Реагент-стабилизатор буровых растворов и способ его получения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК а) С 09 К 7 02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) 1. Реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, акриловый полимер,щелочь и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его,солестойкости в условиях полиминеЛО 111204 ральной агрессии, он в качестве акрилового полимера содержит полиакрилонитрил при следующем соотношениикомпонентов, мас, %;Карбоксиметилцеллюлоза 3-5Щелочь 3-5Полиакрилонитрил 5-10Вода Остальное2. Способ получения реагентастабилизатора буровых растворов путем сополимеризации карбоксиметилцеллюлозы с акриловым полимером вщелочной среде, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что готовят раствор из воды,щелочи и карбоксиметилреллкщозы, Енагревают его до 80-90 Си затем,поддерживая эту температуру, вводятполиакрилонитрил при постоянном пе- еавремешивании до образования однород- ффффной вязкой жидкости, 1Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, а именно к .разработке рецептур термосолеустойчивых реагентов, используемыхпри химической обработке буровыхрастворов,Известен реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий мокрыеотходы волокна "Нитрон" с 2-67 роданистого натрия, каустическую содуи воду.Получение этого реагента проводится путем щелочного гидролиза мокрыхотходов волокна "Нитрон при кипяче.нии в водном растворе каустическойсоды в течение 1,5-2 ч 11,Однако такой реагент предназначендля обработки только пресных (неминерализованных) буровых растворов.При наличии в буровых растворах солей (особенно кальция и магния) реагент высаливается и перестает работать - раствор дестабилизируется,Наиболее близким техническим решением к изобретению является реагент-стабилизатор буровых растворов,устойчивый в условиях минерализациии высоких температур, представляющийсобой сополимер карбоксиметилцеллюлозы с солями полиакриловой кислоты(полиакрилатами), причем сополимеризация проводится в слабощелочной среде при 80-90 С С 21.Недостатком известного реагентастабилизатора является то, что оннеустойчив к высокой минерализациии, тем более, к полимеризации, т,е.неустойчив в системах, содержащихсоли кальция,Цель изобретения - повышение солестойкости реагента-стабилизатора буровых растворов В условиях полиминеральной агрессии.Поставленная цель достигаетсятем, что реагент-стабилизатор буровыхрастворов, содержащий карбоксиметилцеллюлозу, акриловый полимер, щелочьи воду, в качестве акрилового поли 112045 2мера содержит полиакрилонитрил приследующем соотношении компонентов,мас 7:Карбоксиметилцеллюлоза 3 - 5 5Щелочь 3-5Полиакрилонитрил 5-10Во,ца ОстальноеРеагент-стабилизатор буровых растворов получают путем сополимеризациикарбоксиметилцеллюлозы с полиакрилонитриловым полимером в щелочной среде,Сначала готовят раствор воды, щелочии карбоксиметилцеллюлоэы, нагреваютего до 80-90 фС и затем, поддерживаяэту температуру, вводят полиакрилонитрил при постоянном перемешиваниидо образования однородной вязкойжидкости.П р и м е р. К 1 л воды прибавляют 55 г каустической соды и 45 гкарбоксиметилцеллюлозы (марки КМЦ 600). После полного растворения карбоксиметилцеллюлозы полученный раствор нагревают до 85 С и вводят в него при перемешивании 80 г отходовволокна "Нитрон". Поддерживая этутемпературу, продолжают перемешивание до получения однородной вязкой 30жидкости. В результате получается1100 г реагента, имеющего следующиепоказатели: вязкость (УБ 10 д ) =190 с,удельный вес (у) = 1,03 г/см, рН=9.При вводе полиакрилонитрила (ПАН)в щелочной раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) происходит химическое взаимодействие между функциональными группами КМЦ и продуктами гидролиза ПАН с образованием блок-сополимера,. При температурах ниже 80 фСпроцесс блок-сополимеризации не происходит, при температурах выше 90 Симеет место деструкция КМЦ, чтоприводит к получению реагента болеенизкого качества.Б табл. 1 приведены состав и показатели реагента на основе блоксополимера ПАН и КМЦ.1112045 ТаблицаСодержание, мас.Е Показатели реагента Состав г/см ПАНИаОН КМЦВода рн УВ р с 180 1,02 89 190 1,03 85 7 4 10 5 80 1,04 10 290 пресных, так и минерализованных раст"воров. При этом для пресных буровыхрастворов оптимальное количество реагента составялет 0,3-0,53, а дляминерализованных 1,5-37 В табл. 2 приведены результаты, показывающие влияние предлагаемого и известного реагентов-стабилизаторов на технологические показатели бурового малоглинистого раствора следующего состава, Х: глинопорошок (аскангель) 7 кальцинированная сода 0,3," реагент-стабилизатор 3; вода 89,7. Т а блица 2 Добавки солей к раствору Е Содержание, мас. Е Состав Вода НаС 1 ПАН Поликри- ловая ЩелочьНаОН Инициатор кислота-3 3 91 3 3 89 4 4 10 80 83 4 6 4 3,5 0,54 3,5 0,5 4 3,5 0,5 85 10 Как видно из табл. 1, получающийся реагент обладает удовлетворительными технологическими показателями.Следует отметить, что даже пригЗнезначительных отклонениях в количественных соотношениях ингредиентов, равно как и при замс ПАН солями полиакриловой кислоты (полиакрилатами), а также при изменении порядка ввода компонентов в реакцион 25 ную смесь стойкость получаемого реагента к солям поливалентных металлов утрачивается (см. табл. 2).Предлагаемый реагент может быть использован для стабилизации как 20 15 20 15 20 15 20 15 20 15 20 15 20 15Продолжение табл,2 Технологические показатели раствора Состав Вязкость Плотность Водоотдача ТолщинаУВ , с г/см см /30 мин корки, мм аствор расслоилс.ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушсаказ 6416 18 Подписиомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Примеча 1. Составы 1-5 реагента-стабилизатора готовились по предлагаемому способу.2. Состав б готовился следующим образом;щелочь растворялась в воде и растворнагревался до 85 С, после чего в неговводился ПАН (в виде волокна "Нитрон") .После растворения ПАН в раствор вводилась КМЦ и смесь перемешивалась дообразования однородной вязкой жидкости,3. Составы 7-9 готовились по известномуспособу (прототипу) .Как видно из табл. 2, только при совместной минерализации растворы, стабилизированные реаген- его хлоридами натрия и кальтом составов 2-4, имеют удовлетвори- ция (состав 7), а также при тельные технологические показатели значительной степени минерали(невысокую водоотдачу и толщину 5 зации по ЫаС 1. Лишь при конкорки) при содержании в растворе центрации ИаС 1 107 и отсут НаС 1 и 153 СаС 1 . ствии солей кальция растворИзвестный реагент не обеспечива- имел удовлетворительную водоотет стабилизацию бурового раствора дачу.Составитель В. ЯгодинРедактор С. Пекарь Техред О,Неце К