Булатов А.И. и др. Справочник по промывке скважин. М.: Недра, 1984, с; 60,Казанский В,В. и Низовцев В,П, Буровые растворы для вскрьпия пластов в засоленном разрезе. - Нефтяное хозяйство,1983, В 10, с, 19 - 20.Авторское свидетельство СССРйг 1067024; кл, С 09 К 702, 1982,Изобретение относится тяных и газовых скважин, в ров ым растворам дл продуктивных горизонтов в ральной агрессии,Цель изобретения - улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение начальной фильтрации и проникновения его в пласт.Реагент содержит, мас,ч.: шлам-лигнин;щелочь;неорганическая кислота (НС 3) = 1:(016 - 0,64):(01 - 0,4),Способ приготовления реагента заключается в обработке шлам-лигнина водным раствором едкого натра, а затем к получен(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГ ТА ДЛЯ БЕЗГЛИНИСТОГО МИНЕРАЛИ ВАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА ОСНОВЕ КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩЕ ЭФИРА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для буровых растворов, Цель изобретения - улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение начальной фильтрации и проникновения его в пласт. Спа"аб приготовления реагента для безглгчисгсго минерализаванного бурового раствора наснове карбоксилсодержащега эфира целлюлозы заключается в обработке шлам-лигнина гцелочью с последующим воздействием неорганической кислотой. При этом щелочь и неорганическая кислота используются в количсстве 0,16-0,64 и 0,1-0,4 мас.ч. соответственно к 1 мас,ч. шлам-лигнина,ной пасте добавляют концентрированную Осоляную кислоту. Затем полученный реа- Огент вводят в предварительно приготовлен- Оный раствор эфира целлюлозы,КМЦ, (ПКМОЭЦ) в виде пасты активированного (ршлам-лигнина и засолоняют хлоридом натрия или калия,Экспериментальные исследования позволили определить оптимальный составреагента и бурового раствора,Шлам-лигнин является отходам производства целлюлозно-бумажных комбинатовсостава, мас.;: лигнин 50 - 60; активный ил18-20: зола в пересчете на А 20 з 10 - 15;целлюлозное волокно 8 - 10: полиакриламид2 - 3.Для получения активной формы шламлигнина порошкообразный шлам-лигнин обрабатывают последовательна едким натром и соляной кислотой. При обработке раствором едкою натра содержащийся в шлам-лигнине неактивный аксид алюминия растворяется, превращаясь в гидроксид алюминия, а затем в алюминат натрия по схеме: А 120 з + 8 КаОН + 3 Н 2 Сй 2 йа 1 А, бйаОН,причем для перевода гния, содержащегося в шличестве 0,10-0,15соответствии со стехиомйаОН. Часть алюминатав более активную формуния, обрабатывая щелочсоляной кислотой; идроксида алюмилам-лигнине в ког, требуется в етрией 0,31-0,47 г натрия переводят - в хлорид алюминой шлдм-ли Гнин йаА 1(ОН)4+ 4 НС 1А С 3+ КаС 1+ 4 Н 20,При этом количество кислоты подбирают таким образом, цтобы диссоциированных в растворе трехвалентных 25катионов алюминия, образующихся в результате вышеуказанной реакции, былодостаточно для связывания карбоксильныхгрупп полимеров - карбоксиметилцеллюлозы или карбоксиметилоксиэтилцеллюлозы, 30Перевод всего алюмината натрия в хлоридалюминия нецелесообразен, так как приэтом значительно снижается рН среды,вследствие чего происходит высаживаниенабухших в щелочном растворе целлюлозных волокон, Оптимальное количество соляной кислоты для обработки 1 гшлам-лигнина, найденное экспериментально, равно 0,1 - 0,4 г, Гри этом соотношении образуется 0,09 - 0,38 г А 1 Сз, что 40вполне хватает для сшивки карбоксильныхгрупп эфиров целлюлозы в предлагаемомбуровом растворе (например, для сшивкиреакционноспособных грпп 1 г КМЦ со степенью полимеризации 700 и степенью за 45мещения 85 достаточно 0,09 г А 1 С 1 з, дляКМОЭЦ - 0,08 г), Избыток ионов. Аэ+необходим для присоединения к образованнойалюминиевой соли КМЦ (КМОЗЦ) лигносульфонатов, Таким образом, оптимальное 50соотношение шлам-лигнина. едкого натра исоляной кислоть, составляет 1;(0,16 0,64):(0,1 - 0,4),При взаимодействии активированною 55шлам-лигнина с водорастворимыми эфирами целлюлозы происходит пространственная сшивка ма крамол екул покарбоксильным группам с помощью выде лившихся из шлам-лигнина катионов алюминия (предполагаемая схема): К -1С=О.1О ОА 1- 8 о,н7О О1С=О О1- В, В -Й - 1 сбн 702(ОН)20 СН 2 -Ил И02(ОН)(0 СН 2 СН 20 Н 0 СН 2 - ; К1С=О 8 О - А 1 де сул Я - фенилпропановый фрагмент лигнаьфоната.В результате такого взаимодействия образуются более крупные надмолекулярные агрегаты эфиров целлюлозы, способные химически связывать ниэкомолекулярные лигносульфоновые кислоты, Присутствующие в шлам-лигнине целлюлозные волокна выполняют роль армирующего материала, Полученные таким образом армированные полимерминеральные структуры обладают достаточной прочностью и устойчивостью, Полидисперсность полимер-минеральных агрегатов обуславливает повышенную кольматирующую способность безглинистого бурового раствора,Кольматирующие свойства полимерных буровых растворов оценивают по показателю начальной фильтрации, который численно равен величине объема фильтрата (Но) накопленного за период начальной фильтрации (То) полимерного бурового раствора через естественный песчаник, отнесенного к единице фильтрующей поверхности, Величины То и Но находят иэ зависимости объема фильтрата (Н) от времени (Т), начальный участок которой хорошо описывается уравнением Н = а Т, где а и Ь -ьконстанты. Графоаналитически определяют величину Т = То, при увеличении которой искажается указанная выше зависимость, а также константы уравчения, Среднюю глубинупроникновения полимера в паровое пространство пород рассчитывают, исходя из допущения о равномерном заполнении раствором, содержащим полимер, эффективного объема пор (Нпор) образца длиной , по следующему выраже,0 Чонию: 1 =, При этом учитывают,почто по завершении начальной фильтрации в проницаемую среду проникает только фильтрат раствора, а на входных участках поровых каналов формируется фильтрационная корка пленка 3,В табл.1 приведен состав и свойства полимерных буровых растворов,В табл.2 представлены кольматирующие свойства полимерных буровых растворов.Способ приготовления реагента обеспечивает снижение материальных затрат на приготовление и поддержание необходимых технологических параметров промывочной жидкости в процессе ее применения за счет сокращения суммарного расхода наиболее дорогого компонента раствора - высокомолекулярного соединения, в среднем в два раза,Одновременно повышается надежность. вторичного вскрытия продуктивных горизонтов перфорацией за счет более чем двукратного уменьшения глубины проникновения полимера в паровое пространство пород, о чем свидетельствует двут 02-65/70 ЭБ лаин" МаС 1700лгнн кратное увеличение коэффициента восстановления проницаемости и, как следствие,повышается продуктивность скважины,5 Равновесная скорость фильтрации полимерного бурового раствора, приготовленного с реагентом по изобретению, по сравнению с известным снижается с 7 до 1,93 см /30 мин, показатель начальнойз10 фильтрации уменьшается с 0,7 до 0,25смз/см 2,Формула изобретения Способ приготовления реагента длябезглинистого минерализованного бурово го раствора на основе карбоксилсодержащего эфира целлюлозы, включающий обработку шлам-лигнина щелочью, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества реагента, обеспечивающего сни жение начальной фильтрации бурового раствора и проникновения его в пласт, после обработки щелочью шлам-лигнин дополнительно обрабатывают неорганической кислотой, причем щелочь и неорганическую 25 кислоту используют в количестве 0,16-0,64и 0,1-0,4 мас,ч. соответственно к 1 мас.ч.шлам-лигнина.