Способ модификации буровых растворов

, лцЩскпйогОКг; 1 БА ОП ИСАН И Е,цЯО 499ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Респуолик(22) Заявлено 01,03.7 с присоединением заявки Ме 1888812/О) Приоритетубликовано 15.04.76. Бюллетень .А 14 сударственный комитет вета Министров СССР о делам изобретенийи открытий. М. Тимохин, В, Н. Тесленко Б. К, Челомби Московский ордена Трудов нефтехимической и газовой прД. Городнсв, П. И. Колесников,и А, И. Бринцев Красного Знамени институт ышленности им, И. М, Губкина(54) СПОСОБ МОДИФ Изобр ции буро нерализа глубоких газ, тение относится к способу модификавых растворов различной степени миции, предназначенных для бурения и сверхглубоких скважин на нефть и В процессе бурения с ростом температуры до 180 в 2 С и увеличением минерализации резко снижается активность применяемых реагентов, так как они подвергаются термоокислительной деструкции с потерей стабилизирующих свойств, В частности, один изфнаиболее эффективных синтетических реагентов - стабилизаторов для высокоминерализованных буровых растворов - карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - подвергается термоокислительной деструкции при 130 в 1 С.Известны способы модификации буровых растворов обработкой КМЦ и ингибиторами термоокислительной деструкции (фенол, дубильные вещества и др.) или продуктами их взаимодействия (карбофен, карбанил и др.), Однако известные способы либо не обеспечивают достаточно высокой термостойкости, либо применяемые в известных способах ингибиторы обладают повышенной токсичностью, что затрудняет их применение.С целью повышения термостойкости буровых растворов в предлагаемом способе используют продукт взаимодействия карбоксиметилцеллюлозы с сульфаминовой кислотой или карбамидом.Синтез карбосульфамина (продукта взаимодействия КМЦ с сульфаминовой кислотой) 5 и карбоксидиамида (продукта взаимодействияКМЦ с карбамидом) осуществляется следующим образом.Целлюлозу (вискозную или другого типа)обрабатывают водным раствором едкого натра 10 концентрации 240 г/л при 19 - 23 С в течение1 ч, отжимают от избытка водного раствора, щелочи до 2,6 - 2,7-кратного веса по отношению к весу исходной целлюлозы, измельчают в течение 2 ч, после чего к ней добавляют 15 сульфаминовую кислоту или карбамид из расчета 370 от веса целлюлозы или 170 от веса готового продукта. После перемешивания в течение 30 мин с ингибитором реакционную смесь обрабатывают монохлорацетатом нат рия в соотношении 2 моля на 1 моль целлюлозы.Некоторые условия получения и свойствакарбосульфамина и карбоксидиамида приведены в табл. 1.25 Карбосульфамин и карбоксидиамид представляют собой порошкообразные вещества, легкорастворимые в воде и буртовых растворах, Обработка ими буровых растворов различной степени минерализации осуществляет510499 ТаблицаУсловия получения и свойства карбосульфамнна и карбоксндиамида Содержание основного вещества в синтезированном продукте, % Мольное соотношение целлюлоза: гидрат окиси натрия: монохлорацетат натрия:ингибиторСтепень замещения синтезированного продукта Степень полимеризации синтезированного продукта Применяемый ингибиторПример Сульфаминовая кислота 1:2:2:0,5 78,3 503 50,1 1:2:2:0,11;2:2:0,051:2:2:0,0251:2:2:0,51;2:2:0,11:2:2:0,051:2:2:0,025 78,4 78,5 78,6 79,8 80,1 80,6 81,3 504 507 506 440 448 452 451 50,2 50,4 49,8 48,3 48,2 49 48,4 Карбамид Таблица 2результаты обработки буровых растворов из кудиновской глины образцами карбосульфаминаи карбоксидиамида Показатели бурового раствора до термостатированияПоказатели бурового раствора после термостатирования-Осб Оаоохйй аЮа Буровой раствор К,Взо,мг/смя Трао СНС мг/смл Взо, смз К,1) г/смрН рН смЗ мм 1,31 7,1 8,7 О/О 1,30 Буровой раствор+30%хлористого натрия+)30 0,5 1,30 17 1,30 16 18 9/15 1,30 9,5 б/15 9/18 4,5 5,5 9,1905 8,5 1905 0,5 б/9 16 1,30 9,5 1,30 15 1,30 14 6/21 9/24 9 8,5 1905 1905 4,5 5,5 0,51 0,5 б/12 1,32 1,31 14 1,31 13 9,5 48/66 39/57 8,58 190+5 1905 6,0 6,5 1,31 111,32 10,5 3,9 1,31 12 10 1905 1905 36/48 39/54 98,5 0,5 1,25 13 6/12 10 1,25 14 2,5 210 21/36 9,0 0,5 1,25 13,5 б/15 10 14 24/39 6,5 2,0 1,25 9,5 220 ся путем добавления их в растворы в количествах 1 - 2,5% (в зависимости от степени минерализации циркулирующего раствора и забойной температуры) в сухом виде, либо в виде 5 - 10%-ного водного раствора. Буровой раствор+30%хлористого натрия ++2,5% карбоксидиамидаБуровой раствор+30%хлористого натрия + + 1 % хлористого кальция +0,5 хлористогомагния+2,5% карбосульфаминаБуровой раствор+30 %хлористого натрия+ +1% хлористого кальция+0,5 хлористогомагния-)-2,5% карбоксидиамидаПресный буровой раствор+1 % карбосульфаминаПресный буровой раствор+1% карбоксиди- амида Результаты обработки буровых растворовразличной минерализации карбосульфамином и карбоксидиамидом, приведенные в табл, 2, показывают, что эти реагенты сохраняют низ кое значение водоотдачи высокоминерализоВодозтдача бурового раствора, мл после термостатнрования (1905 С) в течение, чБуровой раствор Ингибитор объема бу- до терморового статировараствора ния веса реагента 2б 30 Буровой раствор из куднновскойглины+30 о, хлористого натрия - ,+2,5 КМЦ Раствор Мо 1+сульфамнноваякислота 111100 30 р 30 304 0,0250,0250,0252,5 Сульфамино вая кислота Раствор Ме 1+карбамид Раствор Мо 1+сульфамнновая кислота Карбамнд Сульфаминовая кислота 2,5 4,5 2,50,025 4,55 Раствор М 1+карбамид Буровой раствор+30 О хлористого натрия+2,5,г, карбосульфаминаБуровой раствор+30 % хлористого натрия+2,5 об карбоксиднамида 1001 Карбамид Суль фамнновая кислота 4,5 0,025 4,5 Карбамнд Составитель Й. АнтипОва Техред Т, Зимина 1(орректор А, Дзесова Редактор Т. Девятко Заказ 1202/12 Изд, Юо 1275 Тираж 830 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ванных буровых растворов при 190-1-5 С, а пресных при 210 в 2 С, В табл. 2: Т - удельный вес; Тю - вязкость, СНС 1/ю - статическое напряжение сдвига, Взю - водоотдача, К - толщина корки.Ингибирование КМЦ сульфаминовой кислотой или карбамидом в процессе синтеза эфира позволяет достичь резкого повышения эффективности действия ингибитора, снижения его расхода в несколько десятков раз.Добавление в буровой раствор КМЦ и сульфаминовой кислоты или карбамида в количествах, соответствующих содержанию этих веществ в карбосульфамине илп карбоксидиамиде не обеспечивает ингибирования термоокислительной деструкции КМЦ, что подФормула изобретенияСпособ модификации буровых растворов обработкой продуктом взаимодействия карбоксиметилцеллюлозы с ингибитором ее термотверждается высокими значениями водоотдачи буровых растворов, подвергнутых термообработке (табл. 3) . Следовательно, карбосульфамин и карбоксидиамид представляют 5 собой систему, отличающуюся от той, котораяполучается при механическом смещении готовой КМЦ и ингибиторов,По предварительным подсчетам экономический эффект при глубоком бурении от при менения 1 т карбосульфамина или карбоксидиамида по сравнению с КМЦ составит не менее 1 тыс. рублей. Для глубокого бурения в СССР применяется около 1000 т КМЦ.Если вместо 1000 т КМЦ применить карбо сульфамин или карбоксидиамид, то экономический эффект составит около 1.000.000 руб. окислительной деструкции, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения термостойкости растворов, используют продукт взаимо действия карбоксиметилцеллюлозы с сульфаминовой кислотой или карбамидом,