Способ приготовления реагента для минерализованного бурового раствора

(я)5 С 09 К Е ИЗОБР Я Е ОПИСА К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬ СТ кважин. Сущующим обраи растворяют створ вводят ют до 40 - 600 С ературе 2 - 4 ч.й используют т 0,16 до 0,32 нно к одной 3 табл,и научно-исследова огии, геофизики и А, Д. Новиков, О, А,ев и В. М, Подгорновльство СССР2, 1988.льство СССР7/02, 1982. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(46) 07,03,93, Бюл, М 9 (71) Восточно-Сибирск тельский институт ге минерального сырья (72) В. В, Казанский, Брагина, В, П. Низовц (56) Авторское свидете М 166507, кл, С 09 7/ОАвторское свидете М 1067024, кл. С 09 К Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности, к буровым растворам.Цель изобретения - улучшение качества реагента, обеспечивающего снижение фильтрации бурового раствора при воздействии температуры до 80 С и повышение резистентности к ионам кальция до 7,5 г/л при одновременном уменьшении его расходного показателя.Поставленная цель достигается тем, что шламлигнин после обработки щелочью дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием и нагревают при температуре (40 - 60) С в течение 2-4 ч, причем щелочь и сернистокислый натрий используют в количестве 0,25 - 0,32 массовых частей соответственно к одной массовой части шламлигнина,Сернистокислый натрий представляет собой порошкообразное неорганическое вещество белого цвета, хорошо раствори(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТАДЛЯ МИНЕРАЛИЗОВАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА(57) Использование: бурение сность: реагент получают следзом. В водном растворе щелочшламлигнин. В полученный расернокислый натрий, нагреваи выдерживают при этой темпЩелочь и сернокислый натрив количестве от 0,25 до 0,32 и омассовых частей соответствемассовой части шламлигнина. мое в воде, Молекулярная масса 126,04. Он используется в фотографии, медицине, химико-фармацевтической промышленности и при производстве искусственного волокна, В буровой технологии сернистокислый натрий применяют в качестве ингибитора кислородной коррозии.Шламлигнин является побочным продуктом целлюлозно-бумажного производства. Его выпускает в тоннажных количествах Байкальский ЦБК дпя нужд буровой технологии. В соответствии с ТУ 13 - 0279488 - 01 - 88 шламлигнин должен удовлетворять следующим нормам (см. табл . 1).Повышение термостойкости шламлигнинового реагента после его обработки сернистокислым натрием при (40 - 60) С обусловлено тем, что сернистокислый натрий дезактивирует свободные радикалы, образующиеся при нагревании щелочного лигнина и инициирующие его радикальную полимеризацию вплоть до полной сшивкимакромолекул лигнина. Этим самым предотвращается снижение растворимости лигнина, влекущее за собой расслоение и вспенивание бурового раствора и потерю им противофильтрационных свойств, Сам сернистокислый натрий при этом окисляется до сернокислого натрия по схеме Ка - О,2 Я+ Я = 0 = 2 й+Кэ 2304 Ка - О Сернокислый натрий, образующийся в процессе обработки шламлигнинового реагента, становится его составным компонентом и в процессе эксплуатации бурового раствора выполняет функцию поглотителя ионов кальция, взаимодействия с ними по схеме: Са- +Кэ 2 ЯО 4=Сэ 304+2 Кэ с образованием труднорастворимого вещества - гипса, вследствие чего карбоксильные группы лигнина защищаются от коагулирующего действия агрессивного катиона.П р и м е р 1, 50 г шламлигнина Байкальского ЦБК смешивают с раствором, содержащим 17 г КаОН и 83 г воды, Смесь выдерживают 2 часа, Затем к этой смеси добавляют раствор, содержащий 8 г Кэ 2 ЯОз и 42 г воды, Реакционную смесь тщательно перемешивают, нагревают до 60 С и выдерживают при этой температуре 2 ч, К полученной пасте добавляют 573 г воды, перемешивают и засолоняют раствор 227 г хлористого натрия. Определяют показатели бурового раствора; рН=11,8; р=1183 кг/м;з, УВ 5 оо=20 с, Фзо=5,5 см, СН С 11 о=О/О дПа.Испытание термостойкости бурового раствора.ЗОО г полученного по примеру 1 раствора помещают в круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термостатирующим устройством, нагревают до температуры (80. +0,5)С и выдерживают при этой температуре 6 часов, Охлаждают до комнатной температуры, определяют показатели бурового раствора: рН=11,2; р=1187 кг/мз; УВ 500=20 с: Фзо=14 см; СНС 1/1 о=О/О дПа,Испытание кальцийрезистентности бурового раствора К ЗОО см полученного по примеру 1 раствора добавляют 6,24 г хлористого кальция, что в пересчете на ион кальция составляет массовую концентрацию 7,5 г/л, Перемешивают в течение 2 ч. Определяют показатели бурового раствора: р Н=-11,0; р-.1202 кг/м; УВ 5 оо=24 с; Фзо=8 см; СН С 1/1 о=О/1,2 дПа. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Аналогичным образом были приготовлены и испытаны все остальные растворы, в том числе и раствор - прототип. Результаты приведены в табл. 2 и 3. Сопоставление свойств буровых растворов, полученных из шламлигнинового реагента согласно предлагаемого технического решения, позволило выявить оптимальное соотношение ингредиентов: шламлигнин: КаОН:Ка 2 ЯОз= = 1,(0,25 - 0,32):0,16 - 0,32). Превышение содержания щелочи и сернистокислого натрия выше 0,32 мас,ч, нецелесообразно из соображений экономии материалов, а снижение этих компонентов ниже 0,25 и 0,16 соответственно не позволяет достичь поставленной цели (пример 7). Проведение обработки без нагревания (пример 8) не дает желаемого эффекта, а обработка при температурах выше 60 (пример 4) не дает дополнительных эффектов и нецелесообразна в виду больших энергозатрат.Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что известный шламлигниновый реагент дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием и нагревают при температуре(40 - 60 С в течение 2 - 4 ч.Предлагаемый способ приготовления реагента обеспечивает снижение материальных затрат на приготовление и поддержание необходимых эксплуатационных свойств минерализованного бурового раствора за счет сокращения расхода шламлигнина (в 2 раза) и удлинения срока эксплуатации бурового раствора (в 3 раза), вследствие приобретенной им резистентности к действию ионов кальция и температуры до 80 С.Формула изобретения Способ приготовления реагента для минерализованного бурового раствора, включающий растворение шламлигнина в щелочи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества реагента, обеспечивающего снижение фильтрации бурового раствора при воздействии температуры до 80 С, и повышения его резистентности к ионам кальция до 7,5 г/л при одновременном уменьшении расходного показателя, после обработки щелочью шламлигнин дополнительно обрабатывают сернистокислым натрием при нагревании до 40-60 С в течение 2 - 4 ч, причем щелочь и сернистокислый натрий используют в количестве от 0,25 до 0:32 и от 0,16 до 0,32 мас. ч, соответственно к одной мас, ч. шламлигнина,1799896 Табл и ца 3 Продолжение табл,3,Составитель В. КазанскийРедактор С.Кулакова Техред М.Моргентал Коррек р Т,Ващкови ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производственно-и аз 1138 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5