Способ получения структурообразователя для буровых растворов на углеводородной основе

СОЮЗ СОВЕтСНИХжэпюепиРЕСПУБ ЛИК ЯО 132 О 22 О А 1 04 С 7/О ГОсудАРстВенный номитет сссРпо делдм изОБРетений и отнРытий 1Мщ фЛ."й 7(71) Всесоюзный научский институт буров(53) 622.243.144.3 УРООБР ОВ НА ел зобретения еханически ров при одн тельности пурообразов свидС О мости, Смешивают бентонитовыи гли порошок с предварительно пригото ленным 2-157,-ным водным раствором четвертичной аммонийной соли часть глинопорошка берут от 0,6 мас.ч. соли. Полученную держивают при перемешивании последующей сушкой и измельчением 5 табл,сма На одну 0,4 -смесь вы- с Ф 1-2 чс(56) АвторскоР .1016351, клМакнв Е.Д.зки на основетовых глин.лив и масел.с,30-36.АвторскоеУ 1046274, к но-исследовай техники И.З.ФайнштейМ.Касьянов, озов етельство ССК 7/02, 197 Пластически рованных бен и технологи мия, 1964, Ф(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУ ЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ОСНОВЕ (57) Изобретение относится нефтяных и газовых скважин улучшение стру свойств буровых ременном сокращ цесса получения еля и снижение бурению Цель ктурно- раствоении дли1320220 Изобретение относится к способам получения материалов, в частности органофильных глинопорошков, используемых в качестве структурообразователей буровых растворов на углеводородной основе, применяемых для бурения нефтяных и газовых скважин.Цель изобретения - улучшение структурно-механических свойств буровых растворов при одновременном сокраще О нии длительности процесса получения структурообразователя и снижении его стоимости,Способ получения органофильного бентонитового глинопорошка включает 15 смешение бентонитового глинопорошка с предварительно приготовленным 2- 157.-ным водным раствором четвертичной аммонийной соли, вьгпержку полученной смеси при перемешивании в течение 20 1-2 ч, высушивание смеси и иэмельчение. Необводненный бентонитовый глино- порошок вводится в водный раствор 25 ЧАС - низкомолекулярного соединения, способного к диссоциации и существующего в растворе в виде ионов. При этом вода не находится в связанномсостоянии и способна к образованию 30 адсорбционной оболочки. В результате возникают условия для конкурентной адсорбции молекул воды и ионов ЧАС на поверхности глины. Благодаря высокой подвижности заряда ионов ЧАС они быстрее достигают поверхности глины и вступают в реакцию замещения на обменных центрах, Молекулы воды локализуются вокруг необменных позиций за счет водородньгх связей, образуя щ пространственно не замкнутую адсорбционную оболочку, не препятствующую диффузии ионов ЧАС к вновь открывшимся обменным центрам в результатерасклинивающего действия предыдущих 45ионов ЧАС. Адсорбция ЧАС вызываетолеофилизацию глины, которая предотвращает ее набухание в воде и роствязкости реакционной массы. Низкаявязкость также благоприятствует диф фузии ЧАС и усилению ее адсорбциина глине, В результате реакция протекает с большей скоростью и глубиной,тем самым улучшается структурообразующая способность органофильногоглинопорошка в буровых растворах на углеводородной основе.Способ осуществляется следующим образом. 2Берут воду,. нагревают ее до 80900 и в ней растворяют расчетноеколичество ЧАС, а затем при перемешивании вводят необводненный бентонитовый глинопорошок и продолжаютперемешивание в течение 1-2 ч,Способ может быть реализован влюбом аппарате, предназначенном длямеханического перемегцивания жидкотекучих смесейПредлагаемый способ получения органофильного бентонитового глинопорошка был проверен в лабораторныхусловиях.Лля осуществления способа использовали бентонитовый глинопорошокгруппы ПБВ и следующие ЧАС: алкилбензилдиметиламмонийхлорид с В- С - С (катамин АБ), алкилбензилдиметиламмонийхлорид с К = С, - Сго(АБДМхлорид), алкилбензилдиметиламмоний хлорид с К = Сь (катионат 2 Б).В процессе синтеза органофильногобентонитового глинопорошка необходимые количества ЧАС и глины определяются исходя из концентрации реакционной массы, которая, в свою очередь,задается из условия возможности ееперемешивания и соотношения глина -ЧАСП р и м е р 1. Соотношение глинопорошок - ЧАС 10:5, концентрация реакционной массы 5,87., В 94,2 г водывводят 1,93 г ЧАС и при нагреваниии перемешивании вводят 3,87 г сухойглины,П р и м е р 2. Соотношение глинопорошок - ЧАС 10:5, концентрация реакционной массы 18,4. В 81,6 г водывводят 6,14 г ЧАС и при нагревании иперемешивании вводят 12,26 г сухойглины,П р и м е р 3. Соотношение глинопорошок - ЧАС 10:5, концентрация реакционной массы 34,6. В 65,4 г водывводят 11,53 г ЧАС и при нагреваниии перемешивании вводят 23,07 г сухойглины.Технологические параметры синтезаорганофильного бентонитового глинопорошка различными способами приведены в табл,1,Из табл.1 видно, что по предлагаемому способу упрощается процесс получения органофильного бентонитовогоглинопорошка и значительно сокращается его длительность.Время, необходимое,цля перемешивания реакционной массы в процессе поСоотношение 60 1,0 0,10 глина -ЧАС 120 0,3 0,08 извест- предлагаеному мому 0,15 180 0,08 20 0,08 2400,08 300 0,08 0,08 Т а блица 3 Соотношение глина - ЧАС О/О 3/6 10:1 10: 6 61/70 82/85е 3/6 11/14 10:2 30/33 64/70 10:3 10: 5 122/ 125 145/ 14810:6 64/70 90/93 82/55 116/119 145/148 10:4 1 О:5 40 122/125 Таблица 5 СНС 1/10, дПа, поспособу Состав Компоненты Соотношение эмульсий,мас.% глина -ЧАС извест- предлаганому емому Дизельное топливо 3814 10: 4 36/54 55/73 Окисленныйпетролатум 2,0 10:5 49/83 76/93 Окись кальция 2,0 10:6 28/47 45/60 Время реакции мин Содержание остаточного катамина АБ в водной Фазе, %, поспособу известному предлагаемомуеее еееве ееСНС 1/10 органосуспензии,дПа, по способую еизвестному предлагаемому СНС 1/10 органосуспензин дПа, по способу известному предлагаемому Катамин АБ 10:4 64/66 87/9110:5 93/96 102/10810:6 43/47 66/71 АБДИ 30 хлорид 10:4 73/76 96/102 10:5 112/118 122/1281320220о зий, так и .инвертных эмульсий различного состава. Т а б л и ц а 1 Способ получения органофильногоглинопорошка Время Время выреак- деления ции, конечногоч продукта,Время пред- вари- тель- ной подготовки исходной глины,Введение ЧАСв воднуюсуспензиюглинопорошка 144 4,0 48 Введениеглинопорошкав водный раствор ЧАС: катаминАБ 1,0 3лучения органофильного бентонитовог глинопорошка, определяли путем изме рения содержания остаточного ЧАС (катамина АБ) в водной фазе, Зависимость содержания ЧАС от времени выдержки приведена в табл.2.Как видно иэ табл.2 время перемешивания по предлагаемому способу составляет 1-2 ч, в течение которых содержание ЧАС в водной фазе выходит 10 на постоянный уровень, что свидетельствует о завершенности процесса.Оценка органофильных глинопорошков, полученных на различных ЧАС с различными сортношениями глина - ЧАС,15 проводилась по структурно-механическим показателям 10%-.ных суспенэий этих глинопорошков в дизельном топливе и различных типов растворов на углеводородной основе. 20Органосуспенэии готовили с помощью смесителя типаВоронеж" в течение 1 ч. Измерения структурно-механических показателей проводили на приборе СНС. При этом после обработки 25 всех исследуемых типов растворов на углеводородной основе (РУО) органофильным бентонитовым глинопорошком улучшение структурно-механических показателей не сопровождалось ухудшением других показателей, в частности электростабильности и фильтрации, Электростабильность, измеренная на приборе ИГЭР, находились на уровне 500-600 В, а фильтрация по ВИ-.б не превышала 2-3 см чистой углеводородной фазы..Структурно-механические показатели 10%-ных органосуспензий с органоглиной на основе катионата 2 Б приведены 40 в табл,З. Из табл.З видно, что оптимальным является соотношение глина - ЧАС 10;4 - 10:6.Структурно-механические показатели 45 10%-ных органосуспензий с органоглиной на основе различных ЧАС приведены в табл.4,Структурно-механические показатели различных РУО с органоглиной на ос нове катионата 2 Б (количество органоглины 20 мас.%) приведены в табл.5. Формула изобретения Способ получения структурообразователя для буровых растворов на угло - водородной основе, включающий смешение бентонитового глинопорошка с четвертичной аммонийной солью и водой, выдержку полученной смеси в течение 1-2 час и последующую ее сушку и измельчение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения структурно-механических свойств буровых растворов при одновременном сокращении длительности пропесса получения структурообраэователя и снижении его стоимости, бентонитовый глинопорошок смешивают с предварительно приготовленным 2-15%-ным водным раствором четвертичной аммонийной соли,.причем на 1 мас.ч. бентонитового глинопорошка берут 0,4 - О,б мас.ч. четвертичной аммонийной соли.3АБДИхлорид катионат2 Б 2,0 12 Из табл.З, 4, и 5 следует, что вве"5 дение органобентонита, полученного по предлагаемому способу, обеспечивает более высокие структурно-механические показатели как органосуспен1320220 8Продолжение табл.5 Компоненты НС 1/10, дПа, поспособу оотно звест- предлагаому емому аствор хлористого к ция (р ==1,20 г/см) 57 зельно 2/64 4 10: опливо Окисленныипетролату 55/76 73/87 33/ Окись кальция 2,аствор сероникслого елеза Гр = 1,20 г/см) ство стог ло- альция (р= =1,20 г и):4 4/7 Эмуль исленныи тролатум 36 5 57 7 Раствор хлористогокальция (р=Состаэмульсий,мас Л ение лина ЧАС 633митета СССоткрытийая наб., д