Реагент для буровых растворов

(я)5 С 09 К 7/О ЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ БУРОВЫХ РАС- игносульфонат, воелеза, щелочной чающийся тем, чества реэгента за ижающей способого компонента реликонат щелочного соотношении комьский овым Пень- В.Сека бу 392,Н абот 2,с , - М 3-4,5-1,74,3-86,5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(71) Всесоюзный научно-исследователинститут по креплению скважин и бурастворам(56) Кистер Э,Г, Химическая обрровых растворов. - М,: Недра, 197Паус К,ф, Буровые растворыдра, 1973, с,100. Изобретение относится к реагентам, содержащим органические соединения, которые применяются для регулирования структурно-механических показателей буровых растворов. используемых при бурении нефтяных и газовых скважин.Известен хромлигносульфонатный реэгент - окзил, Для его получения требуется мас,ч: ОСБ 10; хромпик 0,9-1.3; серная кислота 1,2-1,6; каустик 0,6-0,7 /в массовых частях, в пересчете на сухие вещества (11.Известен реагент для буровых растворов, содержащий лигносульфонат, водорастворимую соль железа. щелочной компонент и воду 2.Этот реагент-феррохромлигносульфонат (ФХЛС). Его состав; ССБ (КБЖ) 74-75 (50-ной концентрации; сульфат железа 19- 20; хромпик 3-4; каустик 2-3, что в пересчете на сухие вещества составит, мас,ч.: ССБ (КБЖ) 10; сульфат железа 5,1-5,3; хромпик 0,8-1,1; каустик 0,5-0,55(54 Х 57) РЕАГЕНТ ДЛЯТВОРОВ, содержащий лдорастворимую соль жкомпонент и воду, о т л ичто, с целью улучшения касчет повышения его разжности, в качестве щелочнагент содержит органосиметалла при следующемпонентов, мас,ч;:ЛигносульфонатВодорастворимаясоль железаОрганосиликонатщелочного металлаВода Недостатком указанных модифицированных лигносульфонатов является невысокая разжижающая способность и вредное влияние на окружающую среду хроматов, входящих в состав обоих реагентов.Цель изобретения - улучшение качества реагента за счет повышения его разжижающей способности.Поставленная цель достигается тем, что реагент, содержащий лигносульфонат, водорастворимую соль железа, щелочной компонент и воду, в качестве щелочного компонента реагент содержит органосиликонат щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.ч,:Лигносульфонат 10Водорастворимаясоль железа 3-4Оргэносиликонатщелочного металла0,5-1,7 Вода 84,3-86,5Реагент указанного состава в дальнейшем именуется лигносил (феррокремнийлигносульфонат),Для установления оптимального соотношения ингредиентов приготовлены об- -5разцы лигносульфонатных реагентов сразличным содержанием в них железа, органосиликоната и воды на 100 мас.ч, лигносул ьфоната,В качестве органосиликоната используют метил и этилсиликонаты натрия, органосиликаноляты щелочных металлов,петросил.Исходный лигносульфонат используют 15любого тварного вида - жидкий, пастообразный или порошок (ССБ, КБЖ, КБТ, КБП),Способ приготовления реагента заключается в обработке лигносульфоната водным 20раствором соли железа и органосиликонатом щелочного металла. Полученный реагент можно использовать в виде раствораили порошка после высушивания исзвестными методами, 25П р и м е р 1. ЗОО г (10 мас.ч, на сухоевещество) КБП разбавляют водой (86,25мас.ч.) до 20%-ной концентрации, добавляют 35 г сульфата железа (3,5 мас.ч.), перемешивают при 45 С, выдерживают смесь 6 ч, 30затем вводят 7,5 г (0,25 мас.ч) метилсиликоната натрия (2,5 г на сухой продукт).Полученный образец испытывается вкачестве реагента для обработки глинистойсуспензии (табл.1, Ф КЛ). 35П р и м е р 2 . К водному 20%-номураствору сульфитноспиртовой барды, содержащемуу 300 г лигносульфоната (10 мас.ч)добавляют 75 г сульфата железа (3,5 мас.ч),перемешивают при 80 С в течение 3 ч, затем вводят 60 г петросила (2 мас,ч. в расчетена сухой продукт). Перемешивают, получают феррокремнийлигносульфонат (образецФ КЛ-.2).П р и м е р 3, К водному раствору 45лигносульфоната, приготовленному из сухого продукта КБП, добавляют хлорид железа,перемешивают смесь 10 ч при 20-30 С, приливают петросил, Соотношение компонентов в приготовленной смеси, мас.ч,: 50лигносульфонат 10; соль железа 3,0; петросил 0,5; вода 86,5 (образец РКЛ-З),П р и м е р 4 . По методике примера 3при следующем массовом соотношениикомпонентов (на сухие вещества), мас.ч: 55сульфат железа 3,0; этилсиликонат натрия0,8; вода 87,2, получают образец ФКЛ,П р и м е р 5 . Аналогична из 100 глигносульфоната 25, г соли железа 7 г органосиликоната натрия с добавлением водыполучают образец ФКЛ,П р и м е р ы 6 - 9, Образцы ФКЛ-9 получены в условиях примера 3 при следующих соотношениях сухих компонентов на 10 мас.ч, лигносул ьфоната соответственно сульфата железа и петросила 4,5 и 1,5 мас. ч,(ФКЛ - 6), 3,7 и 1,5 мас,ч. (ФКЛ); 3,.5 и 1,6 мас, ч. (Ф КЛ - 8); 4 и 1,7 мас,ч, (Ф КЛ). Полученный реагент представляет собой жидкость плотностью 1,22-1,24 г/см с соз держанием сухих веществ 30-35% и порошок с влажностью до 20%, Производство этого реагента может быть налажено на базе выпускаемых промышленностью лигносульфонатных реагентов без осуществленных изменений в технологии,Полученные образцы испытывают на глинистых суспензиях в качестве регулятора вязкостных и структурно-реологических свойств в сравнении с окзилом и феррохромлигносульфонатом (табл.1). Полученные реагенты перед вводом в раствор разбавляют до 10%-ной концентрации.Для сравнения разкикающего действия модифицированные лигносульфонаты добавляют в глинистую суспензию 8%-ной концентрации в количестве 0,5%. После перемешивания растворы термостатируют при 180 С. Показатели глинистого раствора определяют до и после термостатирования (табл,1),Из данных табл,1 видно, что разжижающий эффект при использовании для обработки бурового раствора предлагаемого реагента (табл,1 примеры 3, 4, 7-9) выше, чем при применении в аналогичных условиях окзила и ХФЛС (примеры 10 и 11).Разжижающее действие известных лигносульфонатных реагентов заключается в: предотвращении агрегаций глинистых час-тиц вследствие адсорбции на них лигносульфонатн ых структур.В случае использования предлагаемого реагента также происходит предотвращение образования ассоциаций глинистых частиц вследствие покрытия активных участков их поверхностей смешанным железолигносульфонатнокремнийорганическим комплексом, имеющим в своем составе гидрофобную алкисилильную группу, Кроме хемосорбции в случае кремнийсодержащего комплекса возможно дополнительное связывание за счет комплексообразования силильного фрагмента с глинистыми минералами в присутствии иона железа. Эти взаимодействия приводят к снижению гидратации глинистых минералов и уменьшению сил трения частицами, В результате величина статического напряжения сдвига (СНС) и условная вязкость (УВ) имеют мень,5 3,07 4 8,8 3,06 8,8 3,ОВ 8,6 3,08 8,5 3,08 8,45 3,07 З,3 3,О 7 8,33 3,О 7 8,4 3,08 8,5 3,07 8,6 3,07 34 96/3352,3 35/6030 9/249 3/630 83/32333 78/30530 66/3968,5 20/3279,0 ВЬ/ 3348,8 75/99 335/35635/43Ь,ггО/О37/32666/7545/0320/35083/332Ьв/96 3,06 3,07 3,08 3,09 3,07 3,О 7 3,07 3,07 3,07 3,07 36,833,43433,8 0,39 .о,з0,5О,33о,во,з 9В,79,6 36 35 гв 20 38 50 3 27 38 33 33 32 362332,36 98,358,338,208,35 шие значения. чем при применении окэила и ФХЛС,Эк.спериментэльнэя провера образцов с различным соотношением компонентов показала, что оптимальные фильтрационные характеристики раствора достигаются при наличии в составе реагента соли железа в количестве 3-4 мас.ч. С уменьшением массовой доли, например, до 2,5 мас,ч, происходит увеличение водоотдачи и СНС раствора (пример 5), а с увеличением свыше 4 мас,ч. происходит также повышение вязкостных характеристик (пример 6). Если в состав предлагаемого реагента входит орагносиликонат в количестве меньше 0,5 мас.что зто приводит к повышению структуры после термостатирования (пример 1, табл.1). Избыток нецелесообразен, так как не наблюдается существенного улучшения вязкостных показателей (сравнение примеров 2 и 3)33 линимальные значения показателей вязкости, СНС и водоотдачи обнаружены при соотношении ССБ: соль железа: органосИликонат 10:(3-4):(0,5-1,7). Раэжижаю 3 цая способность предлагаемого реагента сравнивается с иэвестн 34 ми 33 практике бурения окислом ФЛХС. Проводят сравнительные опыты по установлению оп тимального количества модифицировнныхлигносульфонатов, необходимых для разжижения бурового раствора. В приготовленных растворах содержится 0,15; 0;3 и 0,50, мас,ч. (в пересчете на сухие вещества) испытуемых лигносульфонатных реагентов, 1.0 Иэ полученных данных (табл.2) видно,что, раэжижающее действие ФКЛ достигается при содержании его 0,150/ь мас. окэилэ и ФХЛС для получения идентичных с ФКЛ показателей требуется в 2-3 раза больше.15 По результатам исследований видно,что применение реагентэ говорит о синергизме действия составляющих компонентов. При раздельном использовании органосиликоната снижают СНС и повыша ют вязкость, ССБ и Ге 500 незначительноснижают условную вязкость и статическое напряжение сдвига (табл.3).Таким образом эфФективность реагентаобусловлена предлагаемым соотношением 25 компонентов.,Э Г. Сапронооргентал оставител Техред М ректор 3. Лончакова Реда, Яцола аказ 2625 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/51 дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 зводствен